一种基于惯性导航和二维码的机器人及定位导航方法技术

本发明专利技术提供了一种基于惯性导航和二维码的机器人定位导航方法。该方法包括：机器人从起始位置出发，向目标位置移动；在运动过程中，机器人惯性测量装置连续测得机器人航向角和速度，推算机器人运动轨迹并修正机器人行驶方向；机器人扫描到地面上的二维码图片，读取二维码中的位置信息，确定机器人的当前位置；根据惯性测量装置和二维码信息，修正机器人轨迹路线，确定机器人的移动路线；机器人到达目标位置。该方法实现了通过惯性导航和二维码来确定机器人的位置和航向的功能，减小了位置误差，从而使机器人快速到达目标位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人
，特别是一种室内移动机器人及位置定位导航方法。
技术介绍
随着计算机技术、传感器技术以及现代控制技术的高速发展，机器人的种类变得越来越丰富，并逐步从传统的工业领域走进人们的日常生活。在不久的未来，人们可以在展厅、图书馆、仓库、超市等场所看到各种各样的机器人。因此，作为室内移动机器人关键技术的定位与导航，其需求也越来越大。室内定位技术应用的区域是封闭或半封闭空间，环境复杂。根据不同的环境、应用和需求，用于室内定位的技术主要有：激光、红外、超声波、视觉、磁条导引等方式。其中红外和超声波存在较大工作盲区，定位误差非常大；激光和视觉定位不仅价格昂贵，而且开发难度大。惯性测量器件为基础的惯性导航系统，可以实时测量机器人的速度和和航向角，根据这些信息可对机器人进行定位与导航。组成惯性导航系统的加速计和陀螺仪工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，可应用于各种环境，是一种自主式导航系统，广泛应用于机器人领域。但是，一般的惯性测量模块存在一定的测量误差，随着机器人的移动，误差不断积累，使机器人偏离目标路径。因此，需要额外的参考点，让机器人自我修复路线。二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于惯性导航和二维码的机器人，其特征在于，包括：主控模块，用于负责处理各种数据计算，并协调各个模块的工作；运动控制模块，用于控制机器人的运动；数据存储模块，用于存储各种数据信息；二维码扫描模块，包括二维码扫描仪，用于扫描二维码获得当前位置信息，提供给主控模块计算；惯性导航模块，包括速度计和陀螺仪，分别测量机器人的速度和航向角，并提供给主控模块计算获得机器人的航行路线；无线通讯模块，用于进行无线通信；电池电量监测模块，用于完成电量的监测和电池运行状态的监测，将所测的电池电量值提供给主控模块，然后主控模块通过无线通讯模块传送给上位机。

【技术特征摘要】
1.一种基于惯性导航和二维码的机器人，其特征在于，包括：主控模块，用于负责处理各种数据计算，并协调各个模块的工作；运动控制模块，用于控制机器人的运动；数据存储模块，用于存储各种数据信息；二维码扫描模块，包括二维码扫描仪，用于扫描二维码获得当前位置信息，提供给主控模块计算；惯性导航模块，包括速度计和陀螺仪，分别测量机器人的速度和航向角，并提供给主控模块计算获得机器人的航行路线；无线通讯模块，用于进行无线通信；电池电量监测模块，用于完成电量的监测和电池运行状态的监测，将所测的电池电量值提供给主控模块，然后主控模块通过无线通讯模块传送给上位机。2.一种基于权利要求1所述机器人的定位导航方法，所述机器人在布设有二维码的地面上行驶，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、机器人初始化，之后从起始位置出发，向目标位置移动；步骤2、在运动过程中，机器人惯性测量装置连续测得机器人航向角和速度，推算机器人运动轨迹并修正机器人行驶方向；步骤3、机器人扫描设置在地面上的二维码图片，读取二维码中的位置信息，确定机器人的当前位置；将扫描的二维码图片位置作为新起点，返回步骤2直至机器人到达目标位置。3.根据权利要求2所述基于惯性导航和二维码的机器人定位导航方法，其特征在于，步骤1机器人初始化包括：步骤1-1、确定机器人初始位置坐标信息(X0,Y0)；步骤1-2、接收上位机指令，得到目标位置坐标信息(Xn,Yn)；步骤1-3、计算起始点和终点的相对方位，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴益飞，蔡俊杰，郭健，徐航宇，陈庆伟，李胜，金立伟，刘小壮，周梦兰，芦梦兰，洪宇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32