一种融合UWB和IMU的智能跟随服务机器人及其控制方法、装置和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种融合UWB和IMU的智能跟随服务机器人及其控制方法、装置和存储介质，包括信号接收模块、处理模块和驱动模块。信号接收模块接收被跟随目标发出的UWB数据和IMU数据，处理模块融合UWB数据和IMU数据进行非线性坐标估计，确定预测系统状态量，驱动机器人按照预测系统状态量进行动作，对被跟随目标进行跟随。本发明专利技术通过探测被跟随目标的UWB数据和IMU数据并进行融合，实现成本较低，受到环境的干扰较小，能够提高机器人的稳定性；根据UWB数据和IMU数据进行非线性坐标估计确定预测系统状态量，能够控制机器人适应被跟随目标的非线性运动，提高机器人的跟随成功率。本发明专利技术广泛应用于机器人技术领域。泛应用于机器人技术领域。泛应用于机器人技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种融合UWB和IMU的智能跟随服务机器人及其控制方法、装置和存储介质


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其是一种融合UWB和IMU的智能跟随服务机器人及其控制方法、装置和存储介质。

技术介绍

[0002]现今，智能机器人在各个应用场景中得到了越来越广泛的应用，其中跟随服务机器人具有跟随目标的功能，能够应用在工业辅助、康复训练、卫生防疫以及物流运输等场合。例如，在卫生防疫场合，跟随服务机器人可以对医疗人员进行智能跟随，提供24小时不间断的贴身服务，仅可以辅助医务人员执行日常的物品运输任务，从而提高医疗效率和便利性，还可以帮助医务人员分担工作，让他们能更专注于提供高质量的医疗服务。
[0003]跟随服务机器人的核心功能是跟随功能。目前的相关技术中，机器人使用激光雷达或者相机等设备对自身和目标进行定位，从而实现对目标的跟随，其中激光雷达的成本较高，而无论是激光雷达还是相机，都容易受环境影响而降低效果。
[0004]术语解释：
[0005]UWB：Ultra Wide Band，即超宽带，可以应用于通信和定位；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合UWB和IMU的智能跟随服务机器人，其特征在于，所述融合UWB和IMU的智能跟随服务机器人包括：信号接收模块；所述信号接收模块包括若干个UWB基站，所述信号接收模块用于通过各所述UWB基站接收被跟随目标发出的UWB数据，以及用于接收被跟随目标发出的IMU数据；处理模块；所述处理模块用于融合所述UWB数据和所述IMU数据进行非线性坐标估计，确定预测系统状态量；驱动模块；所述驱动模块用于驱动智能跟随服务机器人按照所述预测系统状态量进行动作，对被跟随目标进行跟随。2.根据权利要求1所述的融合UWB和IMU的智能跟随服务机器人，其特征在于，所述融合所述UWB数据和所述IMU数据进行非线性坐标估计，确定预测系统状态量，包括：根据所述IMU数据，确定被跟随目标的姿态角；根据所述UWB数据，确定智能跟随服务机器人与被跟随目标之间的距离值以及距离变化值；获取智能跟随服务机器人的第一系统状态量；所述第一系统状态量为智能跟随服务机器人在第一时刻的系统状态量；根据所述第一系统状态量和所述姿态角，确定第二系统状态量；所述第二系统状态量为智能跟随服务机器人在第二时刻的系统状态量，所述第二时刻为所述第一时刻之后的一个时刻；根据所述第一系统状态量、所述姿态角、所述距离值以及所述距离变化值，确定观测值与预测值之差；根据所述第一系统状态量，确定雅可比式；根据所述第二系统状态量和所述雅可比式，确定卡尔曼增益；根据所述第二系统状态量、所述雅可比式、所述卡尔曼增益以及所述观测值与预测值之差，确定所述预测系统状态量。3.根据权利要求2所述的融合UWB和IMU的智能跟随服务机器人，其特征在于，所述根据所述第一系统状态量和所述姿态角，确定第二系统状态量，包括：根据公式进行计算；其中，为所述第二系统状态量，p
′
x
和p
′
y
为智能跟随服务机器人在所述第二时刻的位置坐标，v
′
x
和v
′
y
为智能跟随服务机器人在所述第二时刻的速度，Δt为所述第一时刻与所述第二时刻之间的时长，θ为所述姿态角，为所述第一系统状态量，o
x
和p
y
为智能跟随服务机器人在所述第一时刻的位置坐标，v
x
和v
y

【专利技术属性】
技术研发人员：熊会元，肖浚哲，肖家豪，郑海远，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：