[发明专利]机器人的定位导航系统及方法、存储介质、机器人

说明书

本发明公开了一种机器人的定位导航系统及方法，涉及机器人技术领域，用于解决应用UWB技术进行机器人的定位导航所存在的朝向判断准确度较低的问题。其中该系统包括若干标签、基站、电子罗盘、陀螺仪和控制器。该方法包括：实时计算各标签的位置坐标，判断各标签的位置坐标数据是否可靠。如果可靠，则确定各标签的安装位置与机器人朝向之间的关系，结合各标签的位置坐标计算确定机器人的朝向角度。如果不可靠，则判断电子罗盘的检测数据是否可靠，在可靠时根据电子罗盘的检测数据计算确定机器人的朝向角度，并将陀螺仪的检测数据初始化为0，在不可靠时根据陀螺仪的检测数据计算确定机器人的朝向角度。本发明应用于机器人的定位导航过程中。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的定位导航系统及方法、存储介质、机器人、计算机程序。

背景技术

在机器人相关技术的研究中，在机器人的定位导航技术是研究的核心，也是机器人实现智能化及完全自主的关键技术。目前比较常用的定位导航技术有VSLAM(英文全称为：Visual Simultaneous Localization and Mapping，中文名称为：视觉同时定位与构图)、Wifi-SLAM(英文全称为：Wireless Fidelity-Simultaneous Localization andMapping，中文名称为：无线宽带同时定位与构图)、UWB(英文全称为：Ultra Wideband，中文名称为：超宽带)等。

其中，UWB技术被较多地用于高精度定位领域，如物流仓储、监狱、智能楼宇等领域，将UWB技术应用于机器人的定位导航领域，是目前定位导航的前沿技术。其基本原理为：在机器人活动的空间内布置至少3个基站，并在机器人身体上布置一个标签，基站的位置固定且已知，标签的位置未知，标签周期性地发送定位信号，基站接收到标签所发送的定位信号，通过一系列协同处理就能够计算确定标签(即机器人)的位置坐标。

但是上述UWB技术应用于机器人的定位导航存在如下缺点：采用UWB技术只是解决了机器人的定位问题，对于机器人的朝向的判断，必须辅助其他手段，一般可使用电子罗盘进行方向确定，但电子罗盘易受室内磁场变化等干扰影响，其指示的结果准确度较低。

发明内容

本发明实施例提供一种机器人的定位导航系统及方法、存储介质、机器人、计算机程序，以解决应用UWB技术进行机器人的定位导航所存在的朝向判断准确度较低的问题。

为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种机器人的定位导航系统，该定位导航系统包括：分散安装于机器人身体上的若干标签，且各标签处于同一水平面上，所述标签用于发送定位信号；至少三个安装于机器人活动空间内的基站，所述基站用于接收所述定位信号；安装于机器人身体上的电子罗盘和陀螺仪；控制器，用于根据所述定位信号由所述标签传输至所述基站的时间数据，实时计算各标签的位置坐标，根据各标签的位置坐标，或电子罗盘的检测数据，或陀螺仪的检测数据，实时确定机器人的朝向角度。

第二方面，本发明实施例提供了一种机器人的定位导航方法，该定位导航方法应用于如第一方面所述的定位导航系统，该定位导航方法包括：步骤A：实时计算各标签的位置坐标；步骤B：实时确定机器人的朝向角度。其中步骤B包括：步骤B1：判断各标签的位置坐标数据是否可靠，如果是，则进入步骤B2，如果否，则进入步骤B3；步骤B2：确定各标签在机器人身体上的安装位置与机器人朝向之间的关系，结合各标签的位置坐标，计算确定机器人的朝向角度；步骤B3：判断当前时刻电子罗盘的检测数据是否可靠，如果是，则进入步骤B4，如果否，则进入步骤B5；步骤B4：根据电子罗盘的检测数据，计算确定机器人的朝向角度，并将陀螺仪的检测数据初始化为0；步骤B5：根据陀螺仪的检测数据，计算确定机器人的朝向角度。

第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，该存储介质存储有指令代码，该指令代码用于执行如第二方面所述的定位导航方法。