一种用于室内行走机器人有限路径定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于室内行走机器人有限路径定位装置和方法，所述装置包括微处理器、红外摄像机和N个互不相同的红外光图形，N≥3；所述红外摄像机与所述微处理器相连，用于测量红外光图形并发送至微处理器；各红外光图形均布置在机器人行走路径上方，且各红外光图形之间的位置必须满足红外摄像机一次至少测量到K个红外光图形，K≥2；所述微处理器内设有由N个互不相同的红外光图形组成的坐标系，并基于接收到的红外光图形数据计算出机器人的位置，完成定位。本发明专利技术采用在机器人行走的路径上方布设多个红外光图案，机器人通过识别到的红外光图形，用以确认机器人所在的位置，实现室内行走机器人有限路径定位目的。现室内行走机器人有限路径定位目的。现室内行走机器人有限路径定位目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于室内行走机器人有限路径定位装置及方法


[0001]本专利技术属于机器人
，具体涉及一种用于室内行走机器人有限路径定位装置及方法。

技术介绍

[0002]现有的室内机器人自主行走导航定位大多采用激光雷达SLAM方式或视觉VSLAM方式。激光雷达SLAM方式在复杂的动态环境下，地图信息丧失过大导致无法定位，因而无法定位和导航规划路径。视觉VSLAM方式受限于计算量过大、对环境图纹有依赖，因此机器人成本高、电能消耗大影响机器人续航能力；室内顶部部署二维码，作为视觉VSLAM方式之一，其运算量小也有些应用，但其实施的人工成本高且影响布署现场装饰美观，而二维码标签位置对布署现场也有一定要求，因此也限制了很多场所的应用。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出一种用于室内行走机器人有限路径定位装置及方法，通过在机器人行走的路径上方天花板布设有多个红外光图案，机器人识别红外光图形，用以确认机器人所在的位置，实现室内行走机器人有限路径定位目的。
[0004]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，包括微处理器、红外摄像机和N个互不相同的红外光图形，N≥3；
[0006]所述红外摄像机与所述微处理器相连，用于测量红外光图形并发送至微处理器；
[0007]各红外光图形均布置在机器人行走路径上方，且各红外光图形之间的位置必须满足红外摄像机一次至少测量到K个红外光图形，K≥2；
[0008]所述微处理器内设有由N个互不相同的红外光图形组成的坐标系，并基于接收到的红外光图形数据计算出机器人的位置，完成定位。
[0009]可选地，所述机器人行走路径包括路径中心线，以及设于所述路径中心线两侧的边界线。
[0010]可选地，各红外光图形布置在机器人行走路径上方的室内天花板上。
[0011]可选地，所述用于室内行走机器人有限路径定位装置还包括里程计，所述里程计用于安装在机器人上，且与所述微处理器相连，二者配合实现机器人的区域定位。
[0012]可选地，所述基于接收到的红外光图形数据计算出机器人的位置，具体为：
[0013]当红外摄像机视窗中采集到红外光图形J
i
和红外光图形J
i+1
时，连续记录机器人行走过程中的多个与红外光图形J
i
对应的第一图形数据T
i，1
，T
i，2
，
…
T
i，m
和以及与红外光图形J
i+1
对应的第二图形数据T
i+1，1
，T
i+1，2
，
…
T
i+1，m
，计算出各图形数据T
i，1
，T
i，2
，
…
T
i，m
与图形数据T
i+1，1
，T
i+1，2
，
…
T
i+1，m
的最大间距，并筛选出对应的第一图形数据和第二图形数据；
[0014]基于筛选出的第一图形数据和第二图形数据，结合红外光图形组成的坐标系，计算出红外摄像机的位置和方向，即机器人的位置和方向。
[0015]可选地，定义第一图形数据图形中心位置在红外摄像机中可视框中的坐标是(X
i
，Y
i
)，第二图形数据图形中心位置在红外摄像机中可视框中的坐标是(X
i+1
，Y
i+1
)，则第一图形数据与第二图形数据之间的间距的计算公式为：
[0016]R＝[(X
i
‑
X
i+1
)*(X
i
‑
X
i+1
)+(Y
i
‑
Y
i+1
)*(Y
i
‑
Y
i+1
)]1/2
。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种用于室内行走机器人有限路径定位方法，包括：
[0018]利用微处理器控制机器人在行走路径上行走；
[0019]利用红外摄像机测量位于行走路径上方的红外光图形并发送至微处理器；各红外光图形均布置在机器人行走路径上方，且各红外光图形之间的位置必须满足红外摄像机一次至少测量到K个红外光图形，K≥2；
[0020]微处理器基于其内设的由N个互不相同的红外光图形组成的坐标系，以及接收到的红外光图形数据，计算出机器人的位置，完成定位。
[0021]可选地，所述机器人行走路径包括路径中心线，以及设于所述路径中心线两侧的边界线；所述用于室内行走机器人有限路径定位装置还包括里程计，所述里程计用于安装在机器人上，且与所述微处理器相连，二者配合实现机器人的区域定位。
[0022]可选地，所述基于接收到的红外光图形数据计算出机器人的位置，具体为：
[0023]当红外摄像机视窗中采集到红外光图形J
i
和红外光图形J
i+1
时，连续记录机器人行走过程中的多个与红外光图形J
i
对应的第一图形数据T
i，1
，T
i，2
，
…
T
i，m
和以及与红外光图形J
i+1
对应的第二图形数据T
i+1，1
，T
i+1，2
，
…
T
i+1，m
，计算出各图形数据T
i，1
，T
i，2
，
…
T
i，m
与图形数据T
i+1，1
，T
i+1，2
，
…
T
i+1，m
的最大间距，并筛选出对应的第一图形数据和第二图形数据；
[0024]基于筛选出的第一图形数据和第二图形数据，结合红外光图形组成的坐标系，计算出红外摄像机的位置和方向，即机器人的位置和方向。
[0025]可选地，定义第一图形数据图形中心位置在红外摄像机中可视框中的坐标是(X
i
，Y
i
)，第二图形数据图形中心位置在红外摄像机中可视框中的坐标是(X
i+1
，Y
i+1
)，则第一图形数据与第二图形数据之间的间距的计算公式为：
[0026]R＝[(X
i
‑
X
i+1
)*(X
i
‑
X
i+1
)+(Y
i
‑
Y
i+1
)*(Y
i
‑
Y
i+1
)]1/2
。
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：包括微处理器、红外摄像机和N个互不相同的红外光图形，N≥3；所述红外摄像机与所述微处理器相连，用于测量红外光图形并发送至微处理器；各红外光图形均布置在机器人行走路径上方，且各红外光图形之间的位置必须满足红外摄像机一次至少测量到K个红外光图形，K≥2；所述微处理器内设有由N个互不相同的红外光图形组成的坐标系，并基于接收到的红外光图形数据计算出机器人的位置，完成定位。2.根据权利要求1所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于，所述机器人行走路径包括路径中心线，以及设于所述路径中心线两侧的边界线。3.根据权利要求1所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：各红外光图形布置在机器人行走路径上方的室内天花板上。4.根据权利要求1所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：所述用于室内行走机器人有限路径定位装置还包括里程计，所述里程计用于安装在机器人上，且与所述微处理器相连，二者配合实现机器人的区域定位。5.根据权利要求1所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：所述基于接收到的红外光图形数据计算出机器人的位置，具体为：当红外摄像机视窗中采集到红外光图形J
i
和红外光图形J
i+1
时，连续记录机器人行走过程中的多个与红外光图形J
i
对应的第一图形数据T
i,1
,T
i,2
,
…
T
i,m
和以及与红外光图形J
i+1
对应的第二图形数据T
i+1,1
,T
i+1,2
,
…
T
i+1,m
，计算出各图形数据T
i,1
,T
i,2
,
…
T
i,m
与图形数据T
i+1,1
,T
i+1,2
,
…
T
i+1,m
的最大间距，并筛选出对应的第一图形数据和第二图形数据；基于筛选出的第一图形数据和第二图形数据，结合红外光图形组成的坐标系，计算出红外摄像机的位置和方向，即机器人的位置和方向。6.根据权利要求5所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：定义第一图形数据图形中心位置在红外摄像机中可视框中的坐标是(X
i
,Y
i
)，第二图形数据图形中心位置在红外摄像机中可视框中的坐标是(X
i+1
,Y
i+1
)，则第一图形数据与第二图形数据之间的间距的计算公式为：R＝[(X
i
‑
X
i+1
)*(X
i
‑
X
i+1
)+(Y
i
‑
Y
i+1
)*(Y
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：余程，袁荣炎，宋天东，
申请(专利权)人：苏州山沪和智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：