一种动物机器人自主导航系统及方法
专利汇可以提供一种动物机器人自主导航系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种动物 机器人 自主 导航系统 及方法，系统包括设置于被控动物身上的GPS模 块 、多通道神经 信号 刺激模块和控 制模 块，GPS模块，被配置为接收GPS 卫星信号 ，并将动物机器人当前的 位置 信息输出到 控制模块 ；控制模块，被配置为接收GPS模块的当前位置信息，并与设定的目标位置信息相对比，确定导航线路，形成控制指令，多通道神经信号刺激模块，被配置为包括镜像 电流 源、 升压 电路 和模拟多路 开关 ，通过连接的镜像电流源、升压电路以获取恒定电流，根据控制指令选择模拟多路开关的相应通道输出恒定电流作用于被控动物的神经控制区域，以实现仿真神经编码信息的输出，实现导航。，下面是一种动物机器人自主导航系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种动物机器人自主导航系统，其特征是：包括设置于被控动物身上的GPS模块、多通道神经信号刺激模块和控制模块，其中：
所述GPS模块，被配置为接收GPS卫星信号，并将动物机器人当前的位置信息输出到控制模块；
所述控制模块，被配置为接收GPS模块的当前位置信息，并与设定的目标位置信息相对比，确定导航线路，形成控制指令，传输给多通道神经信号刺激模块；
所述多通道神经信号刺激模块，被配置为包括镜像电流源、升压电路和模拟多路开关，通过连接的镜像电流源、升压电路以获取恒定电流，根据控制指令选择模拟多路开关的相应通道输出恒定电流作用于被控动物的神经控制区域，以实现仿真神经编码信息的输出，实现导航。
2.如权利要求1所述的一种动物机器人自主导航系统，其特征是：所述GPS模块通过陶瓷天线将接收到的GPS卫星信号转换为NMEA-0183协议的数据格式，并经过串口UART将位置和运动状态信息输出到控制模块。
3.如权利要求1所述的一种动物机器人自主导航系统，其特征是：所述镜像电流源包括两个威尔逊电流源和控制器，所述第一威尔逊电流源的输入端为基准电流源，控制器连接并调节第一威尔逊电流源和第二威尔逊电流源，进而调节脉冲的幅值，第二威尔逊电流源以第一威尔逊电流源的输出作为基准电流，其输出电流值与基准电流源的输入值一致。
4.如权利要求3所述的一种动物机器人自主导航系统，其特征是：所述第二威尔逊电流源的输入端连接有电容，以防止输入电源电路的波动对恒流源电路造成影响。
5.如权利要求3所述的一种动物机器人自主导航系统，其特征是：所述第二威尔逊电流源与第一威尔逊电流源之间设置有电阻，以分担部分压降，保护威尔逊电流源中的三极管，使三极管工作在合适的电压区间。
6.基于如权利要求1-5中任一所述的系统的导航方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)在被控动物机器人身上设置自主导航系统，设定好目标位置信息后启动，设定各IO口的初始状态，打开中断允许；
(2)对GPS初始化，对卫星的捕获、跟踪和电文获取，以获取动物机器人准确的位置信息，并将进行传输给控制模块；
(3)对GPS提供的目标位置信息与指定路径进行比较，并控制多通道神经信号刺激模块向动物发送模拟信息，使动物机器人沿指定的航线运动；
(4)当动物机器人到达目标位置后，输出停止刺激信号。
7.如权利要求6所述的导航方法，其特征是：所述步骤(3)中，控制模块建立以当前位置信息为坐标原点，目标位置为终点的直角坐标系，确定导航线路，生成控制指令。
8.如权利要求6所述的导航方法，其特征是：所述步骤(3)中，根据目标位置所在的象限，依据逐点比较直线插补原理确定导航路线。
9.如权利要求6所述的导航方法，其特征是：所述步骤(3)中，利用控制模块发送的控制指令，生成相应的多通道神经信号，模拟多路开关发送适宜的恒流脉冲，刺激被控动物机器人两侧的古纹状体后部强迫动物机器人运动。
10.如权利要求6所述的导航方法，其特征是：所述步骤(4)中，在飞行过程中判断当前位置和目标位置距离是否在一定范围内，如果是，则说明已到达终点，停止刺激，发送控制命令刺激动物相应核团，控制动物停止运动；如果不是重复这一过程继续导航直至到达目标位置。
一种动物机器人自主导航系统及方法
技术领域
背景技术
令给遥控装置控制动物机器人的运动路线，由于控制命令是需要人工判断然后通过GPRS传
送信息实现的，这就造成一定的延时，不能准确的控制动物的运动轨迹。浙江大学开发的一种动物机器人的语音导航系统(CN 103593048A)，操控人员发送的语音指令通过电脑分析
后，由无线发射器发送到微刺激器进行控制，这个方法人机交互比较好，但该方法不能进行远距离控制。2013年南京航空航天大学使用3G通信方式控制鸽子飞行，前提是在3G网络覆
盖的地方才可以控制，像一些偏远山区、森林以及地震过后进行抢险工作的环境下都是没
有3G信号的，而且这种远程控制方式不能准确定位，难以实现动物实时准确的导航控制。
发明内容
出，实现导航。
进而调节脉冲的幅值，第二威尔逊电流源以第一威尔逊电流源的输出作为基准电流，其输
出电流值与基准电流源的输入值一致。
人运动。
状态信息输出到控制模块。
成第一个镜像电流源，左侧输入IDA0为镜像电流源的基准电流，通过单片机调节IDA0输出
的大小，进而调节脉冲的幅值。U7和U6右侧的三极管组成第二个镜像电流源，以第一个镜像电流源的输出作为基准电流，经过两个镜像电流源后，V0输出的电流等于IDA0的电流。电路中电阻的作用为分担部分压降，保护三极管，使三极管工作在合适的电压区间。电路中电容的作用为：C7作用是防止+25V输入电源电路的波动对恒流源电路造成影响；C9作用是消除
切换负载时产生的波动对恒流源电路造成的影响。
机负责控制其他模块的工作状态，并接收GPS模块提供的当前位置信息(经度、纬度)和运动状态信息，经程序处理后由多通道神经信号刺激模块产生恒流脉冲信号控制动物的运动轨
迹。
C8051F330，并引起C8051F330的串口接收中断。在串口接收中断服务程序中，C8051F330完成数据接收并缓存到内部的RAM中，整理出位置、海拔和运动姿态的信息。
较直线插补原理，如图5所示。以第一象限为例，假设目标位置坐标为A(Xe,Ye)，当前位置坐标为m(Xm,Ym)，定义偏差公式为Fm＝YmXe-XmYe。若Fm＝0，表明当前位置m在OA直线段上；若Fm>0，表明当前位置m在OA直线段上方；若Fm<0,表明当前位置m在OA直线段下方。
在主程序中实时判断Fm的大小，当Fm＝0时，不发送刺激命令；当Fm>0时，如图6配置参数，输出适宜的恒流脉冲来刺激动物左侧DIVA相应位点，以控制动物沿+x轴(右)方向飞行；当Fm<
0时，如图6配置参数，输出适宜的恒流脉冲来刺激动物右侧DIVA相应位点，以控制动物沿+y轴(左)方向飞行。在飞行过程中判断当前位置和目标位置距离是否在一定范围内，如果是
说明已到达终点，停止刺激，发送控制命令刺激动物相应核团，控制动物停止运动；如果不是重复这一过程继续导航直至到达目标位置。
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