[發(fā)明專利]一種基于UR機器人的UWB基站坐標自動標定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110145175.1
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112969137B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設計）人: 宋全軍;胡文龍;曹平國;潘宏青;馬婷婷;徐湛楠;李皓;聶余滿;王耀雄
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W4/021;H04W4/33;H04W64/00;H04W4/70
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發(fā)明公開了一種基于UR機器人的UWB基站坐標自動標定方法，包括：1，構(gòu)建UWB基站坐標自動標定系統(tǒng)；2，將所得到的定位標簽坐標值和各基站到定位標簽的距離值數(shù)據(jù)集中發(fā)送至電腦端；3，初步估計定位基站基于UR機器人坐標系的坐標；4，利用坐標系轉(zhuǎn)換原理，求出UWB定位系統(tǒng)基站的坐標值。本發(fā)明通過UR機器人進行基站坐標標定能降低手動標定基站帶來的誤差，且避免了基站標定中操作繁瑣的問題，從而可以提高UWB定位系統(tǒng)的準確性。

技術領域

本發(fā)明屬于無線定位領域，具體的說是一種基于UR機器人的UWB基站坐標自動標定方法。

背景技術

目前已有的室內(nèi)定位技術主要依賴于無線定位技術，常見的主要是藍牙、Wi-Fi、ZigBee、超聲波、紅外線以及超寬帶UWB等室內(nèi)定位技術。其中UWB定位技術是上訴無線定位技術中綜合性最好的一種，具有定位精度高、抗干擾能力強及優(yōu)良的抗多徑效應等特點。UWB在進行定位之前，定位系統(tǒng)坐標系的建立和定位基站在坐標系中的精確坐標標定是UWB定位技術能否精確定位的前提?，F(xiàn)有的技術中，UWB定位系統(tǒng)通常采用人工手動測量標定定位系統(tǒng)中的基站坐標的方法。然而人工標定的方法不僅繁瑣，而且標定結(jié)果不準確，嚴重影響UWB定位系統(tǒng)的精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術存在的不足之處，提出一種基于UR機器人的UWB基站坐標自動標定方法，以期能提高基站坐標標定的精度，避免定位基站標定過程中步驟繁瑣問題，從而能提高UWB定位系統(tǒng)定位的準確性。

本發(fā)明為達到上述發(fā)明目的，采用如下技術方案：

本發(fā)明一種基于UR機器人的UWB基站坐標自動標定方法的特點是按如下步驟進行：

步驟1、構(gòu)建UWB基站坐標自動標定系統(tǒng)：

步驟1.1、在UWB定位區(qū)域內(nèi)，任意選擇三個位置作為三個定位基站的擺放點，并使得三個定位基站處于同一水平面；

步驟1.2、將UR機器人放置在三個定位基站之間的區(qū)域內(nèi)；將定位標簽T放置在UR機器人的機械臂上，并使得三個定位基站和定位標簽T處在同一水平面；由所述定位標簽T和三個定位基站構(gòu)成UWB定位系統(tǒng)；

步驟1.3、UR機器人驅(qū)動機械臂攜帶所述定位標簽T在三個定位基站所處的水平面內(nèi)做有規(guī)律地平面運動；

步驟2、數(shù)據(jù)發(fā)送和接受：

步驟2.1、UR機器人記錄不同時刻所述定位標簽T在UR機器人坐標系下的坐標值；并固定采樣間隔為Δt，將K個不同時刻下所述定位標簽T的坐標記為T₁(x_t1,y_t1),T₂(x_t2y_t2),...,T_k(x_tk,y_tk),...,T_K(x_tK,y_tK)并通過以太網(wǎng)傳輸?shù)絇C端，其中，T_k(x_tk,y_tk)表示第k個時刻所述定位標簽T的坐標；

步驟2.2、當UWB定位系統(tǒng)進行通訊測距時，選擇任意一個定位基站作為主基站base，其他基站依次為第一次基站sub1，第二次基站sub2；固定采樣間隔Δt，將K個不同時刻下各個基站與所述定位標簽T的測距值發(fā)送至主基站上，由所述主基站統(tǒng)一通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)絇C端；

步驟3、初步估計定位基站的坐標：

步驟3.1、利用式(1)計算圓周定位模型：