基于UWB的扫地机器人监控方法及其设备技术

本发明专利技术实施例公开一种基于UWB的扫地机器人监控方法及其设备，其中方法包括如下步骤：获取室内地图数据，基于此数据对应的坐标系确定UWB系统中的基站坐标点和标签坐标点，基于UWB系统中的基站坐标点定位至少两个机器定位标签的移动坐标点，根据移动坐标点确定扫地机器人的姿态信息，当姿态信息指示其当前的移动方向为固定坐标点的方向时，根据移动坐标点生成扫地机器人的实时坐标点；当检测到实时坐标点与固定位置标签的固定坐标点之间的距离达到第一距离阈值时，输出控制指令控制扫地机器人改变运动方向。采用本发明专利技术，通过限制扫地机器人接近室内固定位置处的定位标签，可以避免其驶入室内的易迷失区域，进而可以保证扫地机器人顺畅的工作。

【技术实现步骤摘要】
基于UWB的扫地机器人监控方法及其设备
本专利技术涉及室内定位和服务机器人领域，尤其涉及一种基于UWB的扫地机器人监控方法及其设备。
技术介绍
随着科技的不断发展，各类服务机器人逐渐进入了人们的生活中，例如扫地机器人，通过在室内反复行走完成拟人化家具清洁效果。在室内的有些区域扫地机器人虽然可以进入但容易迷路，例如，床底下由于床板的遮挡，扫地机器人容易迷失在底下，即使具备避障功能，也不能避免此种情况发生。为了保证扫地机器人工作的更加顺畅，需要一种通过标记扫地机器人和相关区域位置的技术来实现控制其避开上述相关区域。当前常见的室内定位技术主要有WIFI技术、红外技术、超声波定位、超宽带UWB定位以及蓝牙定位等。其中，UWB定位技术通过在室内布置定位基站和定位标签，基于上述定位基站对各定位标签进行定位，是一种定位精度高且功耗较低的室内定位技术。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于UWB的扫地机器人监控方法及其设备，在扫地机器人和室内固定位置设置UWB系统中的定位标签，通过限制扫地机器人接近室内固定位置处的定位标签，可以避免其驶入室内的易迷失区域，进而可以保证扫地机器人顺畅的工作。本专利技术实施例第一方面提供了一种基于UWB的扫地机器人监控方法，可包括：获取室内地图数据，基于所述地图数据对应的坐标系确定UWB系统中的各固定基站的基站坐标点和各定位标签的标签坐标点，所述各定位标签包括置于扫地机器人上的机器定位标签和设置于室内各固定位置的固定位置标签；基于所述UWB系统中的基站坐标点定位所述至少两个机器定位标签的至少两个移动坐标点，其中所述扫地机器人上设有至少两个机器定位标签；根据所述至少两个移动坐标点确定所述扫地机器人的姿态信息；当所述姿态信息指示所述扫地机器人当前的移动方向为所述固定坐标点的方向时，根据所述至少两个移动坐标点生成所述扫地机器人的实时坐标点；当检测到所述实时坐标点与所述固定位置标签的固定坐标点之间的距离达到第一距离阈值时，输出控制指令控制所述扫地机器人改变运动方向。本专利技术实施例第二方面提供了一种监控设备，可包括：坐标确定模块，用于获取室内地图数据，基于所述地图数据对应的坐标系确定UWB系统中的各固定基站的基站坐标点和各定位标签的标签坐标点，所述各定位标签包括置于扫地机器人上的机器定位标签和设置于室内各固定位置的固定位置标签；移动坐标获取模块，用于基于所述UWB系统中的基站坐标点定位所述至少两个机器定位标签的至少两个移动坐标点，其中所述扫地机器人上设有至少两个机器定位标签；姿态确定模块，用于根据所述至少两个移动坐标点确定所述扫地机器人的姿态信息；实时坐标生成模块，用于当所述姿态信息指示所述扫地机器人当前的移动方向为所述固定坐标点的方向时，根据所述至少两个移动坐标点生成所述扫地机器人的实时坐标点；第一运动控制模块，用于当检测到所述实时坐标点与所述固定位置标签的固定坐标点之间的距离达到第一距离阈值时，输出控制指令控制所述扫地机器人改变运动方向。在本专利技术实施例中，在扫地机器人和室内固定位置设置UWB系统中的定位标签，通过限制扫地机器人接近室内固定位置处的定位标签，避免了其驶入室内的易迷失区域，保证了扫地机器人顺畅的工作。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种基于UWB的扫地机器人监控方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的另一种基于UWB的扫地机器人监控方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种扫地机器人上定位标签的位置示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种基于UWB的扫地机器人监控方法的流程示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种监控设备的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的另一种监控设备的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的实时坐标获取模块的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的另一种监控设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的基于UWB的扫地机器人监控方法可以应用于保证扫地机器人顺畅工作的应用场景中。本专利技术实施例涉及的监控设备可以包括平板电脑、个人计算机(PC)、智能手机、掌上电脑以及移动互联网设备(MID)等终端设备。下面将结合附图1-附图4，对本专利技术实施例提供的基于UWB的扫地机器人监控方法进行详细介绍。请参见图1，为本专利技术实施例提供了一种基于UWB的扫地机器人监控方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术实施例的所述方法可以包括以下步骤S101-步骤S103。S101，获取室内地图数据，基于所述地图数据对应的坐标系确定UWB系统中的各固定基站的基站坐标点和各定位标签的标签坐标点。具体的，监控设备可以获取室内地图数据，所述监控设备可以将所述地图数据显示给用户看也可以不显示，该地图数据的坐标系可以是预先设好的，例如可以是以进门处设为坐标原点(0,0,0)的坐标系。可以理解的是，所述超宽带(Ultra-Wideband，UWB)室内定位系统是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率，所述UWB系统的构建包含若干定位基站和定位标签。所述监控设备可以基于所述地图数据对应的坐标系确定所述UWB系统中的各固定基站的基站坐标点和各定位标签的标签坐标点。所述定位基站可以位于室内任意位置，优选的可以置于室内较高位置例如屋顶。可以理解的是，所述各定位标签包括置于扫地机器人上的机器定位标签和设置于室内各固定位置的固定位置标签，所述固定位置标签可以置于室内相关区域的区域边缘，该相关区域可以是不让扫地机器人到达的区域，例如床底下，所述固定位置标签可以置于床腿、床边以及床边对应的地板等位置处。S102，在所述扫地机器人移动的过程中，基于所述UWB系统中的基站坐标点定位所述机器定位标签的移动坐标点，将所述移动坐标点确定为所述扫地机器人的实时坐标点。具体的，在所述扫地机器人移动的过程中，所述监控设备可以基于所述UWB系统中的基站坐标点定位所述机器定位标签的移动坐标点，可以理解的是，所述UWB系统可以通过所述固定基站与所述机器定位标签的UWB定位信道实现对所述机器定位标签的定位，所述监控设备可以通过定位之后的位置数据在所述地图数据的坐标系中确定所述机器定位标签对应的移动坐标点。进一步的，所述监控设备可以将所述移动坐标点确定为所述扫地机器人的实时坐标点，所述实时坐标点指示所述扫地机器人在移动过程中的实时位置，可以理解的是，所述监控设备也可以每隔一个预设时间段确定一次所述扫地机器人的实时坐标点。S103，当检测到所述实时坐标点与所述固定位置标签的固定坐标点之间的距离达到第一距离阈值时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB的扫地机器人监控方法，其特征在于，所述方法包括：获取室内地图数据，基于所述地图数据对应的坐标系确定UWB系统中的各固定基站的基站坐标点和各定位标签的标签坐标点，所述各定位标签包括置于扫地机器人上的机器定位标签和设置于室内各固定位置的固定位置标签；基于所述UWB系统中的基站坐标点定位所述至少两个机器定位标签的至少两个移动坐标点，其中所述扫地机器人上设有至少两个机器定位标签；根据所述至少两个移动坐标点确定所述扫地机器人的姿态信息；当所述姿态信息指示所述扫地机器人当前的移动方向为所述固定坐标点的方向时，根据所述至少两个移动坐标点生成所述扫地机器人的实时坐标点；当检测到所述实时坐标点与所述固定位置标签的固定坐标点之间的距离达到第一距离阈值时，输出控制指令控制所述扫地机器人改变运动方向。

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB的扫地机器人监控方法，其特征在于，所述方法包括：获取室内地图数据，基于所述地图数据对应的坐标系确定UWB系统中的各固定基站的基站坐标点和各定位标签的标签坐标点，所述各定位标签包括置于扫地机器人上的机器定位标签和设置于室内各固定位置的固定位置标签；基于所述UWB系统中的基站坐标点定位所述至少两个机器定位标签的至少两个移动坐标点，其中所述扫地机器人上设有至少两个机器定位标签；根据所述至少两个移动坐标点确定所述扫地机器人的姿态信息；当所述姿态信息指示所述扫地机器人当前的移动方向为所述固定坐标点的方向时，根据所述至少两个移动坐标点生成所述扫地机器人的实时坐标点；当检测到所述实时坐标点与所述固定位置标签的固定坐标点之间的距离达到第一距离阈值时，输出控制指令控制所述扫地机器人改变运动方向。2.根据权利要求1所述的方法，在根据所述至少两个移动坐标点生成所述扫地机器人的实时坐标点时，所述方法包括：计算所述至少两个移动坐标点的中心坐标点，将所述中心坐标点确定为所述扫地机器人的实时坐标点。3.根据权利要求1所述的方法，所述扫地机器人上设置一个移动基站，所述方法还包括：当基于所述UWB系统检测到至少两个移动基站时，监测所述至少两个移动基站中任意两个移动基站间的基站距离；当监测到满足第二距离阈值的目标基站距离时，获取所述目标基站距离对应的两目标移动基站间的通信数据；当监测到所述通信数据包含距离警告信息时，输出控制指令控制所述两目标移动基站中的任一目标移动基站对应的扫地机器人改变运动方向。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述固定位置标签的位置发生改变时，所述方法还包括：基于所述室内地图数据对变更位置后的固定位置标签的固定坐标点进行更新。5.一种监控设备，其特征在于，所述设备包括：坐标确定模块，用于获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：田世伟，熊智，曾庆化，王融，刘建业，孟骞，许建新，王钲淳，罗玮，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32