室内机器人的导航系统及导航方法技术方案

本发明专利技术涉及一种室内机器人导航系统，包括可自由移动的室内机器人、基站、航位推算导航系统、红外导航系统和数据融合系统。此外，本发明专利技术还涉及一种室内机器人的导航方法。针对室内机器人，本发明专利技术的导航系统既能够实现足够的相对精度和绝对精度；并且实现良好的实时响应；同时具有较高的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
室内机器人的导航系统及导航方法
本专利技术属于机器人
，具体地，涉及一种室内机器人的导航系统和导航方法。
技术介绍
随着科技的迅速发展，机器人技术已经应用到社会的各个领域，其中，室内机器人是应用最广泛的领域之一，包括清洁机器人、搬运机器人、安全机器人和向导机器人，等等。对室内机器人而言，导航系统和导航方法是实现机器人自主移动和智能化的核心问题。而要实现机器人导航，需要着力解决两方面的问题。一方面需要即时采集精确的环境信息，另一方面需要对环境信息进行处理，并将其转化为控制信息。用于室内机器人的导航系统最早始于上世纪七十年代，至今已经发展出惯性定位导航系统、视觉定位导航系统、路标定位导航系统、磁定位导航系统和GPS定位导航系统，等等。对于惯性原理定位导航系统而言，主要依赖于航位推算方法实现室内机器人的导航，该系统主要包括里程表、电子罗盘和角速率陀螺等。该系统的优点是不依赖于外部参考系；缺点是定位精度不够准确，随着时间推移累积误差较大。对于视觉定位导航系统而言，主要依赖于车载摄像机实现基于局部视觉的导航。该系统的优点是信号探测范围较宽，能够识别路标、障碍物；缺点是图像数据处理量较大，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内机器人导航系统，包括可自由移动的室内机器人、基站、航位推算导航系统、红外导航系统和数据融合系统；所述航位推算导航系统包括位移传感器和角速度传感器，分别用于获取室内机器人的行走距离信息和角度信息；所述数据融合系统用于所述航位推算导航系统的行走距离信息和角度信息的融合以及所述红外导航系统与所述航位推算导航系统的位置坐标与朝向角的融合；其中，所述红外导航系统包括设置于基站上的红外发射装置，设置于室内机器人上的红外接收测量装置。

【技术特征摘要】
1.一种室内机器人导航系统，包括可自由移动的室内机器人、基站、航位推算导航系统、红外导航系统和数据融合系统；所述航位推算导航系统包括位移传感器和角速度传感器，分别用于获取室内机器人的行走距离信息和角度信息；所述数据融合系统用于所述航位推算导航系统的行走距离信息和角度信息的融合以及所述红外导航系统与所述航位推算导航系统的位置坐标与朝向角的融合；其中，所述红外导航系统包括设置于基站上的红外发射装置，设置于室内机器人上的红外接收测量装置。2.根据权利要求1所述的室内机器人的导航系统，其中，所述红外接收测量装置包括云台、驱动马达、自动对准识别装置和信息处理系统，所述自动对准识别装置可以跟踪所述红外发射装置进行上下左右转动。3.根据权利要求2所述的室内机器人的导航系统，其中，所述云台的水平方向和竖直方向上分别安装水平角度传感器和竖直角度传感器，二者分别用于采集水平方向和竖直方向上的角度变化。4.根据权利要求2所述的室内机器人的导航系统，其中，所述自动对准识别装置为摄像装置。5.根据权利要求2所述的室内机器人的导航系统，其中，所述自动对准识别装置设置于云台上方中央位置，与室内机器人的几何中心位于同一垂直方向上，且初始朝向与0°朝向角一致。6.根据权利要求2所述的室内机器人的导航系统，其中，所述信息处理系统可以实时计算出所述红外发射装置的方位和距离。7.根据权利要求1所述的室内机器人的导航系统，其中，所述数据融合系统为卡尔曼滤波器，用于将所述红外导航系统的位置数据与所述航位推算导航系统的位置数据进行融合。8.一种室内机器人的导航方法，包括以下步骤：1)由航位推算导航系统的位移传感器和角速度传感器分别获取室内机器人的行走距离信息和角度信息；通过数据融合系统将所述行走距离信息和角度信息融合，从而得到所述航位推算导航系统的位置坐标和朝向角；2)由基站上的红外发射装置和设置于室内机器人上的红外接收测量装置得到所述红外导航...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑哲楷，
申请(专利权)人：郑哲楷，
类型：发明
国别省市：浙江,33