一种机器人的室内定位方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种机器人的室内定位方法、装置及系统，该方法包括：接收待定位机器人的第一定位传感器在当前采样时间采集的第一定位数据；判定在当前采样时间是否接收到待定位机器人的第二定位传感器采集的第二定位数据；若在当前采样时间没有接收到第二定位传感器采集的第二定位数据，则将所述第二定位传感器上一采样时间采集的历史定位数据作为第二定位传感器采集在当前采样时间采集的伪第二定位数据；根据第一定位数据和伪第二定位数据进行机器人的室内定位。本发明专利技术解决了由于两种定位传感器的采样速率的不同带来的定位缺陷问题，实现算法相对简单，而且大大的提高了机器人的室内定位的精度。

Indoor positioning method, device and system for robot

The present invention provides indoor positioning method, a robot device and system, the method includes: receiving a first positioning sensor for positioning the robot in the first position data of the sampling time acquisition; decision in second positioning sensor second positioning data of the sampling time is received for robot localization; if the current sampling time no second positioning data second positioning sensor receiving the second positioning sensor a sampling time collecting historical data of the location as the second positioning sensor in pseudo second positioning data collected by current sampling time; indoor positioning of the robot according to the first positioning data and the pseudo second positioning data. The invention solves the problem that the positioning error caused by the sampling rate of the two positioning sensors is different, the realization algorithm is relatively simple, and the precision of the indoor positioning of the robot is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定位
，尤其涉及一种机器人的室内定位方法、装置及系统。
技术介绍
室内移动机器人在其工作环境中的定位及运动状态估计，是移动机器人自主定位导航的基础和关键技术之一。由于室内存在着卫星信号屏蔽，因此卫星定位等方法在室内无法发挥其定位快速准确的优势。近几年，室内机器人定位所采用的主要方法有以下几种:基于RFID的方法，基于无线传感网络方法和基于里程计和惯导模块方法。基于RFID的方法要求在放置RFID标签时，要充分考虑各种可能性，使用不便，精度较低，适合环境简单，且对精度要求不高场合下的定位；基于无线传感网络的方法，如Wi-Fi技术，Zibgee技术等，利用信号强度进行定位，该方法需要架设无线传感网络，成本高，且无线信号易受干扰，精度较差；基于惯导模块的方法利用惯性导航模块，结合里程计，对物体的航向、速度和加速度进行实时记录，累积里程，通过计算得到物体相对于初始位置的坐标。该方法存在累积误差和漂移，时间一长或路况不佳时，精度难以保证。同时，移动机器人所采用的自定位技术与机器人配备的传感器密切相关，目前的移动机器人往往同时装备多种传感器。目前，在移动机器人上使用较多的传感器有视觉传感器、里程计和惯导系统、超声波传感器、激光测距仪等。超声波传感器、激光测距仪等传感器因信息单一、感应周期长，目前逐渐沦为辅助性的定位传感器；视觉传感器因具有信息量大、感应时间短等优点，随着计算机运行速度的提高，在自主移动机器人上应用越来越广泛；里程计是一种广泛使用的方法，由于其使用方便，成本低，跟踪频率高。近几年，将视觉系统与里程计等传感器结合起来进行机器人定位的研究越来越广泛。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下缺陷：现有的室内机器人定位方法中并没有考虑到摄像头和里程计的采样速率，由于摄像头和里程计的采样速率不一样，里程计采样速率高，而摄像头采样速率低，使得在没有摄像头采样的时刻，只能靠里程计进行定位，相当于丢失了视觉测量，大大降低了定位的精度。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决或者减缓上述问题的机器人的室内定位方法、装置及系统。根据本专利技术的一个方面，提供了一种机器人的室内定位方法，该方法包括：接收待定位机器人的第一定位传感器在当前采样时间采集的第一定位数据；判定在所述当前采样时间是否接收到待定位机器人的第二定位传感器采集的第二定位数据；若在所述当前采样时间没有接收到第二定位传感器采集的第二定位数据，则将所述第二定位传感器上一采样时间采集的历史定位数据作为所述第二定位传感器采集在当前采样时间采集的伪第二定位数据；根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据进行机器人的室内定位。可选地，所述方法还包括：若在所述当前采样时间接收到第二定位传感器采集的第二定位数据，则直接根据所述第一定位数据和所述第二定位数据进行机器人的室内定位。可选地，在所述根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据进行机器人的室内定位之前，还包括：根据预设的自适应参数对所述伪第二定位数据进行自适应调整。可选地，所述方法还包括：采用归一化最小均方算法对所述预设的自适应参数进行调整。可选地，所述根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据进行机器人的室内定位，包括：根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据采用无迹卡尔曼滤波算法进行机器人的室内定位。可选地，所述第一定位传感器的采样频率不同于所述第二定位传感器的采样频率。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种机器人的室内定位装置，该装置包括：接收单元，用于接收待定位机器人的第一定位传感器在当前采样时间采集的第一定位数据；判断单元，用于判定在所述当前采样时间是否接收到待定位机器人的第二定位传感器采集的第二定位数据；处理单元，用于当所述判断单元的判定结果为在所述当前采样时间没有接收到第二定位传感器采集的第二定位数据时，将所述第二定位传感器上一采样时间采集的历史定位数据作为所述第二定位传感器采集在当前采样时间采集的伪第二定位数据；定位单元，用于根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据进行机器人的室内定位。可选地，所述定位单元，还用于当所述判断单元的判定结果为在所述当前采样时间接收到第二定位传感器采集的第二定位数据时，直接根据所述第一定位数据和所述第二定位数据进行机器人的室内定位。可选地，所述处理单元，还用于在所述定位单元根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据进行机器人的室内定位之前，根据预设的自适应参数对所述伪第二定位数据进行自适应调整。此外，根据本专利技术的再一个方面，提供了一种机器人的室内定位系统，该系统包括第一定位传感器、第二定位传感器以及如上所述的机器人的室内定位装置。本专利技术提供的机器人的室内定位方法、装置及系统，通过伪测量的方法将由于机器人的两种定位传感器的采样速率不同带来的观测丢失信息进行补偿，在没有第二定位传感器采样的当前时刻，利用已经获取的前一时刻的采样信息，构造了第二定位传感器在当前时刻的伪测量信息，使得两种定位传感器获取的信息数量相同，从而在每一时刻均可以根据两种定位数据进行机器人的室内定位。本专利技术解决了由于两种定位传感器的采样速率的不同带来的定位缺陷问题，实现算法相对简单，而且大大的提高了机器人的室内定位的精度。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提出的一种机器人的室内定位方法的流程图；图2为本专利技术另一实施例提出的一种机器人的室内定位方法的流程图；图3为里程计与摄像头的采样频率比δ＝5时的位置误差效果对比图；图4为里程计与摄像头的采样频率比δ＝2时的位置误差效果对比图；图5为测量丢失时的位置误差效果对比图；图6为本专利技术实施例提出的一种机器人的室内定位装置的结构框图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。图1示出了本专利技术实施例的一种机器人的室内定位方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的室内定位方法，其特征在于，该方法包括：接收待定位机器人的第一定位传感器在当前采样时间采集的第一定位数据；判定在所述当前采样时间是否接收到待定位机器人的第二定位传感器采集的第二定位数据；若在所述当前采样时间没有接收到第二定位传感器采集的第二定位数据，则将所述第二定位传感器上一采样时间采集的历史定位数据作为所述第二定位传感器采集在当前采样时间采集的伪第二定位数据；根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据进行机器人的室内定位。

【技术特征摘要】
1.一种机器人的室内定位方法，其特征在于，该方法包括：接收待定位机器人的第一定位传感器在当前采样时间采集的第一定位数据；判定在所述当前采样时间是否接收到待定位机器人的第二定位传感器采集的第二定位数据；若在所述当前采样时间没有接收到第二定位传感器采集的第二定位数据，则将所述第二定位传感器上一采样时间采集的历史定位数据作为所述第二定位传感器采集在当前采样时间采集的伪第二定位数据；根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据进行机器人的室内定位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若在所述当前采样时间接收到第二定位传感器采集的第二定位数据，则直接根据所述第一定位数据和所述第二定位数据进行机器人的室内定位。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据进行机器人的室内定位之前，还包括：根据预设的自适应参数对所述伪第二定位数据进行自适应调整。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：采用归一化最小均方算法对所述预设的自适应参数进行调整。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据进行机器人的室内定位，包括：根据所述第一定位数据和所述伪第二定位数据采用无迹卡尔曼滤波算法进行机器人的室内定位。6.根据权利要求1-4任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文玲，贾英民，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11