【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及機器人定位，特別是涉及一種適用于四足機器狗野外遠距離使用的低功耗的通信定位裝置。
技術介紹
1、隨著科技的不斷進步，四足機器人的發展已經取得了顯著的進展。四足機器人的設計源自動物的四肢運動，通過仿生學原理來模仿和實現四足動物的步態，從而使得他們能夠在各種復雜環境中行走和移動。四足機器人配備各種傳感器，如激光雷達、攝像頭、慣性測量單元等，能夠獲取各種環境數據，通過一系列復雜的運動規劃與控制算法，可以做出準確的判斷和決策，能夠在不同的環境下自主行走和躲避障礙物。目前，四足機器人的應用領域非常廣泛，包括救援任務、軍事偵查、工業生產等，其具有承載重物、穩定性強、可通過復雜地形等優點，能夠完成一些人類難以完成的任務。
2、基于衛星的定位系統主要基于時間測距導航定位，設備通過測量與多個已知參考坐標的衛星之間的距離計算自身的位置信息。此定位方式結構簡單，設備基于專用的衛星信號接收解碼模組獲取經緯度信息。然而設備在野外執行任務的環境復雜，往往由于特殊地物的遮擋原因出現定位精度下降或無法定位的情況。
3、不依賴于衛星的野外定位的方式眾多，例如基于融合視覺和激光雷達信息的定位系統，具有不依賴于基礎設施，在系統部署中有顯著的優勢，但由于需要復雜的傳感器和較高的系統算力，進而導致較高的系統功耗的成本。
4、wifi(wireless?fidel?ity)(無線保真)，是一種基于ieee802.11標準的無線局域網技術，允許電子設備在一定范圍內通過無線電波進行網絡連接，實現互聯網訪問和數據傳輸。wifi工
5、lora(long?range?radio)是一種低功耗廣域物聯網標準，用于點對點連接的長距離無線物理層協議，具有靈敏度高、抗干擾能力強和系統容量大等優勢，在同等功耗條件下，信號傳輸距離比其它類似的無線通信系統的傳輸距離遠3～5倍，可達15km。
6、基于wifi熱點的室外群智感知定位方法，簡化了定位系統結構的同時降低了節點功耗，但針對于信息未知的節點，由于節點不受控制，需要通過基站接收集節點發出或反射的信號，如射頻、聲音信號對其進行定位。面向空中無人機的定位，通過電子光學相機觀測的圖像信息實現了空域小型無人機的檢測和定位。基于低功耗廣域網絡lora的定位在系統功耗、精度、網絡覆蓋范圍等方面表現突出，在許多典型的應用場景中得到了初步應用。
7、可見現有技術中四足機器狗定位通信技術方案主要包括以下缺點：
8、1.定位手段單一，主要依靠衛星自主定位，通過電臺或4g通信方式向控制中心上傳位置數據信息。
9、2.四足機器狗定位天線在野外環境容易被遮擋，導致定位衛星信號弱或者無信號。
10、3.4g通信信號在我國邊遠地區尚未完全覆蓋，導致四足機器狗4g通信不暢。
11、4.衛星定位和4g通信所需功率大，續航時間短，不利于長時間搜索。
技術實現思路
1、鑒于上述問題，本專利技術提供用于克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種通信定位裝置。采用多手段融合實現四足機器狗的低功耗遠距離搜尋，解決了現有四足機器狗定位手段單一，定位功能受周邊地物等環境因素影響大，野外執行任務中在無法自主定位或在與控制中心信息失聯情況下的遠距離搜尋難度大和功耗高等問題。
2、本專利技術提供了如下方案：
3、一種通信定位裝置，包括：
4、設置于載體上的mcu控制模塊、電源供電模塊、衛星定位模塊、lora通信模塊、衛星短報文通信模塊、4g公網通信模塊以及直棒天線；
5、所述電源供電模塊、所述衛星定位模塊、所述lora通信模塊、所述衛星短報文通信模塊以及所述4g公網通信模塊均與所述mcu控制模塊相連，所述直棒天線與所述lora通信模塊相連；所述直棒天線用于與手持式搜尋終端建立lora通信連接；
6、所述mcu控制模塊用于執行以下操作：
7、接收目標搜尋方式，所述目標搜尋方式通過所述載體當前任務執行環境下各模塊的信號狀態進行確定；
8、根據所述目標搜尋方式確定所述載體的定位信息的輸出源，并通過確定的轉發模塊將所述定位信息發送至所述手持式搜尋終端；所述輸出源包括所述衛星定位模塊或所述lora通信模塊，所述轉發模塊包括所述4g公網通信模塊、所述衛星短報文通信模塊、所述lora通信模塊中的任意一種；
9、確定所述定位信息發送完畢后控制各模塊進入深度睡眠模式。
10、優選地：所述目標搜尋方式包括第一地面搜尋方式、第二地面搜尋方式、第三地面搜尋方式以及空中搜尋方式；
11、所述第一地面搜尋方式包括確定當前任務執行環境下所述衛星定位模塊以及所述4g公網通信模塊各自信號均狀態良好，確定所述輸出源為所述衛星定位模塊，所述轉發模塊為所述4g公網通信模塊；
12、所述第二地面搜尋方式包括確定當前任務執行環境下所述衛星定位模塊以及所述衛星短報文通信模塊各自信號均狀態良好，確定所述輸出源為所述衛星定位模塊，所述轉發模塊為所述衛星短報文通信模塊；
13、所述第三地面搜尋方式包括確定當前任務執行環境下所述衛星定位模塊信號狀態良好，且所述lora通信模塊與所述lora信號定位組件連接信號狀態良好，確定所述輸出源為所述衛星定位模塊，所述轉發模塊為所述lora通信模塊以及所述直棒天線；
14、所述空中搜尋方式包括確定所述輸出源為所述lora通信模塊，所述轉發模塊為無人機搭載的lora信號定位組件，以便所述手持式搜尋終端對獲取的lora數據進行分析確定所述定位信息。
15、優選地：還包括第一組合搜尋方式；所述第一組合搜尋方式包括依次完成所述第一地面搜尋方式、所述第二地面搜尋方式以及所述第三地面搜尋方式。
16、優選地：還包括第二組合搜尋方式；所述第二組合搜尋方式包括：
17、確定所述衛星定位模塊和所述4g公網通信模塊各自信號狀態均良好，確定執行所述第一地面搜尋方式，工作結束控制各模塊進入深度睡眠模式；
18、確定所述衛星定位模塊信號狀態良好，所述4g公網通信模塊信號狀態差，所述衛星短報文通信模塊信號狀態良好，確定執行所述第二地面搜尋方式，工作結束控制各模塊進入深度睡眠模式；
19、確定所述衛星定位模塊信號狀態良好，所述衛星短報文通信模塊以及所述4g公網通信模塊信號狀態均差，所述lora通信模塊與所述lora信號定位組件連接信號狀態良好，確定執行所述第三地面搜尋方式，工作結束控制各模塊進入深度睡眠模式；
20、確定所述衛星短報文通信模塊以及所述4g公網通信模塊信號狀態均差，且所述lora通信模塊與所述手持式搜尋終端無法lora建鏈，確定執行所述空中搜尋方式，工作結束控制各模塊進入深度睡眠模式。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種通信定位裝置，其特征在于，包括設置于載體上的MCU控制模塊、電源供電模塊、衛星定位模塊、LoRa通信模塊、衛星短報文通信模塊、4G公網通信模塊以及直棒天線；
2.根據權利要求1所述的通信定位裝置，其特征在于，所述目標搜尋方式包括第一地面搜尋方式、第二地面搜尋方式、第三地面搜尋方式以及空中搜尋方式；
3.根據權利要求2所述的通信定位裝置，其特征在于，還包括第一組合搜尋方式；所述第一組合搜尋方式包括依次完成所述第一地面搜尋方式、所述第二地面搜尋方式以及所述第三地面搜尋方式。
4.根據權利要求3所述的通信定位裝置，其特征在于，還包括第二組合搜尋方式；所述第二組合搜尋方式包括：
5.根據權利要求4所述的通信定位裝置，其特征在于，還包括第一撥碼開關組，所述第一撥碼開關組用于向所述MCU控制模塊發送所述目標搜尋方式的觸發信號。
6.根據權利要求5所述的通信定位裝置，其特征在于，所述第一撥碼開關組包括6組開關，其中000001對應所述第一地面搜尋方式，000010對應所述第二地面搜尋方式，000100對應所述第三地面搜尋方式，
7.根據權利要求1所述的通信定位裝置，其特征在于，還包括第二撥碼開關組，所述第二撥碼開關組用于向所述MCU控制模塊發送各模塊的睡眠時間。
8.根據權利要求1所述的通信定位裝置，其特征在于，所述衛星定位模塊、所述衛星短報文通信模塊以及所述4G公網通信模塊組合一體化形成圓盤天線。
9.根據權利要求1所述的通信定位裝置，其特征在于，所述MCU控制模塊采用國產化超低功耗32位控制器，32-bitCortex架構，內置256K字節Flash，頻率64MHz，具有睡眠和深度睡眠兩種低功耗模式，運行功耗35微安，深度睡眠模式下功耗0.7微安。
10.根據權利要求1所述的通信定位裝置，其特征在于，所述衛星定位模塊包括支持BDSB1/GPS?L1/GLONASS?L1頻點的北斗定位模塊，首次定位時間28秒，定位精度水平3米、高程5米，平均功耗28毫安，待機功耗25微安；
...【技術特征摘要】
1.一種通信定位裝置，其特征在于，包括設置于載體上的mcu控制模塊、電源供電模塊、衛星定位模塊、lora通信模塊、衛星短報文通信模塊、4g公網通信模塊以及直棒天線；
2.根據權利要求1所述的通信定位裝置，其特征在于，所述目標搜尋方式包括第一地面搜尋方式、第二地面搜尋方式、第三地面搜尋方式以及空中搜尋方式；
3.根據權利要求2所述的通信定位裝置，其特征在于，還包括第一組合搜尋方式；所述第一組合搜尋方式包括依次完成所述第一地面搜尋方式、所述第二地面搜尋方式以及所述第三地面搜尋方式。
4.根據權利要求3所述的通信定位裝置，其特征在于，還包括第二組合搜尋方式；所述第二組合搜尋方式包括：
5.根據權利要求4所述的通信定位裝置，其特征在于，還包括第一撥碼開關組，所述第一撥碼開關組用于向所述mcu控制模塊發送所述目標搜尋方式的觸發信號。
6.根據權利要求5所述的通信定位裝置，其特征在于，所述第一撥碼開關組包括6組開關，其中000001對應所述第一地面搜尋方式，000010對應所述第二地面搜尋方式，0...
【專利技術屬性】
技術研發人員：雷凌毅，朱松柏，曾刊，龔高翔，康林，侯夷，王思凡，梁琦，李宗文，
申請(專利權)人：中國兵器裝備集團自動化研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：
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