一种基于红外测距传感器的机器人室内定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于红外测距传感器的机器人室内定位方法及系统，其中，当机器人检测到用户选定当前室内环境为初次行走环境的确认指令时，则存储当前室内地面上所有位置点的位置信息和与每一位置信息相对应的一周环境距离信息；再利用机器人在不同位置时其一周环境距离信息的唯一性，通过红外测距传感器装置获取环境距离信息、并实现识别和定位。通过本发明专利技术实现了机器人的高效率室内定位，并具有很好的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人
，尤其涉及的是一种基于红外测距传感器的机器人室内定位方法及系统。
技术介绍
机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。目前，国际上对机器人的研究发展十分迅速，其中机器人定位系统作为众多机器人技术中非常重要关键技术，它的运作情况将极大的影响机器人为人类服务的服务质量。传统的机器人定位包括GPS、惯性导航系统、人工贴地标等方法。GPS用途广泛、精度高，但受环境影响大，在室内使用，其精度会受到很大影响；基本惯性导航系统完全自主，频率高但噪声影响大； 人工贴地标方法，目前有较多的研究，例如在墙面贴RFID、在屋顶设红外点阵等方法，但该方法需要人工手动贴地标，并在一定程度上影响美观，也增加了商品的生产成本。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于红外测距传感器的机器人室内定位方法及系统，旨在解决现有技术中机器人室内定位方法定位精度低，且成本较高的缺陷。本专利技术的技术方案如下：一种基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其中，所述方法包括以下步骤：A、当机器人检测到用户选定当前室内环境为初次行走环境的确认指令时，则存储当前室内地面上所有位置点的位置信息和与每一位置信息相对应的一周环境距离信息；B、机器人在当前室内地面上行走时，通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息，并通过红外测距传感器装置获取当前所在位置的一周环境距离信息；C、将该机器人当前所在位置的一周环境距离信息与该机器人当前所在位置的位置信息相对应的一周环境距离信息进行匹配，当失败时则将通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息校正为该机器人当前所在位置的一周环境距离信息对应的位置信息。所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其中，所述步骤A具体包括：A1、当机器人检测到用户选定当前室内环境为初次行走环境的确认指令时，则以机器人在当前室内地面上所处位置点为原点；A2、通过红外测距传感器装置获取原点位置处对应的一周环境距离信息；A3、机器人按预设的遍历算法且在惯性导航装置的驱动下行走指定步长，获取每次行走指定步长后的位置点的一周环境距离信息，及与每次行走指定步长后的位置点的一周环境距离信息想对应的位置信息；A4、判断机器人在行走多个指定步长后是否超出惯性导航装置中预设的置信范围，当超出时则将该机器人的累计移动距离清零，并记当前所在的位置点为原点，返回执行步骤A3。所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其中，所述惯性导航装置包括设置于机器人底盘内的三轴加速度传感器和角速度传感器；其中，所述三轴加速度传感器的Z轴与机器人当前室内地面垂直。所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其中，所述红外测距传感器装置包括设置在机器人底盘的步进电机，及设置于步进电机上方、并与所述步进电机的驱动轴连接的转盘，所述转盘上设置有至少一个红外测距传感器。所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其中，所述步骤B具体包括：B1、机器人在当前室内地面上行走时，通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息；B2、通过所述步进电机驱动转盘以指定转动步长转动一周，并通过红外测距传感器获取转盘每转动一转动步长的采样数据；B3、将采样数据经过模数转换和离散傅里叶变换，得到机器人当前所在位置的一周环境距离信息。一种基于红外测距传感器的机器人室内定位系统，其中，包括：室内地图绘制模块，用于当机器人检测到用户选定当前室内环境为初次行走环境的确认指令时，则存储当前室内地面上所有位置点的位置信息和与每一位置信息相对应的一周环境距离信息；行走信息获取模块，用于机器人在当前室内地面上行走时，通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息，并通过红外测距传感器装置获取当前所在位置的一周环境距离信息；校正存储模块，用于将该机器人当前所在位置的一周环境距离信息与该机器人当前所在位置的位置信息相对应的一周环境距离信息进行匹配，当失败时则将通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息校正为该机器人当前所在位置的一周环境距离信息对应的位置信息。所述基于红外测距传感器的机器人室内定位系统，其中，所述室内地图绘制模块具体包括：初始原点获取单元，用于当机器人检测到用户选定当前室内环境为初次行走环境的确认指令时，则以机器人在当前室内地面上所处位置点为原点；环境距离信息获取单元，用于通过红外测距传感器装置获取原点位置处对应的一周环境距离信息；驱动定位单元，用于机器人按预设的遍历算法且在惯性导航装置的驱动下行走指定步长，获取每次行走指定步长后的位置点的一周环境距离信息，及与每次行走指定步长后的位置点的一周环境距离信息想对应的位置信息；判断控制单元，用于判断机器人在行走多个指定步长后是否超出惯性导航装置中预设的置信范围，当超出时则将该机器人的累计移动距离清零，并记当前所在的位置点为原点，再启动驱动定位单元。所述基于红外测距传感器的机器人室内定位系统，其中，所述惯性导航装置包括设置于机器人底盘内的三轴加速度传感器和角速度传感器；其中，所述三轴加速度传感器的Z轴与机器人当前室内地面垂直。所述基于红外测距传感器的机器人室内定位系统，其中，所述红外测距传感器装置包括设置在机器人底盘的步进电机，及设置于步进电机上方、并与所述步进电机的驱动轴连接的转盘，所述转盘上设置有至少一个红外测距传感器。所述基于红外测距传感器的机器人室内定位系统，其中，所述行走信息获取模块具体包括：位置信息获取单元，用于机器人在当前室内地面上行走时，通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息；测距数据采集单元，用于通过所述步进电机驱动转盘以指定转动步长转动一周，并通过红外测距传感器获取转盘每转动一转动步长的采样数据；数据转换单元，用于将采样数据经过模数转换和离散傅里叶变换，得到机器人当前所在位置的一周环境距离信息。本专利技术提供了一种基于红外测距传感器的机器人室内定位方法及系统，方法包括：当机器人检测到用户选定当前室内环境为初次行走环境的确认指令时，则存储当前室内地面上所有位置点的位置信息和与每一位置信息相对应的一周环境距离信息；机器人在当前室内地面上行走时，通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息，并通过红外测距传感器装置获取当前所在位置的一周环境距离信息；将该机器人当前所在位置的一周环境距离信息与该机器人当前所在位置的位置信息相对应的一周环境距离信息进行匹配，当失败时则将通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息校正为该机器人当前所在位置的一周环境距离信息对应的位置信息。本专利技术利用机器人在环境不同位置时，与周围环境特定的距离信息来确定机器人在环境中所处的位置，实现了精准的室内定位。附图说明图1为本专利技术所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法较佳实施例的流程图。图2为本专利技术所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法中机器人建立室内地图的具体流程图。图3为本专利技术所述惯性导航装置的结构示意图。图4为本专利技术所述红外测距传感器装置的结构示意图。图5为本专利技术所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法中获取机器人行走信息的具体流程图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：A、当机器人检测到用户选定当前室内环境为初次行走环境的确认指令时，则存储当前室内地面上所有位置点的位置信息和与每一位置信息相对应的一周环境距离信息；B、机器人在当前室内地面上行走时，通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息，并通过红外测距传感器装置获取当前所在位置的一周环境距离信息；C、将该机器人当前所在位置的一周环境距离信息与该机器人当前所在位置的位置信息相对应的一周环境距离信息进行匹配，当失败时则将通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息校正为该机器人当前所在位置的一周环境距离信息对应的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：A、当机器人检测到用户选定当前室内环境为初次行走环境的确认指令时，则存储当前室内地面上所有位置点的位置信息和与每一位置信息相对应的一周环境距离信息；B、机器人在当前室内地面上行走时，通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息，并通过红外测距传感器装置获取当前所在位置的一周环境距离信息；C、将该机器人当前所在位置的一周环境距离信息与该机器人当前所在位置的位置信息相对应的一周环境距离信息进行匹配，当失败时则将通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息校正为该机器人当前所在位置的一周环境距离信息对应的位置信息。2.根据权利要求1所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：A1、当机器人检测到用户选定当前室内环境为初次行走环境的确认指令时，则以机器人在当前室内地面上所处位置点为原点；A2、通过红外测距传感器装置获取原点位置处对应的一周环境距离信息；A3、机器人按预设的遍历算法且在惯性导航装置的驱动下行走指定步长，获取每次行走指定步长后的位置点的一周环境距离信息，及与每次行走指定步长后的位置点的一周环境距离信息想对应的位置信息；A4、判断机器人在行走多个指定步长后是否超出惯性导航装置中预设的置信范围，当超出时则将该机器人的累计移动距离清零，并记当前所在的位置点为原点，返回执行步骤A3。3.根据权利要求1或2所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，所述惯性导航装置包括设置于机器人底盘内的三轴加速度传感器和角速度传感器；其中，所述三轴加速度传感器的Z轴与机器人当前室内地面垂直。4.根据权利要求1或2所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，所述红外测距传感器装置包括设置在机器人底盘的步进电机，及设置于步进电机上方、并与所述步进电机的驱动轴连接的转盘，所述转盘上设置有至少一个红外测距传感器。5.根据权利要求4所述基于红外测距传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：B1、机器人在当前室内地面上行走时，通过惯性导航装置获取该机器人当前所在位置的位置信息；B2、通过所述步进电机驱动转盘以指定转动步长转动一周，并通过红外测距传感器获取转盘每转动一转动步长的采样数据； B3、将采样数据经过模数转换和离散傅里叶变换，得到机器人当前所在位置的一周环境距离信息。6.一种基于红外测距传感器的机器人室内定位系统，其特征在于，包括：室内地图绘制模...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐悦，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44