本发明专利技术公开了一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法、系统及装置，方法包括：若UWB信号的质量指标达到预设阈值，则获取扫地机器人在当前时间点下与各个基站的测距距离；根据运动模型以及各个测距距离预测扫地机器人在下一个时间点的第一位置；对扫地机器人在第一位置时的状态进行离散采样，得到多个采样结果，每个采样结果作为一个粒子，并确定每个粒子反映当前状态置信度的权重；根据每个粒子的权重，确定扫地机器人在下一个时间点的第二位置，即实际预测位置；若UWB信号的质量指标未达到预设阈值，则采用其它定位模块确定扫地机器人在下一个时间点的预测位置。本发明专利技术可以提高扫地机器人的定位精度，可广泛应用于机器人定位领域。域。域。
【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法、系统及装置
[0001]本专利技术涉及机器人定位领域，尤其是一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法、系统及装置。
技术介绍
[0002]现有的机器人定位方法包括激光雷达定位和视觉定位，但都存在一些不足。
[0003]激光雷达定位方法适用于室内平面较为简单的场所，它的原理是利用激光雷达发射激光束的方式，然后测量机器人周围环境反射的光线信息，通过算法处理数据和地图信息，来定位机器人的位置和朝向。然而，在室外或者有复杂地形的环境中，激光雷达定位的精度受到很大的影响，可能会出现较大的定位误差。因为激光雷达依赖激光与环境的反射作为定位基础，而这个过程受到环境中其他光源、物体或者干扰信号等因素的干扰，导致定位精度下降。此外，在墙角、凸起物等衔接处，激光雷达会出现角落和盲区无法识别的问题，这也进一步影响了定位精度。
[0004]基于视觉定位的精度相对较低，尤其在光线不足、强光照射以及光照变化或者场景复杂的情况下容易出现误差；基于视觉定位的扫地机器人需要搭载高分辨率相机和处理器，才能够满足对环境和地形的快速响应；而且，基于视觉定位的扫地机器人在应用时需要和不同的环境、场景和用户需求相结合，需要对不同的机型和算法进行适配和调试，增加了技术门槛和复杂度。
[0005]由于扫地机器人需要面对复杂的地形环境，现有的机器人定位方法难以满足扫地机器人的定位需求。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法、系统及装置，用于提高扫地机器人的定位精度。
[0007]本专利技术实施例的一方面提供了一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法，包括：
[0008]若扫地机器人与各个基站间的UWB信号的质量指标达到预设阈值，则获取所述扫地机器人在当前时间点下，利用UWB信号测得的与各个所述基站的测距距离；
[0009]根据预先构建的运动模型以及各个所述测距距离预测所述扫地机器人在下一个时间点的第一位置；
[0010]对所述扫地机器人在所述第一位置时的状态进行离散采样，得到多个采样结果，每个所述采样结果作为一个粒子，并确定每个所述粒子反映当前状态置信度的权重；
[0011]根据每个所述粒子的权重，确定所述扫地机器人在下一个时间点的第二位置，所述第二位置作为所述扫地机器人在下一个时间点的预测位置；
[0012]若所述扫地机器人与各个所述基站间的UWB信号的质量指标未达到预设阈值，则采用预设的其它定位模块确定所述扫地机器人在下一个时间点的预测位置。
[0013]可选地，所述根据预先构建的运动模型以及各个所述测距距离预测所述扫地机器
人在下一个时间点的第一位置，包括：
[0014]将由环境因素引起的随机噪声加入所述运动模型；
[0015]根据加入所述随机噪声的所述运动模型以及各个所述测距距离，预测所述扫地机器人在下一个时间点的第一位置。
[0016]可选地，所述对所述扫地机器人在所述第一位置时的状态进行离散采样，得到多个采样结果，每个所述采样结果作为一个粒子，包括：
[0017]对所述扫地机器人在所述第一位置时的状态进行离散采样，得到多个采样结果；
[0018]对每个所述采样结果对应的位置坐标叠加预设的误差值，叠加误差值后的所述采用结果作为所述粒子。
[0019]可选地，所述确定每个所述粒子反映当前状态置信度的权重，包括：
[0020]计算每个所述粒子所在位置与所述第一位置之间的欧几里得距离，并根据对应的所述欧几里得距离确定每个所述粒子反映当前状态置信度的权重。
[0021]可选地，所述根据每个所述粒子的权重，确定所述扫地机器人在下一个时间点的第二位置，包括：
[0022]对所有所述粒子的权重进行归一化，以使所有所述粒子的权重之和为1；
[0023]将权重达到预设权重阈值的粒子进行多次复制，得到多个重采样后的粒子；
[0024]根据多个所述重采样后的粒子的权重，确定所述扫地机器人在下一个时间点的第二位置。
[0025]可选地，所述采用预设的其它定位模块确定所述扫地机器人在下一个时间点的预测位置，包括：
[0026]采用预设的激光雷达定位模块或视觉定位模块确定所述扫地机器人在下一个时间点的预测位置。
[0027]本专利技术实施例的另一方面还提供了一种基于UWB的扫地机器人融合定位系统，包括：扫地机器人和多个基站；
[0028]所述扫地机器人包括UWB定位模块、激光雷达定位模块以及视觉定位模块；
[0029]所述基站用于执行上述一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法。
[0030]本专利技术实施例的另一方面还提供了一种基于UWB的扫地机器人融合定位装置，包括：
[0031]第一定位单元，用于若扫地机器人与各个基站间的UWB信号的质量指标达到预设阈值，则获取所述扫地机器人在当前时间点下，利用UWB信号测得的与各个所述基站的测距距离；
[0032]第二定位单元，用于根据预先构建的运动模型以及各个所述测距距离预测所述扫地机器人在下一个时间点的第一位置；
[0033]第三定位单元，用于对所述扫地机器人在所述第一位置时的状态进行离散采样，得到多个采样结果，每个所述采样结果作为一个粒子，并确定每个所述粒子反映当前状态置信度的权重；
[0034]第四定位单元，用于根据每个所述粒子的权重，确定所述扫地机器人在下一个时间点的第二位置，所述第二位置作为所述扫地机器人在下一个时间点的预测位置；
[0035]第五定位单元，用于若所述扫地机器人与各个所述基站间的UWB信号的质量指标
未达到预设阈值，则采用预设的其它定位模块确定所述扫地机器人在下一个时间点的预测位置。
[0036]本专利技术实施例的另一方面还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
[0037]所述存储器用于存储程序；
[0038]所述处理器执行所述程序实现所述的一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法。
[0039]本专利技术实施例的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现所述的一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法。
[0040]本专利技术实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
[0041]本专利技术相较于现有技术至少包括以下有益效果：
[0042]当扫地机器人与各个基站间的UWB信号的质量指标达到预设阈值时，利用UWB信号测得当前时间点下扫地机器人与各个基站的测距距离，并根据运动模型以及各个测距距离预测扫地机器人在下一个时间点的第一位置，以及各粒子的权重进行高精度的UWB定位，弥补了现有技术在光照条件差和灰尘大、环本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法，其特征在于，包括：若扫地机器人与各个基站间的UWB信号的质量指标达到预设阈值，则获取所述扫地机器人在当前时间点下，利用UWB信号测得的与各个所述基站的测距距离；根据预先构建的运动模型以及各个所述测距距离预测所述扫地机器人在下一个时间点的第一位置；对所述扫地机器人在所述第一位置时的状态进行离散采样，得到多个采样结果，每个所述采样结果作为一个粒子，并确定每个所述粒子反映当前状态置信度的权重；根据每个所述粒子的权重，确定所述扫地机器人在下一个时间点的第二位置，所述第二位置作为所述扫地机器人在下一个时间点的预测位置；若所述扫地机器人与各个所述基站间的UWB信号的质量指标未达到预设阈值，则采用预设的其它定位模块确定所述扫地机器人在下一个时间点的预测位置。2.根据权利要求1所述的一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法，其特征在于，所述根据预先构建的运动模型以及各个所述测距距离预测所述扫地机器人在下一个时间点的第一位置，包括：将由环境因素引起的随机噪声加入所述运动模型；根据加入所述随机噪声的所述运动模型以及各个所述测距距离，预测所述扫地机器人在下一个时间点的第一位置。3.根据权利要求1所述的一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法，其特征在于，所述对所述扫地机器人在所述第一位置时的状态进行离散采样，得到多个采样结果，每个所述采样结果作为一个粒子，包括：对所述扫地机器人在所述第一位置时的状态进行离散采样，得到多个采样结果；对每个所述采样结果对应的位置坐标叠加预设的误差值，叠加误差值后的所述采用结果作为所述粒子。4.根据权利要求1所述的一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法，其特征在于，所述确定每个所述粒子反映当前状态置信度的权重，包括：计算每个所述粒子所在位置与所述第一位置之间的欧几里得距离，并根据对应的所述欧几里得距离确定每个所述粒子反映当前状态置信度的权重。5.根据权利要求1所述的一种基于UWB的扫地机器人融合定位方法，其特征在于，所述根据每个所述粒子的权重，确定所述扫地机器人在下一个时间点的第二位置，包括：对所有所述粒子的权重进行归一化...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵毓斌，刘文鹏，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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