[發(fā)明專利]一種機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811567944.1
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109460037A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洪國;秦貞龍;張靖澤;王麗梅
• 申請（專利權(quán)）人: 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)，包括運(yùn)動定位模塊、空間感知模塊、路徑導(dǎo)引模塊、速度調(diào)整模塊和用戶控制模塊。本發(fā)明的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的相對精度和絕對精度；并且實(shí)現(xiàn)良好的實(shí)時(shí)響應(yīng)；同時(shí)具有較高的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)滲透到現(xiàn)代社會的各個(gè)角落。多種機(jī)器人在生活領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如，用于清潔的家用機(jī)器人、用于物流搬運(yùn)的工作機(jī)器人、用于安全防范的安保機(jī)器人和用于指引方向的向?qū)C(jī)器人，等等。對多數(shù)機(jī)器人應(yīng)用來說，運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)是關(guān)系機(jī)器人是否能夠自由移動的關(guān)鍵技術(shù)問題。

截至目前為止，應(yīng)用于機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)包括慣性定位系統(tǒng)、視覺定位系統(tǒng)、路標(biāo)定位系統(tǒng)、磁定位系統(tǒng)和GPS定位系統(tǒng)，等等。不同運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。例如，作為慣性定位系統(tǒng)，屬于內(nèi)置定位系統(tǒng)，數(shù)據(jù)更新頻率高，計(jì)算量較小；但時(shí)間累積誤差較大。作為視覺定位系統(tǒng)，圖像數(shù)據(jù)信息量大，數(shù)據(jù)更新頻率較低，實(shí)時(shí)性不佳，而且容易受到光線和障礙物影響，應(yīng)用條件受到限制。作為路標(biāo)定位系統(tǒng)，圖像處理簡單，適合作為已知環(huán)境的運(yùn)動導(dǎo)航，性價(jià)比較高；但不具備糾錯(cuò)性，路徑依賴性強(qiáng)。作為磁定位系統(tǒng)，導(dǎo)航通過磁性原理，簡單可靠；但依賴于既有線路，改變較為復(fù)雜。作為GPS定位系統(tǒng)，動態(tài)精度較高，無需基站；但容易受到光線和空間障礙物影響。

隨著時(shí)代不斷進(jìn)步，應(yīng)用場景越來越具體化，不同應(yīng)用場景對機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)要求也各不相同。但總的來說，一般要求運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)具有即時(shí)的響應(yīng)速度，同時(shí)滿足足夠的定位精度，而且受到外部環(huán)境的影響盡可能降至最低，最好能夠全天候的自主導(dǎo)航；系統(tǒng)可靠性較好，同時(shí)性價(jià)比較高。

然而，目前的機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)仍然難以滿足上述要求，迫切需要尋找一種新的機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于，提供一種新的機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有即時(shí)的響應(yīng)速度，同時(shí)滿足足夠的定位精度，而且受到外部環(huán)境的影響盡可能降至最低，最好能夠全天候的自主導(dǎo)航；系統(tǒng)可靠性較好，同時(shí)性價(jià)比較高。

2.技術(shù)方案

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。

一種機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)，包括運(yùn)動定位模塊、空間感知模塊、路徑導(dǎo)引模塊、速度調(diào)整模塊和用戶控制模塊；其中，

所述運(yùn)動定位模塊用于獲取機(jī)器人在不同時(shí)間步長的位置信息和姿態(tài)信息；

所述空間感知模塊用于感知機(jī)器人運(yùn)動路徑周邊的空間信息；

所述路徑調(diào)整模塊用于接收所述運(yùn)動定位模塊的位置和姿態(tài)信息以及接收所述空間模塊的空間信息，并且根據(jù)所述用戶控制模塊設(shè)定的路徑自動驅(qū)動所述速度調(diào)整模塊控制機(jī)器人運(yùn)動；

所述速度調(diào)整模塊通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而控制機(jī)器人的運(yùn)動。

根據(jù)本發(fā)明所述機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)動定位模塊包括絕對定位子模塊和相對定位子模塊，二者分別計(jì)算的位置和姿態(tài)信息通過數(shù)據(jù)融合模塊進(jìn)行融合。

根據(jù)本發(fā)明所述機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，所述絕對定位子模塊包括固定在天花板上的若干基站和固定在機(jī)器人運(yùn)動平臺上的兩個(gè)信號收發(fā)裝置。

根據(jù)本發(fā)明所述機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，所述基站包括多對信號發(fā)射器和信號接收器。

根據(jù)本發(fā)明所述機(jī)器人的運(yùn)動導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，多對信號發(fā)射器和信號接收器包括位于所述基站中央的一對信號發(fā)射器和信號接收器以及位于所述基站邊緣呈中心對稱的多對信號發(fā)射器和信號接收器。