[实用新型]一种基于UWB和LiDAR融合的室内服务机器人高精度定位系统

说明书

一种基于UWB和LiDAR融合的室内服务机器人高精度定位系统，包括布设在室内环境的UWB定位基站A、B、C和安装在服务机器人主体上的UWB定位标签，所述UWB定位基站A、B、C和UWB定位标签将获取的位置信息与与激光传感器获得的位置信息传递至主控制器，主控制器的的输出端分别与电机驱动模块、无线通信模块相连，所述电机驱动模块分别连接左电机和右电机，所述无线通信模块连接手机APP。本实用新型具有满足自主移动机器人实时性、鲁棒性、定位精度的特点。

技术领域

本实用新型涉及无线通信、物联网室内定位技术领域，特别涉及一种基于UWB和LiDAR融合的室内服务机器人高精度定位系统。

背景技术

随着《中国制造2025》规划纲要的提出，机器人产业已经被列为十大重点发展领域之一，服务机器人作为机器人产业的一个分支已经快速兴起并获得显著进步。基于位置的服务(Location Based Services，LBS)作为服务机器人的一个重要组成部分应用也越来越广泛，高质量的位置服务往往要依靠高精度位置信息来实现。由于传统的室外定位技术借助于全球定位系统(GPS)、北斗卫星导航系统(BDS)在室内环境或者高层建筑密集的地区无法感测到卫星信号，已无法满足人们对定位精度的要求。因此，如何准确的获取服务机器人在建筑群内部的位置信息，已经成为实现室内位置服务的核心。目前常见的室内定位技术有：WiFi定位技术、超声波定位技术、射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)定位技术、红外定位技术、蓝牙定位技术、超宽带(Ultra Wide Band，UWB)定位技术等。受限于不同传感器的自身特性，单一传感器很难满足自主移动服务机器人实时性、鲁棒性、定位精度等需求。因此现有定位技术仍然需要进一步深入改进。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于UWB和LiDAR融合的室内服务机器人高精度定位系统，具有满足自主移动机器人实时性、鲁棒性、定位精度的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于UWB和LiDAR融合的室内服务机器人高精度定位系统，包括布设在室内环境的UWB定位基站A、B、C和安装在服务机器人主体1上的UWB定位标签3，所述UWB定位基站A、B、C和UWB定位标签3将获取的位置信息与与激光传感器2获得的位置信息传递至主控制器4，主控制器4的的输出端分别与电机驱动模块5、无线通信模块8相连，所述电机驱动模块5分别连接左电机6和右电机7，所述无线通信模块8连接手机APP10。

所述电机驱动模块5用于对左电机6和右电机7完成驱动控制。

所述服务机器人1上设置有USB接口，USB接口用于完成数据传输功能和充电功能。

所述的UWB定位子系统的标签3与基站A、B、C采用的是基于DW1000的超宽带定位模块，型号为D-DWM-PG2.5。

所述的激光传感器2为型号是RPLIDAR-A1的激光雷达，通过USB连接线与主控制器4相连。

所述的主控制器4为Raspberry Pi，型号为4B。

所述的电机驱动模块5的型号为L298N。

所述的左电机6、右电机7的型号为GJB37-520直流减速电机。

所述的无线通信模块8的型号为HC-42。

本实用新型的有益效果：

UWB定位子系统具备可扩展性，用户可根据自己的需求添加基站和标签的数量。

UWB定位子系统以A基站为主基站，B、C基站为从基站，操作命令集中在主基站上处理并发送。

LiDAR定位子系统不仅分辨率高、获取的信息量丰富、抗干扰能力强，还能够同时准确量测距离和方位角等优势。