[發明專利]機器人餐廳多機器人自動定位系統

有效

• 申請號: 200910195432.1
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN101661098A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 付莊;翟嘉心;于清曉;趙言正
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01C11/00;G01S13/74;G01S17/48
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種機器人技術領域的系統，具體是一種機器人餐廳多機器人自動定位系統。

背景技術

隨著機器人技術的不斷發展，越來越多的服務機器人將被廣泛應用于人們的日常生活中。機器人餐廳就是服務機器人在餐廳中的典型應用。機器人餐廳中通常配置有烹飪機器人、迎賓機器人與送菜機器人等多臺服務機器人，而且迎賓機器人與送菜機器人都屬于移動機器人，這些機器人能否準確定位將直接關系到它們能否正常工作。因此，提供一種機器人餐廳中多機器人自動定位方法具有重要的現實意義。

經對現有技術的文獻檢索發現，專利申請號200410059618.1提供了一種由設置于移動機器人上的條碼掃描裝置、譯碼器、電子地圖映射表與置于室內環境中的至少一個條碼標簽構成的基于條形碼的室內移動機器人定位系統和方法。但該定位方法需要在地面上粘貼條碼標簽，影響外觀，而且地面上的條碼標簽容易受到污染，可靠性不高，不適合在機器人餐廳使用。

檢索還發現，專利申請號200710168718.1提供了一種由設置平臺、設置于設置平臺上的傳感器子系統、數據處理子系統與電壓轉換模塊構成的機器人自主定位系統。但該定位系統只適用于在煤礦、隧道等地下環境工作的機器人，不能滿足餐廳多機器人自動定位的要求。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種機器人餐廳多機器人自動定位系統，結合機器人餐廳內的實際布局，采用多種定位方式相結合的形式，實現多機器人的高精度自動定位。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：機器人餐廳中央服務器模塊、若干個服務機器人定位系統模塊和無線通訊模塊，其中：機器人餐廳中央服務器模塊與無線通訊模塊相連接并傳輸全局定位信息并負責對機器人餐廳中的所有服務機器人進行全局定位，若干個服務機器人定位系統模塊固定設置于機器人餐廳的服務機器人上并與無線通訊模塊通過無線通信方式相連接以接收全局定位信息并發送個體定位信息，機器人定位系統模塊之間通過無線通信方式相連接以交換個體定位信息。

所述的全局定位信息包括：服務機器人序號、射頻定位信息、朝向姿態信息、當前時間和工作狀態。

所述的個體定位信息包括：服務機器人序號、雙目視覺信息、紅外定位信息、間距信息、射頻定位信息和朝向姿態信息和工作狀態。

所述的機器人餐廳中央服務器模塊，包括：全景視覺定位模塊、中央服務器定位信息融合處理模塊和人機交互模塊，其中：全景視覺定位模塊與中央服務器定位信息融合處理模塊相連接以傳輸全局視覺信息并通過拍攝與處理全景圖像確定各個物體的位置，中央服務器定位信息融合處理模塊與人機交互模塊相連接以接收控制指令，中央服務器定位信息融合處理模塊與無線通訊模塊相連接以傳輸全局定位信息。

所述的全景視覺定位模塊包括：全景相機和柵格坐標系，其中：全景相機設置在機器人餐廳屋頂中央并與中央服務器定位信息融合處理模塊相連接，柵格坐標系固定設置于機器人餐廳的地板并與全景相機相對設置。

所述的全景相機對整個機器人餐廳里的物體進行拍攝，并對拍攝的全景圖像進行實時處理，識別出所有的服務機器人與障礙物，從而確定各個物體的具體位置，生成全局視覺信息。

所述的柵格坐標系是指：鋪設在機器人餐廳的地板上的兩色方形地毯，在柵格坐標系的中心設有原點地毯，該原點地毯的圖案與兩色方形地毯不同。

所述的中央服務器定位信息融合處理模塊接收無線通訊模塊發出的個體定位信息以及全景視覺定位模塊輸出的全局視覺信息，對來自各個服務機器人定位系統模塊與全景視覺定位模塊的定位信息進行融合處理，減小定位信息的誤差，使各個服務機器人定位更加準確。

所述的服務機器人定位系統模塊包括：雙目視覺定位模塊、紅外信標定位模塊、紅外測距定位模塊、射頻識別定位模塊、陀螺儀定位模塊與服務機器人定位信息融合處理模塊，其中：雙目視覺定位模塊、紅外信標定位模塊、紅外測距定位模塊、射頻識別定位模塊和陀螺儀定位模塊分別與服務機器人定位信息融合處理模塊相連接并分別獨立輸出雙目視覺信息、紅外定位信息、間距信息、射頻定位信息和朝向姿態信息，服務機器人定位信息融合處理模塊與無線通訊模塊相連接以傳輸個體定位信息。

所述的紅外信標定位模塊，包括：紅外信標信號發射器與紅外信標信號接收器，其中：紅外信標信號發射器設置于機器人餐廳中需要服務機器人準確定位的位置，兩個紅外信標信號接收器分別設置在服務機器人身體前方左右兩側。該紅外信標定位模塊生成紅外定位信息并輸出至服務機器人定位信息融合處理模塊。