本实用新型专利技术提出了一种基于UWB技术的室内机器人自主定位系统，包括若干UWB坐标基站以及UWB坐标终端构成，所述UWB坐标终端通过UWB信号测量出自身与所述UWB坐标基站之间的距离，通过几何运算以及定位算法，计算出当前坐标，并把坐标传送给机器人，所述基于UWB技术的室内机器人自主定位系统的各所述UWB坐标基站之间无需时钟同步线，所述UWB坐标终端自身就能计算出机器人坐标，无需连接专门服务器做处理，所述基于UWB技术的室内机器人自主定位系统结构简单，定位精度高，可广泛应用于餐厅机器，物流机器人等作为机器人室内导航的定位辅助工具。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及移动机器人的室内定位技术，特别是指一种基于UWB(UltraWideband-超宽带通信)技术的室内机器人自主定位系统。
技术介绍
随着智能技术的普及，目前越多越多的移动式机器人应用于餐厅服务，物流配送等领域。磁条定位是目前餐厅机器人和物流配送机器人用的最多的机器人定位方法，其工作原理是在机器人经过的地方铺设磁条，机器人通过安装在底盘的磁芯传感器获取到磁条的南北极信息，从而生成机器人坐标和导航信息。磁条定位的方法原理简单，但是施工和后期维护量大，特别是针对酒店和餐厅应用的机器人，贴在地面上的磁条严重影响了美观。激光定位主要应用于一些高端的机器人，其工作原理是在机器人经过的路径周围贴上反光条，机器人通过激光传感器扫描反光条获取坐标信息。激光定位能是机器人达到毫米级的定位精度，但是激光传感器动辄5、6万的成本不适合应用于消费级的机器人。
技术实现思路
本技术主要针对目前室内机器人的定位技术缺点，提出一种新的低成本，可实现机器人快速自主定位的定位系统。本技术的技术方案是这样实现的:一种基于UWB技术的室内机器人自主定位系统，包括若干UWB坐标基站，和UWB坐标终端。进一步，所述UWB坐标基站包括基站数据处理单元、基站UWB射频处理单元、基站高度传感器和基站UWB天线。进一步，所述UWB坐标终端包括终端数据处理单元、终端UWB射频处理单元、终端高度传感器和电子罗盘。进一步，所述基站UWB射频处理单元和所述终端UWB射频处理单元的工作频率为4.2GHZ。进一步，所述UWB坐标基站之间无需做时间同步。进一步，所述UWB坐标终端使用TWR(Two Way Ranging一双向测距)方式，通过所述终端UWB射频处理单元测量出自身与所述UWB坐标基站之间的距离，通过几何运算和定位算法，计算出当前的坐标。进一步，所述UWB坐标终端通过自带的所述终端高度传感器与所述UWB坐标基站的所述基站高度传感器，计算出所述UWB坐标终端的水平高度。进一步，所述UWB坐标终端通过自带的所述电子罗盘，计算出当前机器人的航向角。工作流程如下:根据机器人的工作区域，预先对所述UWB坐标基站的XY坐标进行设定；所述UWB坐标基站上电后，通过所述基站高度传感器可获取到自身的海拔高度；所述UWB坐标终端通过所述终端UWB射频处理模块向所述UWB坐标基站发送UWB信号；所述UWB坐标基站接收到所述UWB的坐标终端后发送的UWB信号后立即返回应答信号；所述UWB坐标基站通过UWB信号到达所述UWB坐标基站的时间，计算出坐标与所述UWB坐标基站的距离；所述UWB坐标终端通过自带的所述终端高度传感器获取到自身的海拔高度；所述UWB坐标终端通过获取自身跟周围至少4个所述UWB坐标基站的距离，以及自身跟所述UWB坐标基站的高度差，计算出所述UWB坐标基站的XY轴坐标。本技术的所述基于UWB技术的室内机器人自主定位系统，通过所述UWB坐标基站，和所述UWB坐标终端，能够实现快速自主定位。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为所述UWB坐标基站模块结构框图；图2为所述UWB坐标终端模块结构框图；图3为基于UWB技术的室内机器人自主定位系统原理图；图4为UWB坐标终端生成XY坐标流程图。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。—种基于UWB技术的室内机器人自主定位系统，包括若干UWB坐标基站，和UWB坐标终端。进一步，UWB坐标基站包括基站数据处理单元、基站UWB射频处理单元、基站高度传感器和基站UWB天线。进一步，UWB坐标终端包括终端数据处理单元、终端UWB射频处理单元、终端高度传感器和电子罗盘。进一步，基站UWB射频处理单元和终端UWB射频处理单元的工作频率为4.2GHZ。 进一步，UWB坐标基站之间无需做时间同步。进一步，UWB坐标终端使用TWR(Two Way Ranging—双向测距)方式，通过终端UWB射频处理单元测量出自身与UWB坐标基站之间的距离，通过几何运算和定位算法，计算出当前的坐标。进一步，UWB坐标终端通过自带的终端高度传感器与UWB坐标基站的基站高度传感器，计算出UWB坐标终端的水平高度。进一步，UWB坐标终端通过自带的电子罗盘，计算出当前机器人的航向角。具体的工作流程为:如图3所示，定位系统工作前根据机器人的活动区域预先设定好4个UWB坐标基站的坐标B1(X1，Y1)，B2(X2，Y2)，B2(X2，Y2)，B3(X3，Y3)，B4(X4，Y4)，同时各UWB坐标基站通过自身的高度传感器获取海平高度111，!12，!13，!14。UWB坐标终端工作后，通过TWR(Two Way Ranging)的方式，获取到UWB坐标终端跟UWB坐标基站之间的距离dl，d2，d3，d4。进一步地，UWB坐标终端通过自带的终端高度传感器获取到海平高度HO。UWB坐标终端通过UWB坐标基站坐标BI (XI，Yl)，B2(X2，Y2)，B2(X2，Y2)，B3(X3，Y3)，Β4(Χ4，Υ4)，UWB坐标基站到UWB坐标终端间的距离dl，d2，d3，d4，以及设备的水平高度Hl，H2，H3，H4和HO，构建几何方程组，从而计算出UWB坐标终端的坐标(Xi，Yi)。 UWB坐标终端通过自带的电子罗盘计算出机器人当前的航向角。UWB坐标终端通过串口或者USB总线将坐标信息(Xi，Yi)以及机器人的航向角传送给机器人。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。【主权项】1.一种基于UWB技术的室内机器人自主定位系统，其特征在于:包括若干UWB坐标基站，和UWB坐标终端。2.根据要求I所述基于UWB技术的室内机器人自主定位系统，其特征在于:所述UWB坐标基站包括基站数据处理单元、基站UWB射频处理单元、基站高度传感器和基站UWB天线。3.根据要求2所述基于UWB技术的室内机器人自主定位系统，其特征在于:所述UWB坐标终端包括终端数据处理单元、终端UWB射频处理单元、终端高度传感器和电子罗盘。4.根据权利要求1和权利要求2所述UWB基站和UWB坐标终端，其特征在于:所述基站UWB射频处理单元和所述终端UWB射频处理单元的工作频率为4.2GHZ。【专利摘要】本技术提出了一种基于UWB技术的室内机器人自主定位系统，包括若干UWB坐标基站以及UWB坐标终端构成，所述UWB坐标终端通过UWB信号测量出自身与所述UWB坐标基站之间的距离，通过几何运算以及定位算法，计算出当前坐标，并把坐标传送给机器人，所述基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于UWB技术的室内机器人自主定位系统，其特征在于：包括若干UWB坐标基站，和UWB坐标终端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁金彬，
申请(专利权)人：广州晨控自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。