[发明专利]一种智能机器人寻线导航的方法与装置

摘要

本发明公开一种智能机器人寻线导航的方法，以及这种方法所使用的系统。本发明的智能机器人寻线导航的方法是利用现有的智能手机的各种传感器模块获取出发地与目的地的全程地图，从而确定机器人的行走的方向和距离，对其进行导航。本发明的智能机器人寻线导航的方法中，是根据获取的出发地与目的地的全程地图，将整个行程按转向点分为某干区间，机器人在任一区间的端点时计算出当前所在位置与下一欲抵达位置之间的极方位角，并按此极方位角行进。本发明简便、易于维护和扩展，可对机器人进行定位以及导航控制，模拟人类导航行为，确保机器人正确行走至目的地而不迷失。方法有效，成本低，具有较强的通用性和实用性。

主权项

一种智能机器人寻线导航的方法，利用目前智能手机的各种传感器模块获取出发地与目的地的全程地图，从而确定机器人的行走的方向和距离，对其进行导航，其特征在于根据获取的出发地与目的地的全程地图，将整个行程按转向点分为某干区间，机器人在任一区间的端点时计算出当前所在位置与下一欲抵达位置之间的极方位角，并向此极方位角方向行进，即当前机器人所在位置A,B点为下一目标点位置，手机通过计算当前位置和本段目的地位置之间的极方位角，调整机器人的行进方向，具体如下，1)设lat_a,lng_a是A点的纬度与经度；lat_b,lng_b是B点的纬度与经度；d1=arccos(sin(lat_b)*sin(lat_a)+cos(lat_b)*cos(lat_a)*cos(lng_b‑lng_a))；D=arcsin(cos(lat_b)*sin(lng_b‑lng_a)/sin(d1))；此时D值并非真正所要的夹角角度值，根据lat_b、lat_a、lng_b、lng_a可以确定出结果的转化程序，即：当lat_b>lat_a且lng_b>lng_a时，结果不变D’即为D；当lat_b<lat_a且lng_b<lng_a时，D’=180+D；当lat_b<lat_a且lng_b>lng_a时，D’=180‑D；当lat_b>lat_a且lng_b<lng_a时D’=‑D，此时所得到的D’即为线AB两点与真北方向的夹角，即为两点之间的极方位角，2)根据机器人的极方位角信息，智能手机通过磁力计magnetometer和加速度传感器accelerometer获取机器人行进方向，数据范围为‑180～+180，其中0表示正北方向，90表示正东方向，180/‑180表示正南，‑90表示正西方向，3）两足式机器人所需转向角度的确定方法为：对两个极方位角进行比较，由于2)中对于lat_b、lat_a和lng_b、lng_a进行比较，可知对应的B点位于A点的方位角，若B点经度大于A点经度，则对两足式机器人的极方位角信息进行判断，若为正值则与D值相减取绝对值得到E值；若为负值则与D值相加得到E值，此时E值判断大于180与否，大于则用360度减之得到一个较小的值；若B点经度小于A点经度，则同样对两足式机器人的极方位角进行判断，若为正值则与D值相加得到E值，若为负值则与D值相减取绝对值得到E值，此时判断E值大于180度与否，大于则用360度减之得到一个较小的值，此时的值即为两足式机器人所需转向角度ϴ。