定位装置及方法以及自动行走设备制造方法及图纸

本公开涉及定位装置及方法以及自动行走设备，其中定位装置包括第一定位模块、传感器模块和处理模块，在针对边界的定位过程中引入了不依赖于外部环境的行人航位推算技术，使得行人航位推算技术与其他定位技术相融合来构建虚拟边界，定位精度高，构建的边界精准，且无需布设物理边界，降低用户操作的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
定位装置及方法以及自动行走设备
本公开涉及定位
，尤其涉及一种定位装置及方法以及自动行走设备。
技术介绍
随着科学技术的发展，智能的自动行走设备为人们所熟知，由于自动行走设备可以基于自动预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器等，这些智能的自动行走设备极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。在实际应用中，通常需要这种自动行走设备自动地在一个预设的工作区域内移动，而不离开预设的工作区域，因此就需要确定工作区域的边界。相关技术中，可通过布设边界线的方式设置物理边界，然而这种方式给自动行走设备的使用者增加了麻烦。相关技术中，也可通过GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)定位技术等卫星定位技术，或UWB(UltraWideband，超宽带)定位技术等无线定位技术构建虚拟边界，然而卫星定位或无线定位易受环境干扰，在发生信号遮挡等情况时无法保证边界的定位精度。如何能够简便、精确地确定自动行走设备的工作区域的边界，是有待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种定位装置及方法以及自动行走设备，以简便、精确地确定自动行走设备的工作区域的边界。本公开的一方面，提出了一种定位装置，其特征在于，所述定位装置能够由携带者携带行走，所述定位装置包括：第一定位模块，用于获取定位装置的携带者的第一定位结果；传感器模块，用于测量定位装置的携带者行走的加速度和角度参数；以及处理模块，被配置为：在用于确定自动行走设备的工作范围的边界的第一模式下，如果所述第一定位结果满足质量条件，则根据所述第一定位结果确定所述定位装置的携带者的位置；如果所述第一定位结果不满足质量条件，则根据所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置；以及根据所述定位装置的携带者的位置，确定所述边界。本公开的另一方面，提出了一种定位装置，其特征在于，所述定位装置能够由携带者携带行走，所述定位装置包括：第一定位模块，用于获取定位装置的携带者的第一定位结果；传感器模块，用于测量定位装置的携带者行走的加速度和角度参数；以及处理模块，被配置为：在用于确定自动行走设备的工作范围的边界的第一模式下，根据所述第一定位结果确定所述定位装置的携带者的第三位置；根据所述加速度和角度参数、基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的第四位置；根据所述第三位置和所述第四位置，确定所述定位装置的携带者的位置；以及根据所述定位装置的携带者的位置，确定所述边界。本公开的另一方面，提出了一种自动行走设备，其特征在于，所述自动行走设备包括设备主体和上述定位装置，其中所述定位装置能够以可拆卸的方式安装于所述设备主体。本公开的另一方面，提出了一种定位方法，所述方法包括：获取定位装置的携带者的第一定位结果、携带者行走的加速度和角度参数；在用于确定自动行走设备的工作范围的边界的第一模式下，如果所述第一定位结果满足质量条件，则根据所述第一定位结果确定所述定位装置的携带者的位置；如果所述第一定位结果不满足质量条件，则根据所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置；以及根据所述定位装置的携带者的位置，确定所述边界。在一种可能的实施方式中，所述方法还可包括：获取所述定位装置的携带者的步长步频模型的模型参数，其中所述步长步频模型表示所述携带者的步频与步长之间的关系；采用所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置，可包括：根据所述步长步频模型的模型参数、以及所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置。在一种可能的实施方式中，采用所述步长步频模型的模型参数、以及所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置，可包括：当所述第一定位结果不满足质量条件时，获取最近的满足质量条件的第一定位结果作为行人航位推算算法的起始位置；根据所述角度参数确定所述携带者的实时航向；根据所述加速度确定所述携带者的实时步频；根据所述实时步频和所述步长步频模型的模型参数，利用所述步长步频模型确定所述携带者的实时步长；以及根据所述实时航向、所述实时步长以及所述起始位置，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置。在一种可能的实施方式中，获取所述定位装置的携带者的步长步频模型的模型参数，可包括：根据所述传感器模块测量的加速度确定所述携带者的步频和跨步点，根据所述跨步点对应的第一定位结果确定所述携带者的步长，根据所述步频和所述步长确定所述步长步频模型的模型参数，其中所述跨步点为所述携带者每一跨步的特征点。在一种可能的实施方式中，所述方法还可包括：在所述第一定位结果从不满足质量条件变为满足质量条件时，获取基于行人航位推算算法确定的所述定位装置的携带者的第一位置和根据所述第一定位模块的第一定位结果确定的所述定位装置的携带者的第二位置；根据所述第一位置和所述第二位置，对在所述第一定位结果不满足质量条件期间基于行人航位推算算法确定的所述定位装置的携带者的位置进行校正。在一种可能的实施方式中，根据所述定位装置的携带者的位置，确定所述边界，可包括：对基于行人航位推算算法确定的所述定位装置的携带者的位置进行插值处理，得到插值处理后的所述定位装置的携带者的位置；对插值处理后的所述定位装置的携带者的位置和根据所述第一定位结果确定的所述定位装置的携带者的位置进行平滑滤波，以确定所述边界。在一种可能的实施方式中，所述第一定位模块可为卫星定位模块，所述第一定位结果为卫星定位结果。在一种可能的实施方式中，所述方法还可包括：根据卫星定位模块接收的卫星数和卫星定位模块的定位状态中的一者或两者，判断卫星定位模块的所述卫星定位结果是否满足质量条件。在一种可能的实施方式中，根据卫星定位模块接收的卫星数和卫星定位模块的定位状态中的一者或两者，判断卫星定位模块的所述卫星定位定位结果是否满足质量条件，可包括：在定位状态为指定状态，且卫星数不小于阈值的情况下，判断所述卫星定位结果满足质量条件。在一种可能的实施方式中，所述方法还可包括：在用于定位所述自动行走设备的位置的第二模式下，根据所述第一定位结果以及惯性定位结果的至少其中之一，确定所述自动行走设备的位置，其中，所述惯性定位结果是根据所述加速度和角度参数、基于惯性导航推算算法确定的。在一种可能的实施方式中，所述惯性导航推算算法包括INS算法。在一种可能的实施方式中，所述行人航位推算算法包括PDR算法。在一种可能的实施方式中，所述第一定位模块包括UWB定位模块。本公开的另一方面，提出了一种定位方法，所述方法包括：获取定位装置的携带者的第一定位结果、携带者行走的加速度和角度参数；在用于确定自动行走设备的工作范围的边界的第一模式下，根据所述第一定位结果确定所述定位装置的携带者的第三位置；根据所述加速度和角度参数、基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的第四位置；根据所述第三位置和所述第四位置，确定所述定位装置的携带者的位置；以及根据所述定位装置的携带者的位置，确定所述边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位装置，其特征在于，所述定位装置能够由携带者携带行走，所述定位装置包括：第一定位模块，用于获取定位装置的携带者的第一定位结果；传感器模块，用于测量定位装置的携带者行走的加速度和角度参数；以及处理模块，被配置为：在用于确定自动行走设备的工作范围的边界的第一模式下，如果所述第一定位结果满足质量条件，则根据所述第一定位结果确定所述定位装置的携带者的位置；如果所述第一定位结果不满足质量条件，则根据所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置；以及根据所述定位装置的携带者的位置，确定所述边界。

【技术特征摘要】
1.一种定位装置，其特征在于，所述定位装置能够由携带者携带行走，所述定位装置包括：第一定位模块，用于获取定位装置的携带者的第一定位结果；传感器模块，用于测量定位装置的携带者行走的加速度和角度参数；以及处理模块，被配置为：在用于确定自动行走设备的工作范围的边界的第一模式下，如果所述第一定位结果满足质量条件，则根据所述第一定位结果确定所述定位装置的携带者的位置；如果所述第一定位结果不满足质量条件，则根据所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置；以及根据所述定位装置的携带者的位置，确定所述边界。2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述处理模块还被配置为：获取所述定位装置的携带者的步长步频模型的模型参数，其中所述步长步频模型表示所述携带者的步频与步长之间的关系；采用所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置，包括：根据所述步长步频模型的模型参数、以及所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置。3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，采用所述步长步频模型的模型参数、以及所述加速度和所述角度参数，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置，包括：当所述第一定位结果不满足质量条件时，获取最近的满足质量条件的第一定位结果作为行人航位推算算法的起始位置；根据所述角度参数确定所述携带者的实时航向；根据所述加速度确定所述携带者的实时步频；根据所述实时步频和所述步长步频模型的模型参数，利用所述步长步频模型确定所述携带者的实时步长；以及根据所述实时航向、所述实时步长以及所述起始位置，基于行人航位推算算法确定所述定位装置的携带者的位置。4.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，获取所述定位装置的携带者的步长步频模型的模型参数，包括：根据所述传感器模块测量的加速度确定所述携带者的步频和跨步点，根据所述跨步点对应的第一定位结果确定所述携带者的步长，根据所述步频和所述步长确定所述步长步频模型的模型参数，其中所述跨步点为所述携带者每一跨步的特征点。5.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述处理模块还被配置为：在所述第一定位结果从不满足质量条件变为满足质量条件时，获取基于行人航位推算算法确定的所述定位装置的携带者的第一位置和根据所述第一定位模块的第一定位结果确定的所述定位装置的携带者的第二位置；根据所述第一位置和所述第二位置，对在所述第一定位结果不满足质量条件期间基于行人航位推算算法确定的所述定位装置的携带者的位置进行校正。6.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，根据所述定位装置的携带者的位置，确定所述边界，包括：对基于行人航位推算算法确定的所述定位装置的携带者的位置进行插值处理，得到插值处理后的所述定位装置的携带者的位置；对插值处理后的所述定位装置的携带者的位置和根据所述第一定位结果确定的所述定位装置的携带者的位置进行平滑滤波，以确定所述边界。7.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述第一定位模块为卫星定位模块，所述第一定位结果为卫星定位结果。8.根据权利要求7所述的定位装置，其特征在于，所述处理模块还被配置为：根据卫星定位模块接收的卫星数和卫星定位模块的定位状态中的一者或两者，判断卫星定位模块的所述卫星定位结果是否满足质量条件。9.根据权利要求8所述的定位装置，其特征在于，根据卫星定位模块接收的卫星数和卫星定位模块的定位状态中的一者或两者，判断卫星定位模块的所述卫星定位定位结果是否满足质量条件，包括：在定位状态为指定状态，且卫星数不小于阈值的情况下，判断所述卫星定位结果满足质量条件。10.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置能够安装于自动行走设备，所述处理模块被配置为：在用于定位所述自动行走设备的位置的第二模式下，根据所述第一定位结果以及惯性定位结果的至少其中之一，确定所述自动行走设备的位置，其中，所述惯性定位结果是根据所述加速度和角度参数、基于惯性导航推算算法确定的。11.根据权利要求10所述的定位装置，其特征在于，所述惯性导航推算算法包括INS算法。12.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述行人航位推算算法包括PDR算法。13.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述第一定位模块包括UWB定位模块。14.一种自动行走设备，其特征在于，所述自动行走设备包括设备主体和根据权利要求1至13中任意一项所述的定位装置，其中所述定位装置能够以可拆卸的方式安装于所述设备主体。15.一种定位装置，其特征在于，所述定位装置能够由携带者携带行走，所述定位装置包括：第一定位模块，用于获取定位装置的携带者的第一定位结果；传感器模块，用于测量定位装置的携带者行走的加速度和角度参数；以及处理模块，被配置为：在用于确定自动行走设备的工作范围的边界的第一模式下，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洲，周昶，滕哲铭，
申请(专利权)人：苏州宝时得电动工具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32