基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统及方法，设计机器人室内定位技术领域。该系统包括驱动模块，用于计算机器人在世界坐标系中的位姿信息；惯性测量模块，用于获取IMU坐标系中的位姿信息，并计算世界坐标系与IMU坐标系的转换关系；视觉信息模块，用于通过对含有ArUco阵列的图像进行识别解析得到相机在世界坐标系中的位姿信息；数据融合模块，用于采用融合定位算法进行融合预测，得到机器人当前的位姿状态。本发明专利技术解决了机器人位姿解算过程中不同移动距离的识别问题，且使用动态方差融合定位算法有效地提高了室内定位的精度并减少了动态环境的影响。位的精度并减少了动态环境的影响。位的精度并减少了动态环境的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统及方法


[0001]本专利技术涉及机器人室内定位
，尤其涉及一种基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]在移动机器人系统中，目标探测和自主导航都需要进行自身位姿的准确估计。而针对不同的应用场景，估计的方式也会有所区别，主要表现为室外定位和室内定位两种形式。在室外环境中，一般会使用GPS/INS组合导航的方式，以获取尽可能准确的定位数据。而在室内定位技术中，常常会借助各种传感器，例如Wi
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Fi、激光传感器、视觉以及超宽带传感器等，来实现对移动机器人准确定位。对于UWB(超宽频)定位方法，需要在后台放置大量的基站，并且在非视距条件下精度会大幅降低。而单一传感器进行定位往往需要更高成本或者得到不够准确的定位结果。
[0004]视觉定位通过采集周围环境的图像信息来实现定位，具有信息丰富、结构简单、成本低廉和安装方便的优点，被广泛应用于移动机器人的定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统，其特征在于，包括：驱动模块，用于获取机器人当前的运动状态，通过构建运动学模型计算机器人在世界坐标系中的位姿信息；惯性测量模块，用于获取IMU坐标系中的位姿信息，并计算世界坐标系与IMU坐标系的转换关系；视觉信息模块，用于获取相机拍摄的含有ArUco阵列的图像，通过对图像进行识别解析得到相机在世界坐标系中的位姿信息；数据融合模块，用于将驱动模块、惯性测量模块和视觉信息模块中的位姿信息采用融合定位算法进行融合预测，得到机器人当前的位姿状态。2.如权利要求1所述的基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统，其特征在于，驱动模块包括磁编码器，利用编码器获得单位时间内的轮速，构建运动学模型，根据轮速计算机器人相对于出发点的定位数据从而得到机器人在世界坐标系中的位姿信息。3.如权利要求2所述的基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统，其特征在于，驱动模块还包括电机和电机驱动，电机安装在机器人的车轮上，磁编码器安装在电机上，电机和电机驱动用于为机器人提供动力。4.如权利要求1所述的基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统，其特征在于，惯性测量模块包括惯性测量单元，所述惯性测量单元包括陀螺仪、加速度计和磁力计，分别用以测量旋转角速度、加速度以及方向。5.如权利要求4所述的基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统，其特征在于，惯性测量单元测量过程中首先进行校准，之后采用马赫尼算法将陀螺仪、加速度计和磁力计测量和计算得到的数据融合，得到世界坐标系至IMU坐标系的转换矩阵。6.如权利要求1所述的基于ArUco阵列的移动机器人室内定位系统，其特征在于，所述ArUco阵列为由多个ArUco码组成的阵列，包括多个大码和多...

【专利技术属性】
技术研发人员：马思乐，蒋泽翠，栾义忠，李振宇，李祎，刘喆，黄培歆，李斌，张振强，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：