[發明專利]一種使用移動機器人的無線定位自動校準方法

有效

• 申請號: 201810100947.8
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108344970B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 徐俊;江灝;鄒焓
• 申請（專利權）人: 感知智能科技新加坡有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種使用移動機器人的無線定位自動校準方法。提供自帶校準器件的機器人、定位系統，所述機器人包括用于測量校準器件當前的位置信息的自動導航裝置、用于和定位系統以無線方式交換定位信號的無線信號收發裝置、以及一移動底盤；在指定空間內移動一個或多個機器人，使機器人按預設規則在指定空間內移動，定位系統根據與機器人交互的定位信號以及時間，記錄機器人各時刻的位置信息和相應的定位信號信息。本發明具有通用性，可以快速校準各種不同的室內室外無線定位系統，從而大幅降低定位系統的校準成本。

技術領域

本發明涉及一種使用移動機器人的無線定位自動校準方法，特別是關于一種適用于利用機器人自主移動獲取參考位置信息來定位及其他對定位精度要求較高場合中的無線定位校準方法。

背景技術

基于位置信息的服務 (location-based service) 已經得到廣泛的應用，其中大眾最為熟知的是利用美國的GPS (Global Posit1ning System，即全球定位系統) ，中國的北斗導航系統，（BNS/COMPASS，Beidou navigation system），或者俄羅斯的GLONASS 對室外車輛導航。對于室內也可以使用一系列基站引入定位信號，已實現“室內衛星”定位。除了直接使用GPS，FM/AM，3G/4G/5G, NB-IOT等室外長距信號，也可以使用短距信號，比如WIFI,LIFI, Bluetooth, UWB, ZigBee等。

以WIFI網絡為例，它利用接入點(AP)的位置固定作為參照，根據收發設備間信號強度(絕對火相對值)等信息，可以確定WIFI設備的位置。WIFI適合于室內定位。但是，一般的WIFI定位系統精度偏低。主要原因是1、一般接入點的數量是按照通信的要求來部署的。但是按照定位的要求來看，接入點部署密度偏低（一般至少要求同一個定位目標至少3個接入點，并且信號滿足一定要求）。2、定位過程的歷史數據沒有被充分利用到當前的系統模型，同時對定位信息的動態變化沒有充分考慮。3、WIFI信號本身不是特別穩定，較多因素影響室內信號的傳輸，比如障礙物的傳播模型影響，以及其它的電子產品，如空調、微波爐、無線鼠標、無線音箱、藍牙等同樣使用這個頻段。這些影響導致定位算法對室內信號的處理不夠完善。因此，一般常規WIFI定位無法用于精度要求高的場合，如果沒有足夠的校準完善。而足夠的校準意味著大量的人力付出，如果沒有實現自動化的話。

在基站初裝完畢后，如果需要較高定位精度支持，則該系統需要經過校準才能投入使用，校準的目的是消除系統誤差從而保證定位精度。如果某個基站被更換或被移動，則在更換或移動完成以后，所有的基站需要被重新校準。如果無線環境發生重大變化，校準工作也需要重新進行。即使無線環境沒有重大的變化，定期的校準可以消除漂移誤差，從而保持定位精度。本系統主要專注于初始校準，盡管對于其他情況同樣適用。鄒瀚等人提出了一種較高精度的居于WIFI的定位系統，該系統僅在初始設置時，需要遍歷校準。

為了完成一次完備的校準，校準器件必須盡可能遍歷整個指定空間。 比如基于RSS fingerprint技術的WIFI系統，在未經詳細的多點校準的之前，誤差高達10米以上。而一個遍歷采集信號之后，可以縮小到2米以內。因此，一般需要花費巨大的時間和代價。為避免經常性的校準，在某些室內定位方案中，一些校準器件被永久性地安裝在室內的某些固定位置；顯然，永久性地大范圍地安裝校準器件在實際中會帶來很大不便, 比如電源接入，網絡鏈接等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用移動機器人的無線定位自動校準方法，該方法具有通用性，可以快速校準各種不同的室內室外無線定位系統，從而大幅降低定位系統的校準成本。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種使用移動機器人的無線定位自動校準方法，提供自帶校準器件的機器人、定位系統，所述機器人包括用于測量校準器件當前的位置信息的自動導航裝置、用于和定位系統以無線方式交換定位信號的無線信號收發裝置、以及一移動底盤；在指定空間內移動一個或多個機器人，使機器人按預設規則在指定空間內移動，定位系統根據與機器人交互的定位信號以及時間，記錄機器人各時刻的位置信息和相應的定位信號信息。