[发明专利]一种移动机器人平台自定位系统及自定位方法

说明书

本发明公开了一种移动机器人平台自定位系统及自定位方法，该自定位系统包括一台移动机器人平台以及定位装置，定位装置由三个置于天花板的信标组成。每个信标都有一个蓝牙模块，同时移动机器人平台也内置蓝牙模块，与信标进行通信，以测量移动机器人平台当前与信标之间的斜角距离。再通过一个信标的高度测量单元测量天花板到地板间的垂直距离。据此，定位装置依据测量所得的斜角距离及垂直距离，计算定位装置与移动机器人平台间的水平距离，利用三边定位算法，得出移动机器人平台相对于定位装置的相对位置。

技术领域

本发明涉及一种移动机器人平台自定位系统及自定位方法。

背景技术

移动机器人平台例如扫地机器人等智能设备，近年来正逐渐普及。市场上的移动机器人，大多利用移动机器人平台内置的红外传感器或者超声波传感器，对周围环境进行判断，若周围有障碍物，就会选择其他的路径。这种方法很难采集当前移动机器人平台的位置信息。为了能够准确控制平台的移动，移动机器人平台必须具备特定的自定位系统。

移动机器人平台可以使用环境地图模型匹配定位，这也是很多移动机器人平台所采用的自定位方法。机器人通过自身的各种传感器探测周围环境，利用感知到的局部环境信息进行局部的地图构造，并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。通过匹配关系获得自己在全局环境中的位置，从而确定自身的位置。该方法在结构复杂的环境中测量的精度并不是很高。

基于信标的定位系统依赖于一系列环境中已知特征的信标，并需要在移动机器人上安装传感器对信标进行观测。用于信标观测的传感器有很多种，比如红外传感器、超声波传感器、激光雷达、视觉传感器等。红外传感器与超声波传感器可以测得障碍物的距离，但是测量精度不是很高，而且红外信号在室内有反射，会造成误差。激光雷达、视觉传感器等可以实时测量，没有累进误差，精度相对较高、稳定性好，提供快速、稳定、精确的绝对位置信息，但安装和维护信标的费用很高。市场上已经出现较为成熟的基于信标定位的信标定位移动机器人平台，如Proscenic的模拟GPS卫星三点定位技术，iRobot的Northstar导航定位技术，但由于其价格较为昂贵，它们都用于相对高端的产品中。

发明内容

本发明的目的在于提供移动机器人平台自定位系统及自定位方法，通过蓝牙模块进行通信，进行高准确度的定位工作，由此来提高移动机器人平台的清扫效率，缩短清扫时间。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种移动机器人平台的自定位系统，包括移动机器人平台和定位装置；所述移动机器人平台内部具有一个蓝牙模块，所述定位装置具有三个内置蓝牙模块的信标，其中一个信标具有高度测量单元；所述定位装置安装于天花板，由高度测量单元测得信标到地板之间的垂直距离，通过信标内置的蓝牙模块与移动机器人平台的蓝牙模块进行通信，计算得出信标与移动机器人平台蓝牙模块间的斜角距离，由控制器计算出所述信标与移动机器人平台的水平距离，得到移动机器人平台的相对坐标。

如上所述，位于天花板的三个信标需要提前测量它们的相对距离，提前用移动机器人平台内的控制器建立平面坐标系。

如上所述，该移动机器人平台的控制器连接蓝牙模块，识别三个信标的ID，每个信标的ID是唯一的。

如上所述，该移动机器人平台还包括：

一处理单元，用以计算各个信标与移动机器人平台蓝牙模块间的斜角距离、水平距离和相对位置，其中该计算程序以该垂直距离和斜线距离进行三角函数计算出三个水平距离，用三边定位算法计算当前的相对位置。

如上所述，所述蓝牙模块为贴片式。

如上所述，本发明提供了一种基于该移动机器人平台自定位系统的自定位方法，该自定位方法包括以下步骤：

(a)通过一高度测量单元测量定位装置到一地板间的垂直距离；