[发明专利]一种基于UR机器人的UWB基站坐标自动标定方法

说明书

本发明公开了一种基于UR机器人的UWB基站坐标自动标定方法，包括：1，构建UWB基站坐标自动标定系统；2，将所得到的定位标签坐标值和各基站到定位标签的距离值数据集中发送至电脑端；3，初步估计定位基站基于UR机器人坐标系的坐标；4，利用坐标系转换原理，求出UWB定位系统基站的坐标值。本发明通过UR机器人进行基站坐标标定能降低手动标定基站带来的误差，且避免了基站标定中操作繁琐的问题，从而可以提高UWB定位系统的准确性。

技术领域

本发明属于无线定位领域，具体的说是一种基于UR机器人的UWB基站坐标自动标定方法。

背景技术

目前已有的室内定位技术主要依赖于无线定位技术，常见的主要是蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、超声波、红外线以及超宽带UWB等室内定位技术。其中UWB定位技术是上诉无线定位技术中综合性最好的一种，具有定位精度高、抗干扰能力强及优良的抗多径效应等特点。UWB在进行定位之前，定位系统坐标系的建立和定位基站在坐标系中的精确坐标标定是UWB定位技术能否精确定位的前提。现有的技术中，UWB定位系统通常采用人工手动测量标定定位系统中的基站坐标的方法。然而人工标定的方法不仅繁琐，而且标定结果不准确，严重影响UWB定位系统的精度。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于UR机器人的UWB基站坐标自动标定方法，以期能提高基站坐标标定的精度，避免定位基站标定过程中步骤繁琐问题，从而能提高UWB定位系统定位的准确性。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种基于UR机器人的UWB基站坐标自动标定方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、构建UWB基站坐标自动标定系统：

步骤1.1、在UWB定位区域内，任意选择三个位置作为三个定位基站的摆放点，并使得三个定位基站处于同一水平面；

步骤1.2、将UR机器人放置在三个定位基站之间的区域内；将定位标签T放置在UR机器人的机械臂上，并使得三个定位基站和定位标签T处在同一水平面；由所述定位标签T和三个定位基站构成UWB定位系统；

步骤1.3、UR机器人驱动机械臂携带所述定位标签T在三个定位基站所处的水平面内做有规律地平面运动；

步骤2、数据发送和接受：

步骤2.1、UR机器人记录不同时刻所述定位标签T在UR机器人坐标系下的坐标值；并固定采样间隔为Δt，将K个不同时刻下所述定位标签T的坐标记为T₁(x_t1,y_t1),T₂(x_t2y_t2),...,T_k(x_tk,y_tk),...,T_K(x_tK,y_tK)并通过以太网传输到PC端，其中，T_k(x_tk,y_tk)表示第k个时刻所述定位标签T的坐标；

步骤2.2、当UWB定位系统进行通讯测距时，选择任意一个定位基站作为主基站base，其他基站依次为第一次基站sub1，第二次基站sub2；固定采样间隔Δt，将K个不同时刻下各个基站与所述定位标签T的测距值发送至主基站上，由所述主基站统一通过数据线传输到PC端；

步骤3、初步估计定位基站的坐标：

步骤3.1、利用式(1)计算圆周定位模型：