申请/专利权人：广州大学

申请日：2024-03-11

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN118209108A

主分类号：G01C21/20

分类号：G01C21/20;G01C21/00;G01C21/16;G01S17/86;G01S17/89;G01S17/931;B63C9/08

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.18#公开

摘要：本发明属于电子技术领域，涉及一种基于雷达绘图避让与路径规划的智能跟随救生浮板设计，该设计选用DW1000型号的UWB超宽带芯片，使用均值TimeDifferenceofArrivalTDOA定位算法，即使用四个基站分别接收浮板标签节点和人体标签节点发出的信号，对两个节点进行定位，并通过救生浮板上的激光雷达绘图与测距信息进行紧急避让与路径规划，其中紧急避让的实现采用加速度计与Proportional‑Integral‑DerivativePID算法相融合的改进策略。路径规划则以绘图信息作为数据输入，采用Floyd‑Warshall算法对最优路线进行动态规划。在保证游泳质量的同时，使救生浮板时刻跟随游泳对象本身，保证其安全。本发明涉及到带有驱动的救生浮板设计，UWB模块的使用，MPU‑6050加速度计模块的使用，激光雷达RPLIDAR的使用，单片机STM32和GPU树莓派控制、透传蓝牙模块无线通信等相结合技术，主要针对当前为救生用品的使用方法上，停留在需要人体自身携带或通过他人协助使用的问题，通过该技术可以完全脱离人为介入并且提升游泳者的体验感。

主权项：1.一种基于雷达绘图避让与路径规划的智能跟随救生浮板工作方法，其特征在于，包括：第一步：设计建模一个符合流体力学四驱救生浮板，同时为激光雷达和相关电子元器件设计防水结构，降低其在水中行驶的阻力并防止进水导致内部电子元器件损坏。第二步：在使用场景放置四个基站，目标游泳者与智能浮板各自携带定位标签。启动系统，激光雷达开始绘制障碍情况。同时采用均值TDOA定位算法实时解算智能浮板定位标签和人体定位标签，通过SPI协议传输定位信息给主基站上位机单片机STM32。第三步：单片机STM32将定位信息通过透传蓝牙模块HC-08发送给智能浮板，浮板根据定位信息以算法层解耦出最短路径，智能浮板核心单片机驱动螺旋桨使自身按最近一次规划路线行驶。第四步：智能浮板行驶过程中受障碍情况监视，若激光雷达捕捉到有其它游泳者或物品距离浮板本身很近，浮板将依附于装载在浮板上的MPU-6050加速度计模块进行驱动器反推降速，进行紧急制动，之后根据实际情况选择保留原路径或进行路径重规划。若再次遇到障碍，将重复执行此流程，直至到达目标游泳者的位置。若未遇到障碍，则按照最短路径到达目标游泳者的位置。第五步：无论是否进行障碍交互操作，在到达目标游泳者位置之后，智能浮板将再次接收新一次两个标签定位，通过重复操作实现无任何人为介入的救生用品使用。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 广州大学 基于雷达绘图避让与路径规划的智能跟随救生浮板设计

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD