[发明专利]一种室内移动机器人位姿检测装置及控制方法

说明书

技术领域：

本发明属于机器人导航技术领域，特别涉及一种室内移动机器人位姿检测装置及控制方法，用于室内移动机器人的定位和导航。

背景技术：

早在年，美国就研制出世界上第一台工业机器人。最初的机器人多用于工业生产过程中，随着科学技术的发展及社会的需要，机器人经过数十年的发展已经渗透到生活中的各个领域，包括工业、农业、科研、军事、服务行业等，已成为人们生产和生活中不可缺少的一部分。

移动机器人是一种在复杂的环境下工作的具有自规划、自组织、自适应能力的机器人。在移动机器人的相关技术研究中，位姿检测可以说是其核心技术，也是其实现真正的智能化和完全的自主移动的前提和关键。在移动机器人应用中，精确的位置认知是一个基本问题。关于位姿检测的基本方法常见的有：里程计、惯性导航、磁罗盘、全球定位系统、路标导航和地图模型匹配。上述检测方法都有一些自身的缺陷，例如：惯性导航系统造价高，并且存在电系统的漂移问题；全球定位系统适合于室外的远距离定位；路标导航要求有很多标志性设置等。

发明内容：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种可有效降低系统干扰，并且能够满足定位精度要求的室内移动机器人位姿检测装置及控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种室内移动机器人位姿检测装置，包括固定架，在固定架的两侧分别设置有左轮、右轮，左轮通过左轮轴与第一齿轮传动机构相连，第一齿轮传动机构与上齿盘的上端相啮合，右轮通过右轮轴与第二齿轮传动机构相连，第二齿轮传动机构与下齿盘的下端相啮合；在上齿盘与下齿盘之间设置有转动架的横轴，上齿盘的下端、下齿盘的上端分别与转动架的横轴两端的行星齿轮相啮合；在转动架的横轴上固定有转动架的立轴，转动架的立轴与第一编码器相连；在固定架的下方设置有底端与左轮、右轮的底端在同一水平线上的从动轮，从动轮与第二编码器相连；所述的第一编码器、第二编码器分别与控制电路相连。

在固定架上还设置有人机交互模块，人机交互模块包括键盘、液晶显示模块及无线传输模块，所述的键盘、液晶显示模块及无线传输模块分别与控制电路相连。

所述的控制电路包括微处理器，微处理器分别与键盘电路、液晶显示模块、无线传输模块及电源电路相连；第一编码器和第二编码器的输出端分别与信号匹配电路的输入端相连；信号匹配电路的输出端一路经CPLD电路与微处理器相连，另一路直接与微处理器相连。

所述的室内移动机器人位姿检测装置的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：进行系统初始化；

步骤二：判断液晶显示模块的扫描时间是否到了，若液晶显示模块的扫描时间到了，则调用显示程序，通过液晶显示模块进行显示；若液晶显示模块的扫描时间未到，则执行步骤四；

步骤三：通过无线传输模块的串口向上位机发送数据；

步骤四：判断计算时间是否到了，若计算时间到了，则采集CPLD电路输出的导航角数据和信号匹配电路输出的里程数据；并通过采集的导航角数据和里程数据进行机器人当前位置的坐标确定；然后，返回执行步骤二。

步骤四中所述的机器人当前位置的坐标确定的数学模型为：