[發明專利]一種平面移動機器人位姿測量系統

在審

• 申請號: 202011624085.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112833854A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 楊洪玖;馮國林;趙苓;李洪波
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種平面移動機器人位姿測量系統，包括定位系統、方位角測量模塊、微處理器、無線傳輸設備、遙控設備以及交互端，其特征在于，所述定位系統包括基站1、基站2、基站3和標簽；所述無線傳輸設備包括無線傳輸模塊節點1和無線傳輸模塊節點2；所述遙控設備包括遙控發送端和遙控接收端；所述交互端包括上位機、與上位機相連的無線傳輸模塊節點2、顯示器和手持遙控發送端。其特征在于，

其中，所述標簽、方位角測量模塊、微處理器、無線傳輸模塊節點1置于所述平面移動機器人上；所述定位系統和方位角測量模塊的測量信息通被送入平面移動機器人的微處理器，由微處理器通過濾波算法進行處理；所述上位機與所述微處理器之間的信息通過所述無線傳輸設備進行交換；所述遙控設備遠程發送信息進入所述微處理器；

所述基站1、基站2、基站3安裝位置已知，所述標簽安裝在所述平面移動機器人的幾何中心位置，通過所述標簽用于獲取自身和所述基站1、基站2、基站3之間的距離信息，從而解算出平面移動機器人相對位置；

所述方位角測量模塊含有一個地磁計，根據地磁信息實時解算所述平面移動機器人的在水平行駛區域內的方位角；

所述微處理器通過所獲取所述標簽解算得到的參考位置信息和所述方位角測量模塊測量的方位角信息并通過濾波算法進行處理，并能通過所述無線傳輸模塊節點1與上位機之間進行信息傳輸；

所述濾波算法為：

其中為k時刻經過所述濾波算法處理后得到的所述平面移動機器人的位姿，為先行估計得到的k時刻所述平面移動機器人的位姿，K_k為k時刻的濾波增益因子，z_k為k時刻傳感器測量得到的所述平面移動機器人的位姿。

2.根據權利要求1所述的平面移動機器人位姿測量系統，其特征在于，所述微處理器運行程序包含一個中斷觸發程序和三個并行循環程序，所述中斷觸發程序由所述手持遙控發送端觸發，接收啟停和復位指令，所述三個并行循環包括位置更新循環，方位角更新循環，發送位姿給所述無線傳輸模塊節點一循環。

3.權利要求1所述的平面移動機器人位姿測量系統的使用方法，其特征在于，步驟包括：

(a)在平面移動機器人行駛區域設定參考坐標系，安裝基站1、基站2和基站3在參考坐標系固定位置；

(b)以設定的參考坐標系為基準，將平面移動機器人方位角調節至0，通過交互端對平面移動機器人位姿測量系統進行復位；

(c)通過交互端發送運行指令，使得平面移動機器人位姿測量系統實時更新和輸出平面移動機器人位姿信息。