本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，尤其涉及一種采用超聲波結(jié)合WIFI實(shí)現(xiàn)高精度信標(biāo)位置追蹤的機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前，GPS定位方法不適用于室內(nèi)定位；采用WIFI或藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行定位精度較低，誤差太大，不能滿足使用要求；通過攝像頭進(jìn)行定位，成本太高，功耗也很高，容易受環(huán)境光線的干擾；通過攝像頭進(jìn)行定位成本太高，功耗也很高，容易受環(huán)境光線的干擾

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述缺點(diǎn), 本發(fā)明提供了一種采用超聲波結(jié)合WIFI實(shí)現(xiàn)高精度信標(biāo)位置追蹤的機(jī)器人。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種采用超聲波結(jié)合WIFI實(shí)現(xiàn)高精度信標(biāo)位置追蹤的機(jī)器人，其特征是：所述機(jī)器人內(nèi)置左超聲波發(fā)送模塊、右超聲波發(fā)送模塊、WIFI通信模塊；機(jī)器人通過WIFI通信模塊發(fā)送測(cè)距命令，信標(biāo)啟動(dòng)超聲波接收模塊；機(jī)器人再分時(shí)發(fā)送超聲波信號(hào)；信標(biāo)收到超聲波信號(hào)后，分別測(cè)量計(jì)算出左超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離以及右超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離，然后再通過WIFI通信模塊把所測(cè)的這兩個(gè)距離傳給機(jī)器人；機(jī)器人接著根據(jù)所測(cè)的左超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離以及右超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離，高精度地計(jì)算出機(jī)器人和信標(biāo)的距離和方位。

進(jìn)一步地，機(jī)器人和信標(biāo)之間的距離和方位是通過解三角函數(shù)計(jì)算出來的。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明是能高精度地測(cè)量出機(jī)器人和信標(biāo)的距離和方位的機(jī)器人，其測(cè)量距離精度：±1毫米，方位精度：±0.5度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的原理圖，圖2是機(jī)器人和信標(biāo)之間的距離和方位計(jì)算原理圖。

圖1中，1為機(jī)器人，2為WIFI通信模塊，3為左超聲波發(fā)送模塊，4為左超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離，5為超聲波接收模塊，6為信標(biāo)WIFI通信模塊，7為信標(biāo)，8為右超聲波發(fā)送模塊，9為右超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離。

具體實(shí)施方式

在圖1中，一種采用超聲波結(jié)合WIFI實(shí)現(xiàn)高精度信標(biāo)位置追蹤的機(jī)器人1，其特征是：所述機(jī)器人1內(nèi)置左超聲波發(fā)送模塊3、右超聲波發(fā)送模塊5、WIFI通信模塊2；機(jī)器人1通過WIFI通信模塊2發(fā)送測(cè)距命令，信標(biāo)7啟動(dòng)超聲波接收模塊5；機(jī)器人1再分時(shí)發(fā)送超聲波信號(hào)；信標(biāo)7收到超聲波信號(hào)后，分別測(cè)量計(jì)算出左超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離4以及右超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離9，然后再通過WIFI通信模塊6把所測(cè)的這兩個(gè)距離傳給機(jī)器人1；機(jī)器人1接著根據(jù)所測(cè)的左超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離4以及右超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)的距離9，計(jì)算出機(jī)器人1和信標(biāo)7的距離和方位。

進(jìn)一步地，機(jī)器人1和信標(biāo)7之間的距離和方位是通過解三角函數(shù)計(jì)算出來的。

進(jìn)一步地，在圖2中，W為左超聲波發(fā)送模塊和右邊超聲波發(fā)送模塊之間的距離，

L為左超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)距離，R為右超聲波發(fā)送模塊和信標(biāo)距離。

A+B=R

B=R-A

B*B=R*R-2*R*A+A*A (1)

A*A+T*T=W*W (2)

B*B+T*T=L*L (3)

2，3式相減得：A*A-B*B=W*W-L*L (4)

1式代入4式：A*A-R*R+2*A*R-A*A=W*W-L*L

解得：A=(W*W-L*L+R*R)/2*R

根據(jù)A和W可以求得夾角α：

α=arccos（A/W）=arccos{（W*W-L1*L1+L2*L2)/（2*L2*W）}

確定左超聲波發(fā)送模塊和右超聲波發(fā)送模塊安裝在對(duì)稱位置，根據(jù)下面運(yùn)算可以求出信標(biāo)距離d：

D=R-A/2

同上可以求得信標(biāo)方位角θ：

θ=arccos{（W*W/4-L1*L1+d*d)/(d*W)}

2、由以上公式即可計(jì)算出距離d和夾角θ：

由距離d的結(jié)果可知機(jī)器人和信標(biāo)之間的距離，由夾角θ的結(jié)果可知機(jī)器人和信標(biāo)之間的方向，實(shí)測(cè)其距離精度：±1毫米，方位精度：±0.5度。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。