一种机器人的实时定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种机器人的实时定位方法，其方法包括：S10建立机器人坐标系、参考坐标系；S20在一个单位采集时间内，采集机器人在所述机器人坐标系上的运动线速度、所述机器人的自转角速度；S30根据在机器人坐标系上的运动线速度，上一单位采集时间内机器人坐标系与参考坐标系的上一夹角、以及机器人在所述参考坐标系上的上一坐标；计算出机器人在参考坐标系上的当前坐标；S40根据上一单位采集时间内机器人坐标系与参考坐标系的夹角，以及采集到的自转角速度；计算出机器人坐标系与参考坐标系的当前夹角；S50将步骤S30中的上一夹角更换为当前夹角，上一坐标更换为当前坐标；返回步骤S20。实现了实时准确的定位。

A real-time positioning method and system for a robot

The present invention provides a real-time positioning method for a robot. The methods include: S10 establishes a robot coordinate system and a reference coordinate system; S20 takes the motion line speed of the robot in the coordinate system of the robot and the rotation angle of the robot in a unit of time, and S30 is based on the robot coordinate system. The velocity of the motion line, the upper angle of the robot coordinate system and the reference coordinate system in the last unit of acquisition, and the upper coordinate of the robot in the reference coordinate system, and calculate the current coordinates of the robot in the reference coordinate system; S40 is based on the angle between the human coordinate system and the reference coordinate system in the previous unit collection time. As well as the acquired angular velocity, the current angle between the robot coordinate system and the reference coordinate system is calculated; S50 changes the upper angle in step S30 to the current angle, the upper one is changed to the current coordinate, and the step S20 is returned. Real time and accurate positioning is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人的实时定位方法及系统
本专利技术涉及机器人定位领域，尤指一种机器人的实时定位方法及系统。
技术介绍
如今机器人行业蓬勃发展，机器人逐渐融入人们的工作和生活之中。对于很多服务型机器人，定位是必须解决的一个问题。机器人自我定位是利用先验环境地图信息、机器人位姿的当前估计及传感器的观测值等输入信息，经过一定的处理和变换，进而更加准确的对机器人当前位姿进行估计。定位中通常使用的内部传感器有编码器、里程计和惯性导航仪等。外部传感器有超声传感器、激光测距仪、视觉传感器等。目前有很多机器人的定位方法：1、直接在机器人自身的轮子上安装编码器，通过编码器采集到的数据得到每个轮子转动的距离，根据各个轮子之间的位置关系计算出机器人的位移。这种方法不需要外加设备，节省了一部分预算。在算法上也比较容易实现。缺点是精度不高，在轮子打滑的情况下坐标会产生偏差。2、巡白线。在地上贴上一条白线，利用安装在机器人身上的摄像头进行识别调整机器人行进路径使机器人可以沿着白线前进。这种方法的优势在于预算低，算法简单。缺点是白线维护困难，路径规划不自由，每规划一次就要重新贴一次白线。3、在机器人上安装惯性导航仪，利用现有成熟的算法计算出机器人自身的坐标。此方法缺点是精度不高。因此，需要专利技术一种定位精度高、能够实现实时定位的定位方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种机器人的实时定位方法及系统，实现了实时准确的定位。本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术提供一种机器人的实时定位方法，包括步骤：S10建立机器人坐标系、参考坐标系；S20在一个单位采集时间内，采集机器人在所述机器人坐标系上的运动线速度，以及所述机器人的自转角速度；S30根据所述运动线速度，上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角、以及所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标；S40根据上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角，以及采集到的所述自转角速度；计算出所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角；S50将步骤S30中所述的上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角更换为所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角，所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标更换为所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标；返回步骤S20。优选的，步骤S50之后还包括步骤：S60当所述机器人检测到工作环境内布置的预设定位标志时，根据所述预设定位标志在所述参考坐标系上的预设坐标，对所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标进行更正。优选的，步骤S20具体包括：S201通过分别位于机器人坐标系x轴和y轴上的码盘，采集所述机器人在所述机器人坐标系x轴上的运动线速度和y轴上的运动线速度；S202根据所述机器人上的陀螺仪采集所述机器人的自转角速度。优选的，步骤S30具体包括：S301根据在所述机器人坐标系上x轴方向的运动线速度和y轴方向的运动线速度，计算出所述机器人在所述机器人坐标系上x轴方向的位移和y轴方向的位移；S302根据在所述机器人坐标系上x轴方向的位移和y轴方向的位移，以及上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的坐标偏移量；S303根据上一单位采集时间内所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标，以及所述坐标偏移量；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标。优选的，所述步骤S301所述的根据在x轴方向的运动线速度和y轴方向的运动线速度，计算出所述机器人在所述机器人坐标系上x轴方向的位移和y轴方向的位移，其计算公式为：S1＝V1×t；S2＝V2×t；其中，V1为所述机器人在所述机器人坐标系中x轴方向上的运动线速度，V2为所述机器人在所述机器人坐标系中y轴方向上的运动线速度，S1为所述机器人在所述机器人坐标系中x轴方向上的位移，S2为所述机器人在所述机器人坐标系中y轴方向上的位移，t为一个单位采集时间；所述步骤S302所述的根据在所述机器人坐标系上x轴方向的位移和y轴方向的位移，以及上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的坐标偏移量，其计算公式为：ΔX＝S1·cosθ-S2·sinθ；ΔX＝S1·cosθ-S2·sinθ；其中，ΔX为所述机器人在所述地图坐标中X轴方向上的坐标偏移量，ΔY为所述机器人在所述地图坐标中Y轴方向上的坐标偏移量，θ为上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角；所述步骤S303所述的根据上一单位采集时间内所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标，以及所述坐标偏移量；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标，其计算公式为：X1＝X+ΔX；Y1＝Y+ΔY；其中，X为上一单位采集时间内所述机器人在所述地图坐标中X轴方向上的上一坐标，Y为上一单位采集时间内所述机器人在所述地图坐标中Y轴方向上的上一坐标，X1为所述机器人在所述地图坐标中X轴方向上的当前坐标；Y1为所述机器人在所述地图坐标中Y轴方向上的当前坐标。优选的，步骤S40中根据上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角，以及采集到的所述自转角速度计算出所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角；其计算公式为：θ1＝θ+ω·t；其中，θ为所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角，θ1为所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角，ω为所述机器人的自转角速度，t为一个单位采集时间。本专利技术还提供了一种机器人的实时定位系统，包括：坐标系构建模块，建立机器人坐标系、参考坐标系；采集模块，用于在一个单位采集时间内，采集机器人在所述机器人坐标系上的运动线速度，以及所述机器人的自转角速度；计算模块，分别与所述采集模块、所述坐标系构建模块电连接，根据在所述机器人坐标系上的运动线速度，上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角、以及所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标；所述计算模块还用于，根据上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角，以及采集到的所述自转角速度；计算出所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角；数据重置模块，与所述计算模块电连接，用于将上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角更换为所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角，所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标更换为所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标。优选的，还包括：坐标更新模块，用于当所述机器人检测到工作环境内布置的预设定位标志时，根据所述预设定位标志在所述参考坐标系上的预设坐标，对所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标进行更正。优选的，其特征在于：所述采集模块还用于，用于通过分别位于机器人坐标系x轴和y轴上的码盘，采集所述机器人在所述机器人坐标系x轴上的运动线速度和y轴上的运动线速度；所述采集模块还用于，用于根据所述机器人上的陀螺仪采集所述机器人的自转角速度。优选的，所述计算模块包括：位移计算子模块，用于根据在所述机器人坐标系上x轴方向的运动线速度和y轴方向的运动线速度，计算出所述机器人在所述机器人坐标系上x轴方向的位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的实时定位方法，其特征在于，包括步骤：S10建立机器人坐标系、参考坐标系；S20在一个单位采集时间内，采集机器人在所述机器人坐标系上的运动线速度，以及所述机器人的自转角速度；S30根据所述运动线速度，上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角、以及所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标；S40根据上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角，以及采集到的所述自转角速度；计算出所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角；S50将步骤S30中所述的上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角更换为所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角，所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标更换为所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标；返回步骤S20。

【技术特征摘要】
1.一种机器人的实时定位方法，其特征在于，包括步骤：S10建立机器人坐标系、参考坐标系；S20在一个单位采集时间内，采集机器人在所述机器人坐标系上的运动线速度，以及所述机器人的自转角速度；S30根据所述运动线速度，上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角、以及所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标；S40根据上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角，以及采集到的所述自转角速度；计算出所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角；S50将步骤S30中所述的上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角更换为所述机器人坐标系与所述参考坐标系的当前夹角，所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标更换为所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标；返回步骤S20。2.根据权利要求1所述的一种机器人的实时定位方法，其特征在于，步骤S50之后还包括步骤：S60当所述机器人检测到工作环境内布置的预设定位标志时，根据所述预设定位标志在所述参考坐标系上的预设坐标，对所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标进行更正。3.根据权利要求1所述的一种机器人的实时定位方法，其特征在于，步骤S20具体包括：S201通过分别位于机器人坐标系x轴和y轴上的码盘，采集所述机器人在所述机器人坐标系x轴上的运动线速度和y轴上的运动线速度；S202根据所述机器人上的陀螺仪采集所述机器人的自转角速度。4.根据权利要求3所述的一种机器人的实时定位方法，其特征在于，步骤S30具体包括：S301根据在所述机器人坐标系上x轴方向的运动线速度和y轴方向的运动线速度，计算出所述机器人在所述机器人坐标系上x轴方向的位移和y轴方向的位移；S302根据在所述机器人坐标系上x轴方向的位移和y轴方向的位移，以及上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的坐标偏移量；S303根据上一单位采集时间内所述机器人在所述参考坐标系上的上一坐标，以及所述坐标偏移量；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的当前坐标。5.根据权利要求4所述的一种机器人的实时定位方法，其特征在于：所述步骤S301所述的根据在x轴方向的运动线速度和y轴方向的运动线速度，计算出所述机器人在所述机器人坐标系上x轴方向的位移和y轴方向的位移，其计算公式为：S1＝V1×t；S2＝V2×t；其中，V1为所述机器人在所述机器人坐标系中x轴方向上的运动线速度，V2为所述机器人在所述机器人坐标系中y轴方向上的运动线速度，S1为所述机器人在所述机器人坐标系中x轴方向上的位移，S2为所述机器人在所述机器人坐标系中y轴方向上的位移，t为一个单位采集时间；所述步骤S302所述的根据在所述机器人坐标系上x轴方向的位移和y轴方向的位移，以及上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角；计算出所述机器人在所述参考坐标系上的坐标偏移量，其计算公式为：ΔX＝S1·cosθ-S2·sinθ；ΔX＝S1·cosθ-S2·sinθ；其中，ΔX为所述机器人在所述地图坐标中X轴方向上的坐标偏移量，ΔY为所述机器人在所述地图坐标中Y轴方向上的坐标偏移量，θ为上一单位采集时间内所述机器人坐标系与所述参考坐标系的上一夹角；所述步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱帅龙，
申请(专利权)人：上海斐讯数据通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31