[發明專利]一種割草機器人的定位系統及定位方法

在審

• 申請號: 201911120590.0
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN111093145A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 李華京;陳禹伸
• 申請（專利權）人: 壘途智能教科技術研究院江蘇有限公司;江蘇若博機器人科技有限公司
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W4/30;G01S5/02
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 張明明

本發明提供了一種割草機器人的定位系統及定位方法，UWB定位基站與UWB輔助定位基站通過UWB通信構成機身坐標定位系統，在機身坐標定位系統中，控制器采用三角定位算法獲得割草機器人自身的絕對坐標；UWB定位基站與UWB定位標簽通過UWB通信構成機身正面定位系統，在機身正面定位系統中，控制器計算兩UWB定位標簽連線與平面坐標系中X軸正向的夾角θ，作為機身正面方向角，并以第一UWB定位標簽指向第二UWB定位標簽的方向為機身正面朝向。本發明更準確的獲取割草機器人機身坐標，保證機器人按機身正面朝向運行。

技術領域

本發明屬于割草機器人領域，具體涉及一種割草機器人的定位系統及定位方法。

背景技術

割草機器人一般由機身、行走機構、切割機構、控制系統所組成，在工作前需要預埋邊界線，割草機器人通過使用電磁傳感器檢測邊界線上電流信號強弱來判斷與邊界間距離，基于單片機的控制器控制通過電機來調整割草機器人的行走路徑。因此，割草機器人只能通過感應邊界線確定是否出界，而無法得到自身精確位置，智能化程度較低。在目前的實際使用時，割草機器人啟動時需要準確識別機身正面朝向，以避免線路重復；同時割草機器人運行中，尤其是機身調頭時，需要識別機身的方向角、及時糾正機身偏移，實現運行線路的合理規劃，以避免部分區域漏割草現象出現。現有技術中，機身的轉向角度信息通常采用陀螺儀獲取，但是陀螺儀存在累積誤差，影響機身定位精確度。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術所存在的不足，而提出了一種割草機器人的定位系統及定位方法，割草機器人能夠判別機身正面朝向以及機身的位置坐標和方向角度。

為了解決上述技術問題，本發明提出如下技術方案：

一種割草機器人的定位方法，在機身坐標定位系統中，控制器采用三角定位算法獲得割草機器人自身的絕對坐標；在機身正面定位系統中，控制器計算兩UWB定位標簽連線與平面坐標系中X軸正向的夾角θ，作為機身正面方向角，并以第一UWB定位標簽指向第二UWB定位標簽的方向為機身正面朝向。

進一步，所述機身坐標定位系統由UWB定位基站與UWB輔助定位基站通過UWB通信構成。

進一步，所述機身正面定位系統由UWB定位基站與UWB定位標簽通過UWB通信構成。

進一步，所述平面坐標系的坐標軸X為UWB定位基站與第一UWB輔助定位基站的連線，坐標軸Y為垂直于坐標軸X且通過UWB定位基站的直線。

進一步，所述割草機器人自身的絕對坐標為兩UWB定位標簽之間連線的中心點坐標其中(X₁，Y₁)、(X₂，Y₂)分別為兩UWB定位標簽的坐標。

更進一步，所述(X₁，Y₁)滿足：

式中：v是脈沖的傳播速度，t_a1、t_b1、t_c1分別為是脈沖從第一UWB定位標簽到UWB定位基站、第一UWB輔助定位基站和第二UWB輔助定位基站的傳播時間，(X_a，Y_a)為UWB定位基站的坐標，(X_b，Y_b)為第一UWB輔助定位基站的坐標，(X_c，Y_c)為第二UWB輔助定位基站的坐標；

所述(X₂，Y₂)滿足：

式中：t_a2、t_b2、t_c2分別為是脈沖從第二UWB定位標簽到UWB定位基站、第一UWB輔助定位基站和第二UWB輔助定位基站的傳播時間。