[發明專利]基于無線測距傳感器的移動機器人定位方法、系統及芯片

有效

• 申請號: 202110054028.3
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112880682B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 賴欽偉;肖剛軍
• 申請（專利權）人: 珠海一微半導體股份有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;H04W64/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開基于無線測距傳感器的移動機器人定位方法、系統及芯片，所述移動機器人定位方法通過控制移動機器人先后遍歷兩個目標位置的方式來獲取移動機器人在每個遍歷位置與一個固定的定位基站之間的距離，而不是計算獲取同一位置的機器人與不同的基站之間的距離，從而減少在定位區域擺設多個基站的麻煩，不需同時收發處理兩個基站的通信指令，同時也不需構建幾何關系去計算機器人的遍歷位置相對于定位基站的角度關系，減少數據處理量，基于前述距離計算出的移動機器人的實時位置坐標的精度提高，可控性增強，不受里程計實時反饋的移動機器人的行走距離所存在的漂移誤差的影響。

技術領域

本發明涉及移動機器人導航定位的技術領域，特別是基于無線測距傳感器的移動機器人定位方法、系統及芯片。

背景技術

具有自主導航功能的移動機器人，這幾年發展迅速，例如常見的家居清潔類掃地機。目前常見的slam技術有視覺導航、激光導航、慣性導航等。其中，慣性導航由于其低成本，在一些低端產品上獲得廣泛應用，但是它存在全局坐標定位不準確的問題。

一方面，慣性傳感器在機器人輪組打滑或者機器人輪組在地毯移動過程中易于隨時間累積非系統性誤差，比如，慣性傳感器所包括的里程計在相對短的距離上精確的導航位位置的推算可能易于隨時間而累積出漂移誤差，導致定位精度不可控。

另一方面，在一些人為推動機器人機體的情況下，利用慣性傳感器可以計算機器人轉動的角度，但是不能計算出實時位置或計算結果的偏差很大。

為了提高機器人的定位和移動的精度，中國專利CN111381586A通過設置至少兩個UWB基站來計算機器人相對于各個UWB基站之間的距離，結合至少兩個UWB基站的位置計算得到機器人坐標位置，而且還需融合里程計的定位信息對機器人坐標位置進行修正處理；但是至少需要布設兩個基站，通信難度增加，坐標角度的計算量增加。

發明內容

為此，本發明技術方案是在慣性導航的基礎上，只增加一個用于無線測距的基站，彌補慣性導航定位精度不高的問題，并減少定位數據的運算量。具體技術方案如下：

基于無線測距傳感器的移動機器人定位方法，包括：通過移動機器人上設置的第一無線測距傳感器與同一個定位基站內設置的第二無線測距傳感器的通信測距，分別計算獲得移動機器人先后行走過的兩個不同位置與同一定位基站的位置之間的距離；其中，移動機器人在行走過程中，移動機器人內部即時構建全局地圖，并基于預先設定的定位基站的位置在全局地圖上建立起全局坐標系；基于預先設定的定位基站的位置、移動機器人先后行走過的兩個不同位置與同一定位基站的位置之間的距離、以及移動機器人的里程計反饋的移動機器人先后行走過的兩個不同位置的坐標偏移量的數量關系，計算移動機器人先后行走過的兩個不同位置的后者位置；其中，移動機器人先后行走過的兩個不同位置都是在定位基站的有效探測范圍內。

與現有技術相比，為了獲取高精度的定位數據，本技術方案通過控制移動機器人先后遍歷兩個目標位置的方式來獲取移動機器人在每個遍歷位置與一個固定的定位基站之間的距離，而不是計算獲取同一位置的機器人與不同的基站之間的距離，從而減少在定位區域擺設多個基站的麻煩，不需同時收發處理兩個基站的通信指令，同時也不需構建幾何關系去計算機器人的遍歷位置相對于定位基站的角度關系，減少數據處理量，基于前述距離計算出的移動機器人的實時位置坐標的精度提高，可控性增強，不受里程計實時反饋的移動機器人的行走距離所存在的漂移誤差的影響。