[發明專利]一種LEGO機器人自主定位用閃爍紅外光源裝置與定位方法

無效

• 申請號: 200910169920.5
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN101637915A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 石博天
• 申請（專利權）人: 石博天
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機器人玩具領域，涉及一種基于三角形求解算法的機器人自主定位裝置，尤其涉及一種LEGO(樂高，品牌)機器人自主定位用閃爍紅外光源，適用于LEGO機器人構件組成的單個及多機器人系統。

背景技術

現有玩具機器人(如LEGO機器人)的定位十分簡單，常見有兩類，一類是通過光電探測沿著場地上特定圖案行進(例如白色場地的黑色寬線條，或類似國際象棋棋盤的柵格場地)；另一類是朝著紅外光線體的所在方向前進(例如足球機器人，足球本身就是個紅外發光源，機器人則朝著足球所在地點前進)。上述方法存在的缺點是：因場地打滑、測量誤差以及誤差積累等因素的存在，嚴重影響機器人的定位精度

雖然在單機器人中上述定位方法及裝置所引起的誤差尚可接受，但在多機器人系統中，機器人之間相對位置的計算依賴于每個機器人的定位信息，這導致積累效應十分明顯，上述傳統定位方法和裝置已不適用。

發明內容

本發明的目的是為了解決已有技術中玩具機器人的定位精度低的問題，提出一種閃爍紅外光源裝置及定位方法。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

本發明的一種LEGO機器人自主定位用閃爍紅外光源裝置，包括：馬達、支架、燈罩、白熾燈、燈座，它們之間的連接關系為：馬達、燈座固定在支架上，馬達的傳動軸連接燈罩，燈罩上刻有縱向狹縫，簡稱柵孔，其數目可根據具體需要確定。燈罩上裝有轉動軸，連接馬達后可以旋轉，由于燈罩上的柵孔，燈罩旋轉后就會使燈罩內部白熾燈發出的紅外光線按一定頻率被遮擋，從而整個光源就會在各個方向上發出閃爍的紅外光線；外圍部件有LEGO機器人，在該機器人的紅外傳感器前端固定有定向導管，如圖3所示。該導管內壁覆蓋有吸收紅外線的物質，目的是減弱與導管不平行方向的入射紅外線強度，從而使方向測量更精確；在機器人控制核心部件NXT上裝有控制機器人的定位軟件。

定位方法原理如下：

機器人活動形場地為正方形，如圖4所示，機器人所在位置點P與正方形場地三個頂點D、A、B所成的兩個夾角∠APB和∠DPA分別記為α和β；∠PAB記為θ，定義場地的邊長為a，則通過求解三角形可以得到機器人的橫縱坐標X和Y滿足如下定位公式：

tanθ=-1-cotβ1-cotαX=atan(θ-β)+tanθ=(1+tanθtanβ)2tanθ+tan2θtanβ-tanβaY=Xtanθ]]>

于是只要測得α和β就可計算出tanθ，進而定位機器人。

本發明的一種LEGO機器人自主定位用閃爍紅外光源裝置定位方法的具體步驟如下：