随着智能化设备的不断发展,人们对于智能机器人的需求也在向着灵活性、便捷性、多平台方向延伸。如今智能机器人已经广泛的应用于工业、航天、服务业等领域,本设计旨在以服务机器人为研究背景,引入新型UWB超宽带室内定位系统,通过通信完成机器人位置的实时监测,同时设计无线模块控制其运动,研究多种路径规划算法并实现仿真,与机器人运动相结合,完成机器人自导航、自校正的任务。主要工作内容及创新点如下:1.深入研究UWB定位技术及其定位方式。当今,Wi-Fi、蓝牙等室内定位技术已经发展的较为成熟,但它们在通信距离、功耗、精度等方面尚存在不同程度的缺陷。本文引入的UWB超宽带定位技术因其超宽频特性、无载波发送信号等特点,具有功耗小、保密性强、穿透力强等优点。本设计深入研究了UWB定位技术,同时分析了 TOA、TDOA等多种定位方式。2.设计显示控制平台,实时监测机器人运动轨迹。在WPF框架下设计平台,通过UDP通信协议完成与定位引擎的通信,获取附着在机器人身上标签的数据信息,经过一系列处理以坐标的形式显示在平台上,并以单点、连续轨迹等方式显示在坐标地图中。同时对数据信息进行存储,设计载入绘图功能,便于实验中对机器人位置信息进行分析。3.环境建模,研究路径规划算法并实现仿真。本文使用栅格地图的方式实现环境建模,同时主要对BFS算法、Dijkstra算法及A*算法进行深入研究,并在C#语言环境下进行仿真,比较三种算法的性能。在A*算法里使用了堆优化的方法,减少了算法的时间复杂度。4.设计无线通信模块,控制机器人运动。本设计采用无线通信的模式完成与机器人通信,在显示控制平台设计无线模块,并以一定的通信协议实现对机器人的运动控制及状态查询。另外为了操作的便捷性,对通信协议进行封装,设计了键盘控制模式。5.机器人运动控制。将路径规划与机器人运动相结合,实现机器人的自导航、自规划功能,但在实际实验中,因为机器人两轮气压的不同、电池电压等原因会造成实际行驶距离和规划的不同,本设计中加入了闭环控制模块,通过判断机器人当前位置与规划点的距离,控制其正确模拟规划的路径。为了测试平台端UWB系统的定位精度,进行了准确率测量及数据分析。同时为了验证机器人能否按照规划的路径正确行走,本设计也进行了相应的实验。实验结果表明,系统精度在一定范围内较为精准,同时机器人也能完成路径规划的行走。