UWB定位技術(shù)的應(yīng)用研究與分析

丁加磊　郝傳柱

摘? 要：從UWB定位技術(shù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和服務(wù)對(duì)象入手，對(duì)如何改善老人出行負(fù)擔(dān)較重和室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人自主移動(dòng)精度低的問題進(jìn)行研究。將UWB技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)跟隨和自主移動(dòng)功能分別應(yīng)用于老人助行器和室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人當(dāng)中，使老人助行器能夠自動(dòng)跟隨在老人身后，減輕出行負(fù)擔(dān)，同時(shí)使室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人定位精度達(dá)到厘米級(jí)，達(dá)到高效管理的目的。最后分別對(duì)兩種裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，系統(tǒng)性能達(dá)到預(yù)期效果且具有較高的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：UWB定位技術(shù)；助行器；機(jī)器人

中圖分類號(hào)：TP242? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2023）13-0161-06

Application Research and Analysis of UWB Positioning Technology

DING Jialei， HAO Chuanzhu

（Shandong Huayu University of Technology， Dezhou? 253034， China）

Abstract： Starting with different application scenarios and service objects of UWB positioning technology， this paper studies how to improve the problems of heavy travel burden of the elderly and low autonomous mobile accuracy of indoor service robots. The auto-following and auto-movement functions realized by UWB technology are applied to the elderly walker and the indoor service robot respectively， so that the elderly walker can automatically follow the elderly， reduce the travel burden， and make the positioning accuracy of the indoor service robot reach centimeter level to achieve the purpose of efficient management. Finally， the two devices are tested， and the test results show that the system performance achieves the desired effect and has high stability.

Keywords： UWB positioning technology; walker; robot

0? 引? 言

隨著當(dāng)今社會(huì)人工智能和無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活和工作環(huán)境需求越來越高，為滿足人們的生活需要，使室內(nèi)外服務(wù)機(jī)器人“更聰明”地工作，通過UWB定位技術(shù)不同的定位算法來得到精確的定位精度，將UWB技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用到老人助行器中，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使其具有UWB自動(dòng)跟隨功能，可以使老人以及相關(guān)康復(fù)人員出行時(shí)真正擺脫雙手，有效減輕出行負(fù)擔(dān)。同時(shí)依靠UWB定位技術(shù)室內(nèi)定位精度高的優(yōu)點(diǎn)，將其創(chuàng)新應(yīng)用于室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人中，使其能夠在室內(nèi)進(jìn)行高精度自主移動(dòng)工作，定位精度高達(dá)厘米級(jí)，這樣的定位可以更好地鎖定室內(nèi)的人員或是物品，更能夠達(dá)到高效管理的目的，從而進(jìn)一步擴(kuò)展UWB定位技術(shù)在人工智能領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。

1? UWB定位技術(shù)應(yīng)用的研究發(fā)展動(dòng)態(tài)

目前，國(guó)內(nèi)的UWB產(chǎn)業(yè)鏈及生態(tài)建設(shè)正處于起步階段，已出現(xiàn)從芯片到解決方案的小生態(tài)雛形。時(shí)至今日，以蘋果、三星、小米等為代表的手機(jī)廠商紛紛推出配裝UWB功能的手機(jī)產(chǎn)品，包括基于UWB技術(shù)的智能手機(jī)可以代替錢包支付、門禁卡等。雖然，目前UWB處于早期發(fā)展階段，但此前已出現(xiàn)許多應(yīng)用，UWB定位技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到智能家居、智慧汽車、智慧醫(yī)療、智慧出行、智慧城市和智能工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，將UWB定位技術(shù)應(yīng)用于人工智能產(chǎn)品當(dāng)中，必定會(huì)以其高速、安全、低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，吸引越來越多研究者的注意，發(fā)展?jié)摿笆袌?chǎng)空間不可估量。

2? UWB自動(dòng)跟隨助行器

2.1? UWB自動(dòng)跟隨助行器總體設(shè)計(jì)

UWB自動(dòng)跟隨助行器主要由STM32單片機(jī)、UWB定位模塊、漫反射光電傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和直流無刷電機(jī)等組成，如圖1所示。UWB移動(dòng)標(biāo)簽由使用者攜帶，將UWB定位基站布置在助行器的兩側(cè)。通過獲取UWB標(biāo)簽和UWB定位基站之間往返的飛行時(shí)間來得到相應(yīng)的信息，并通過計(jì)算得到UWB標(biāo)簽的位置信息，同時(shí)，通過STM32單片機(jī)作為主控制器對(duì)各種信息進(jìn)行處理判斷，根據(jù)判斷結(jié)果輸出PWM脈沖信號(hào)并通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的工作，從而實(shí)現(xiàn)助行器對(duì)移動(dòng)標(biāo)簽的自動(dòng)跟隨工作。

2.2? UWB自動(dòng)跟隨助行器系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用兩基站一標(biāo)簽定位的方法來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟隨，減少了基站數(shù)量從而降低了硬件的成本，同時(shí)也保證了其定位的精度，基于信號(hào)的入射角度進(jìn)行定位，其通過兩直線相交確定位置，如圖2所示。

首先通過到達(dá)時(shí)間算法（Time of Arrival， TOA）計(jì)算出標(biāo)簽到兩個(gè)基站的距離，數(shù)據(jù)經(jīng)過卡爾曼濾波處理，然后利用三角函數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，以兩個(gè)基站的中點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，兩個(gè)基站所在直線為基準(zhǔn)線，得到手持標(biāo)簽到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離以及偏離基準(zhǔn)線的角度，利用相對(duì)角度從基站位置畫出兩條直線，兩條直線的交點(diǎn)就是標(biāo)簽的位置，而且基站的位置是固定的，因此基站坐標(biāo)已知。同樣設(shè)基站BS1、BS2坐標(biāo)分別為（x1，y1）、（x2，y2），標(biāo)簽為MS（x，y），BS1、BS2到MS的信號(hào)角度分別為a1和a2，a、b和c為相應(yīng)的距離信息，通過余弦定理（1）計(jì)算出角度信息，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)助行器的定位。

2.3? UWB自動(dòng)跟隨助行器硬件設(shè)計(jì)

首先，如圖3所示，本設(shè)計(jì)分為定位部分、控制部分以及執(zhí)行系統(tǒng)部分三大部分，系統(tǒng)下位機(jī)總體電路圖如圖4所示。本設(shè)計(jì)的定位系統(tǒng)通過三個(gè)UWB模塊實(shí)現(xiàn)，其中一個(gè)UWB模塊作為移動(dòng)跟隨目標(biāo)，另外兩個(gè)UWB模塊安裝在裝置兩邊作為UWB基站，使用者通過手持UWB標(biāo)簽來達(dá)到助行器自動(dòng)跟隨在身后的目的。

裝置采用紅外避障傳感器用于在自動(dòng)跟隨過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能。裝置的控制部分主要以STM32F103C8T6作為主要控制芯片，通過其來獲取各個(gè)傳感器的各項(xiàng)數(shù)值并進(jìn)行處理判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果來控制執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的工作。裝置的執(zhí)行系統(tǒng)部分主要是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)直流無刷電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的工作，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

同時(shí)，本系統(tǒng)通過控制系統(tǒng)、UWB定位系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)可以進(jìn)行PWM調(diào)速；當(dāng)裝置與UWB標(biāo)簽距離超過10 m時(shí)，控制系統(tǒng)設(shè)置占空比為70%，驅(qū)動(dòng)裝置保持100 m/min，以此類推，當(dāng)UWB標(biāo)簽與UWB基站距離小于1 m時(shí)，控制系統(tǒng)設(shè)置占空比為0%，助行器停止，以此來保證在自動(dòng)跟隨過程中其跟隨距離保持恒定。通過UWB技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)跟隨功能來有效減輕使用者的出行負(fù)擔(dān)，達(dá)到省力的目的。

2.4? UWB自動(dòng)跟隨助行器系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用Keil uVision5進(jìn)行編程。如圖5所示，裝置的控制系統(tǒng)由STM32單片機(jī)作為下位機(jī)主控，通過對(duì)UWB模塊測(cè)得的距離及角度信息進(jìn)行處理判斷并將判斷結(jié)果通過串口通信傳給STM32單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理判斷，然后單片機(jī)發(fā)出指令通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制電機(jī)向相應(yīng)的方向工作運(yùn)行，在這個(gè)過程中通過與避障系統(tǒng)相結(jié)合，單片機(jī)能夠快速分析與反應(yīng)并控制裝置的行駛方向。

2.5? UWB自動(dòng)跟隨助行器功能測(cè)試

為驗(yàn)證UWB自動(dòng)跟隨助行器的實(shí)際運(yùn)動(dòng)行駛狀態(tài)，選擇在室外區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)跟隨測(cè)試。首先將助行器放置起點(diǎn)處，將實(shí)驗(yàn)采用的兩個(gè)UWB定位基站分別放置于小車的兩端，將可移動(dòng)的標(biāo)簽任意放置在實(shí)驗(yàn)的規(guī)定區(qū)域內(nèi)。系統(tǒng)設(shè)定助行器擁有四種行駛情況：前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停止，系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)流程如圖6所示。標(biāo)簽無論如何移動(dòng)都可與兩個(gè)定位基站形成穩(wěn)固的三角形位置，如圖7所示。

實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)當(dāng)Y≥1 m，75°＜X＜115°時(shí)，小車的行駛狀態(tài)為跟隨移動(dòng)標(biāo)簽向前行駛。當(dāng)0°＜X＜75°時(shí)，小車的行駛狀態(tài)為跟隨移動(dòng)標(biāo)簽向左行駛；當(dāng)115°＜X＜180°時(shí)，小車的行駛狀態(tài)為跟隨移動(dòng)標(biāo)簽向右行駛。當(dāng)Y＜1 m時(shí)，小車的行駛狀態(tài)為停止行駛（保持停留原地）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

如圖8所示，使用者手持UWB標(biāo)簽，助行器即可自動(dòng)跟隨在使用者的身后，同時(shí)，在跟隨過程中，裝置能夠與使用者保持一定的距離，同時(shí)，若左、右前方遇到障礙物裝置能夠自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的避障工作，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

綜上所述，將UWB定位技術(shù)應(yīng)用于老人出行產(chǎn)品中意義重大。

3? UWB室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人

3.1? UWB室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)

UWB室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人主要由機(jī)身、UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)、QT上位機(jī)、PWM脈寬調(diào)制速度調(diào)控裝置、ESP8266Wi-Fi模塊以及避障系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)主要以STM32F103ZET6作為系統(tǒng)下位機(jī)核心部件，傳統(tǒng)室內(nèi)機(jī)器人的自主移動(dòng)是基于循跡來實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)采用UWB定位技術(shù)代替循跡，使機(jī)器人能夠在室內(nèi)進(jìn)行高精度自主移動(dòng)，使其更加智能化。同時(shí)利用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)模塊，將機(jī)器人所處的室內(nèi)環(huán)境的各項(xiàng)信息以及機(jī)器人自身的各項(xiàng)信息上傳至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)終端與室內(nèi)機(jī)器人之間的無線通信。

3.2? UWB室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用TOF（雙向飛行時(shí)間法）算法獲取UWB相關(guān)距離值，如圖9所示，將發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)包與接收到響應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)度標(biāo)記為TTOT，將接收方接收到的數(shù)據(jù)包與發(fā)送響應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)度標(biāo)記為TTAT。

因此根據(jù)式（2）可以得到數(shù)據(jù)包在空中單向飛行的時(shí)間TTOF為：

由上述TOF測(cè)距原理并結(jié)合超寬帶定位模塊的通信協(xié)議，根據(jù)式（3）可以得到所測(cè)標(biāo)簽與基站之間的距離值D，c表示光速。

本設(shè)計(jì)采用三基站兩標(biāo)簽定位的方式，故采用Chan算法進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)的（假設(shè)UWB的測(cè)量誤差服從正態(tài)分布）計(jì)算，坐標(biāo)示意圖如圖10所示。

3.3? UWB室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人硬件設(shè)計(jì)

UWB室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)分為三個(gè)部分：定位部分、上位機(jī)部分和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)部分。產(chǎn)品的室內(nèi)定位部分將使用五個(gè)UWB定位模塊，其中三個(gè)UWB定位模塊作為基站，一個(gè)UWB定位模塊安裝在裝置車身作為標(biāo)簽1，另外一個(gè)UWB定位模塊作為發(fā)送指令的標(biāo)簽2，同時(shí)，還可以通過手機(jī)APP來代替標(biāo)簽2發(fā)送指令，在三基站兩標(biāo)簽的基礎(chǔ)上還可以增添基站和標(biāo)簽設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)物體定位操作；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)部分包括移動(dòng)和避障所需的多個(gè)模塊，三大部分之間采用Wi-Fi無線通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。定位部分將獲取到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳送到運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和上位機(jī)部分，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)上位機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)以圖形化的形式顯示出來。整體框圖如圖11所示。

圖11中表述標(biāo)簽1、標(biāo)簽2與三個(gè)基站分別進(jìn)行輪詢，當(dāng)獲取到基站到標(biāo)簽1和標(biāo)簽2的距離數(shù)據(jù)后把數(shù)據(jù)傳送到主基站中，主基站再把數(shù)據(jù)打包發(fā)給標(biāo)簽1，標(biāo)簽1再通過網(wǎng)絡(luò)模塊將數(shù)據(jù)傳送到PC端；最后在PC端上位機(jī)將獲取的數(shù)據(jù)換算成坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將坐標(biāo)顯示在上位機(jī)地圖中。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)模塊2發(fā)送執(zhí)行指令到網(wǎng)絡(luò)模塊1時(shí)，STM32F103ZET6就會(huì)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)麥克納母輪將機(jī)器人移動(dòng)到標(biāo)簽2位置，在移動(dòng)的過程中通過多個(gè)超聲波模塊采集到的距離數(shù)據(jù)躲避行進(jìn)過程中的障礙物，若在移動(dòng)過程中方向出現(xiàn)偏差時(shí)，使用MPU6050模塊去判斷機(jī)器人移動(dòng)的方向并進(jìn)行方向校正，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定的位置后，機(jī)器人將會(huì)自動(dòng)停止，同時(shí)采用ESP8266的無線傳輸方式將定位的數(shù)據(jù)發(fā)送到PC端，PC端將ESP8266傳輸回來的定位數(shù)據(jù)通過QT上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)地顯示出人和機(jī)器人的具體位置，智能化程度非常高。

如圖12所示，圖中黑色圓點(diǎn)為基站標(biāo)注點(diǎn)，黑色正方形為定位標(biāo)簽，當(dāng)三個(gè)基站經(jīng)過一定的通信協(xié)議得到標(biāo)簽與其之間的距離后，通過特定的算法計(jì)算得到當(dāng)前的位置信息。

3.4? UWB室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

基于本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)軟件分為四大部分組成：UWB定位距離的獲取及坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)獲取到數(shù)據(jù)后驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前往標(biāo)簽所在的區(qū)域位置；網(wǎng)絡(luò)模塊獲取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為TTL電平數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；PC上位機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)處理并顯示結(jié)果。軟件框架如圖13所示。

本設(shè)計(jì)上位機(jī)編程采用C++語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)工具為Qt Creator，裝置采用ESP8266的無線傳輸方式將定位的數(shù)據(jù)發(fā)送到PC端，PC端將ESP8266傳輸回來的定位數(shù)據(jù)通過QT上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)地顯示出人和機(jī)器人的具體位置，智能化程度非常高。

如圖14所示，首先需要對(duì)使用的串口端口號(hào)進(jìn)行選擇，如果沒有對(duì)應(yīng)的端口號(hào)則獲取數(shù)據(jù)失敗。設(shè)置好三個(gè)基站在室內(nèi)的具體位置，選擇好端口號(hào)后點(diǎn)擊“打開串口”，配置好串口參數(shù)，上位機(jī)軟件自動(dòng)接收來自網(wǎng)絡(luò)模塊的數(shù)據(jù)；上位機(jī)接收到完整數(shù)據(jù)后通過算法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)數(shù)據(jù)，最后在上位機(jī)軟件上就可以實(shí)時(shí)觀察到三個(gè)基站與兩個(gè)標(biāo)簽之間的距離和坐標(biāo)，并以圖形化的形式在地圖上顯示出來，如圖15所示。

3.5? UWB室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)測(cè)試

3.5.1? 定位距離及坐標(biāo)精度測(cè)試

坐標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取是整個(gè)系統(tǒng)中最為重要的一部分，坐標(biāo)數(shù)據(jù)是以基站到標(biāo)簽之間的距離數(shù)據(jù)換算出來的，故測(cè)試數(shù)據(jù)需要距離數(shù)據(jù)還有算法計(jì)算出來的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，基站與標(biāo)簽的測(cè)試結(jié)果如表2和表3所示，定位坐標(biāo)測(cè)試結(jié)果如表4所示。本測(cè)試環(huán)境是在空間位置較大但教學(xué)儀器較多的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。

3.5.2? 移動(dòng)精度測(cè)試

移動(dòng)精度的數(shù)據(jù)測(cè)試是標(biāo)簽1在室內(nèi)任意位置時(shí)，測(cè)試運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是否可以移動(dòng)到標(biāo)簽1所在的坐標(biāo)區(qū)域，測(cè)試結(jié)果如表5所示。

在調(diào)試的過程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可以進(jìn)一步優(yōu)化和深入研究，如超聲波避障，如果障礙物過多機(jī)器人走進(jìn)死胡同后運(yùn)動(dòng)平臺(tái)就很難再走出來，局限性很大，在未來希望可以使用雷達(dá)或者圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行避障。同時(shí)在三基站兩標(biāo)簽定位的基礎(chǔ)上面可以突破到更多基站和標(biāo)簽的定位。隨著UWB技術(shù)在手機(jī)上面的發(fā)展，以后也有望使用手機(jī)作為標(biāo)簽，這將會(huì)給人們帶來更多的方便，因此本設(shè)計(jì)的研究是非常有意義的。

綜上所述，將UWB定位技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人以及相關(guān)產(chǎn)品中，不僅擺脫了傳統(tǒng)室內(nèi)循跡移動(dòng)的局限性，更好地服務(wù)人們的日常生活，同時(shí)其功能還可以不斷擴(kuò)展，在未來還可以提供更加強(qiáng)大的公共服務(wù)能力。

4? 結(jié)? 論

文章以老人助行器和室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人兩個(gè)裝置為例，將UWB定位技術(shù)分別應(yīng)用于其中。對(duì)于自動(dòng)跟隨老人助行器，雖然在自動(dòng)跟隨的基礎(chǔ)上面增加了自動(dòng)避障功能，總體測(cè)試效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，但考慮到在實(shí)際應(yīng)用中存在很多外界因素的影響，因此裝置還需要進(jìn)一步改善，例如在此基礎(chǔ)上增加視覺技術(shù)，提高跟隨精度。對(duì)于室內(nèi)智慧服務(wù)機(jī)器人，雖然在室內(nèi)定位精度已經(jīng)達(dá)到厘米級(jí)，但在避障效果方面也還需改進(jìn)，例如增加視覺或者激光雷達(dá)避障，同時(shí)在三基站兩標(biāo)簽的基礎(chǔ)上可以擴(kuò)展更多的標(biāo)簽和基站進(jìn)行室內(nèi)定位，進(jìn)一步提高室內(nèi)定位精度。總體來看，兩種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、選用的技術(shù)方案、軟硬件的搭建等方面都具有創(chuàng)新性和實(shí)用性。

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作者簡(jiǎn)介：丁加磊（2001.08—），男，漢族，山東日照人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化；郝傳柱（1983-04—），男，漢族，山東聊城人，副教授，工程師，本科，研究方向：自動(dòng)化、控制工程。

收稿日期：2023-01-05

基金項(xiàng)目：2022年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃平臺(tái)申報(bào)項(xiàng)目（202213857004）