[发明专利]网球场机器人的定位方法及系统

权利要求书

1.一种网球场机器人的定位系统，其特征在于，包括：固定在网球场固定位置发射和接收无线信号的基站，固定在移动机器人车体上发射和接收无线信号的电子标签，实时定位网球场内机器人并确定其二维坐标和航向角的坐标定位单元，所述电子标签以固定的通信频率与各基站通信，所述坐标定位单元包括记录电子标签和各基站通信时间的时间记录模块，实时计算机器人移动过程中机器人与各基站之间距离值的数值计算模块，将计算的数值转化为机器人在网球场上二维坐标的坐标转换模块，实时计算机器人移动过程中航向角的角度计算模块。

2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述数值计算模块通过以下公式计算电子标签与各基站之间的距离：

L_n＝V*T_n，其中L_n表示标签与第n个基站之间的距离，V表示无线信号在空气中的传播速度，T_n表示标签与第n个基站的通信时间，T_n由时间记录模块测得。

3.根据权利要求2所述的定位系统，其特征在于，所述坐标转换模块通过比较数值计算模块得到的结果，即电子标签与各基站之间的距离，选出数值最小的3个值，通过以下方程得到机器人的二维坐标(X，Y)：

(X-X₁)²+(Y-Y₁)²＝L₁²；

(X-X₂)²+(Y-Y₂)²＝L₂²；

(X-X₃)²+(Y-Y₃)²＝L₃²；

其中，(X₁，Y₁)，(X₂，Y₂)，(X₃，Y₃)分别表示距离标签最近的三个基站的坐标，L₁、L₂、L₃分别表示标签与距离最近的三个基站之间的距离。

4.根据权利要求3所述的定位系统，其特征在于，所述机器人的航向角为标签A、标签B所成向量与Y轴正方向所成的夹角，所述角度计算模块通过以下公式判断并计算机器人的航向角θ：

if:X_B>X_A，Y_B≥Y_A则θ＝tan^-1((X_B-X_A)/(Y_B-Y_A))+w

if:X_B≥X_A，Y_B<Y_A则θ＝180+tan^-1((X_B-X_A)/(Y_B-Y_A))+w

if:X_B<X_A，Y_B≤Y_A则θ＝180+tan^-1((X_B-X_S)/(Y_B-Y_A))+w

if:X_B≤X_A，Y_B>Y_A则θ＝360+tan^-1((X_B-X_A)/(Y_B-Y_A))+w

其中，(X_A，Y_A)为任意时刻标签A的坐标，(X_B，Y_B)为任意时刻标签B的坐标，w为A、B所成向量与机器人前轮轴线的垂线的夹角。