自移动机器人移动界限划定方法技术

一种自移动机器人移动界限划定方法，步骤100：在自移动机器人的运动区域内设置三个以上基站并建立坐标系；步骤200：在自移动机器人的运动区域内人为规划移动路径，采集该路径上的样本点，确定样本点在所述坐标系中的坐标；步骤300：根据采集到的样本点坐标划定界限，并设定自移动机器人在所述界限内或外进行作业。本发明专利技术基于固定基站测距定位从而实现对移动界限的划定，与现有技术相比，无论是精度还是便捷性，都具备明显优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自移动机器人移动界限划定方法，属于自移动机器人运动控制制造

技术介绍
自移动机器人是一种常用的机器人，包括：扫地机器人、割草机器人、家庭服务机器人和监控机器人等等很多不同类型，以其能够自由行走的特点得到了使用者的广泛青睐。如何有效控制自移动机器人在某一作业空间内的运动，是关键的问题。所述的自移动机器人要解决限定自移动机器人移动范围的问题，需要对运动区域进行区块划分，现有的区域划分方法包括卫星定位法、设置标记物法、空间红外信号引导法等等，但上述现有的区域划定方法均存在精度不高，标记物布置繁琐等问题，且应用场合需要根据实际环境的特定要求进行特定设置，不具备普适性。公开号为CN101109809A的专利技术申请，公开了一种基于向控感光阵列的定位装置、系统和方法，是通过固定在同一平面上的三个红外信号发射装置和设置在机器人上的信号接收装置，利用正弦定理计算来实现对室内或小区域内的移动目标的实时定位，但该方法仅能实现对机器人的实时定位，且计算精度不高，更无法实现移动界限划定的功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种自移动机器人移动界限划定方法，是一种基于固定基站测距定位从而实现对移动界限的划定，与现有技术相比，无论是精度还是便捷性，都具备明显优势。本专利技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：一种自移动机器人移动界限划定方法，包括如下步骤：步骤100：在自移动机器人的运动区域内设置三个以上基站并建立坐标系；步骤200：在自移动机器人的运动区域内人为规划移动路径，采集该路径上的样本点，确定样本点在所述坐标系中的坐标；步骤300：根据采集到的样本点坐标划定界限，并设定自移动机器人在所述界限内或外进行作业。所述步骤100中以其中一个基站为原点建立坐标系，通过测量各基站之间的信号传输时间计算出各基站之间的距离，从而确定各基站在该坐标系中的坐标。所述步骤200中确定样本点的坐标具体包括，通过测量自移动机器和基站之间的信号传输时间计算出样本点在所述坐标系内的坐标；计算方法包括：几何定位法、最小二乘法或到达时间差法。所述步骤200中的人为规划移动路径可以采用多种方式实现，具体包括：使用者通过交互装置控制自移动机器人移动所形成的路径；或者，使用者将设置在自移动机器人上的定位装置取下，并使其在运动区域内移动所形成的路径。更具体地，所述步骤200中样本点的采集方式为通过移动自移动机器人进行间隔采集，所述间隔采集为自移动机器人自动按照设定的时间间隔进行采集，或者人为随机采集。本专利技术通过设置基站来建立坐标系，所述坐标系既可以是平面坐标系，又可以是立体坐标系，在不同的坐标系中，所划定的界限形状也有所不同，具体来说：所述步骤100中所述的坐标系为通过三个基站建立的平面坐标系，且该平面坐标系所在平面与自移动机器人的运动区域共面。所述步骤300中的界限为由样本点形成的开放或封闭的线条。所述步骤100中所述的坐标系为通过四个基站建立的立体坐标系。所述步骤300具体包括：将采集的样本点集合采用投影方法垂直或者非垂直投影到平面形成映射点，且该投影平面为自移动机器人的运动区域所在的平面；所述界限为所述映射点连接形成的开放或封闭的线条。所述步骤300中所述界限为3个采样点确定的一个平面，或者通过3个以上采样点拟合出的一个平面。所述步骤300中所述界限为通过多个采样点采用标准形体或所述标准形体的组合来插值或者拟合采样点构建的立体空间的表面。所述标准形体为正方体、长方体、球体或三棱锥。综上所述，本专利技术基于固定基站测距定位从而实现对移动界限的划定，与现有技术相比，无论是精度还是便捷性，都具备明显优势。下面结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细地说明。附图说明图1为本专利技术建立平面坐标系的示意图；图2为本专利技术实施例一的示意图；图3为本专利技术实施例二的示意图；图4为本专利技术实施例三的示意图；图5为本专利技术实施例四的示意图；图6为本专利技术实施例五的示意图；图7为本专利技术实施例六的示意图；图8为本专利技术实施例七的示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种自移动机器人移动界限划定方法，该方法基于固定基站测距定位从而实现对移动界限的划定，具体来说，该自动机器人定位系统包括自移动机器人MR(MobileRobot)和三个以上基站BS(BaseStation)，所述自移动机器人和各基站上均设置无线信号发射和接收装置，为保证测量可靠性，所发射的无线信号可以为红外线、超声波、激光、电磁波等，且该无线信号的传输速度k已知。正常工作时，自移动机器人与基站均发射该无线信号，且彼此之间相互接收信号，并测量该信号的传输时间t,通过k×t可计算出各基站之间的距离L以及自移动机器人相对各基站的距离S。图1为本专利技术建立平面坐标系的示意图。如图1所示，建立平面坐标系的过程是这样的：首先，根据三点确定一个平面的原理，以三个基站BS1、BS2和BS3确定一个平面并在该平面内建立坐标系，以第一基站BS1为坐标系的原点(0,0)，可以设第一基站BS1、第二基站BS2所在直线为X轴，与该直线相垂直的为Y轴。通过上述k×t的公式，计算得到各基站之间的相对距离L,从而获得其各自在该平面坐标系中的坐标。上述建立坐标系的方法较为简单，实际应用中，并非一定要以其中一个基站作为原点，以第一、第二基站确定X轴，例如：假设第一基站的坐标为：(X1,Y1),第二个基站的坐标即为：(X1+L1×cosA,Y1+L1×sinA),其中，L1为第一、第二基站之间的距离，A可以设为第一、第二基站连线与X轴的夹角，X1,Y1,A可以任意取值以确定坐标系，坐标系建立后即可确定各基站对应的坐标。当然，可以通过三个基站建立平面坐标系，也可以通过四个基站建立立体坐标系。另外，需要说明的是，如果是通过三个基站建立平面坐标，须保证三个基站不在同一条直线上。另外，可以通过增加基站的设置个数，来提高计算精度。结合图1所示，通过计算得到自移动机器人相对各基站的距离S,以三个点建立一个平面坐标系为例，通过测得信号从自移动机器人MR到第一基站的传输时间t1,根据已知的传输速度计算出S1，同理计算得到S2,S3,如图1所示，第一基站BS1的坐标为(0,0)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自移动机器人移动界限划定方法，其特征在于,该方法包括如下步骤：步骤100：在自移动机器人的运动区域内设置三个以上基站并建立坐标系；步骤200：在自移动机器人的运动区域内人为规划移动路径，采集该路径上的样本点，确定样本点在所述坐标系中的坐标；步骤300：根据采集到的样本点坐标划定界限，并设定自移动机器人在所述界限内或外进行作业。

【技术特征摘要】
1.一种自移动机器人移动界限划定方法，其特征在于,该方法包
括如下步骤：
步骤100：在自移动机器人的运动区域内设置三个以上基站并建
立坐标系；
步骤200：在自移动机器人的运动区域内人为规划移动路径，采
集该路径上的样本点，确定样本点在所述坐标系中的坐标；
步骤300：根据采集到的样本点坐标划定界限，并设定自移动机
器人在所述界限内或外进行作业。
2.如权利要求1所述的自移动机器人移动界限划定方法，其特征
在于，所述步骤100中以其中一个基站为原点建立坐标系，通过测量
各基站之间的信号传输时间计算出各基站之间的距离，从而确定各基
站在该坐标系中的坐标。
3.如权利要求1所述的自移动机器人移动界限划定方法，其特征
在于，所述步骤200中确定样本点的坐标具体包括，通过测量自移动
机器人和基站之间的信号传输时间计算出样本点在所述坐标系内的坐
标；
计算方法包括：几何定位法、最小二乘法或到达时间差法。
4.如权利要求1所述的自移动机器人移动界限划定方法，其特征
在于，所述步骤200中的人为规划移动路径，具体包括：
使用者通过交互装置控制自移动机器人移动所形成的路径；
或者，使用者将设置在自移动机器人上的定位装置取下，并使其
在运动区域内移动所形成的路径。
5.如权利要求1所述的自移动机器人移动界限划定方法，其特征
在于，所述步骤200中样本点的采集方式为通过移动自移动机器人进
行间隔采集，所述间隔采集为自移动机器人自动按照设...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤进举，
申请(专利权)人：科沃斯机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32