一种用于室内行走机器人的定位装置及方法与流程

1.本发明属于机器人定位技术领域，具体涉及一种用于室内行走机器人的定位装置及方法。


背景技术：

2.现有的室内机器人自主行走导航定位大多采用激光雷达slam方式或视觉vslam方式。激光雷达slam方式在复杂的动态环境下，地图信息丧失过大导致无法定位，因而无法定位和导航规划路径。视觉vslam方式受限于计算量过大、对环境图纹有依赖，因此机器人成本高、电能消耗大影响机器人续航能力；室内顶部部署二维码，作为视觉vslam方式之一，其运算量小也有些应用，但其实施的人工成本高且影响布署现场装饰美观，而二维码标签位置对布署现场也有一定要求，因此也限制了很多场所的应用。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提出一种用于室内行走机器人的定位装置及方法，采用测量机器人发出的移动光斑坐标，实现机器人定位。
4.为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
5.第一方面，本发明提供了一种用于室内行走机器人的定位装置，包括第一微处理器、红外激光器和若干个固定点；
6.所述第一微处理器与红外激光器相连，二者均用于安装在行走机器人上；
7.所有固定点均布置在机器人的行走路径上方，各固定点均设有相连的第二微处理器和红外摄像头；
8.当机器人行驶到i区域时，第一微处理器发送其身份id标识和测量请求至位于i区域的固定点i，固定点i中的第二微处理器基于接收到的测量请求发送响应至机器人中的第一微处理器，由所述第一微处理器控制开启红外激光器，产生激光光斑，固定点i中的红外摄像头检测到激光光斑，并发送至第二微处理器，由所述第二微处理器计算出激光光斑的坐标，进而计算出机器人的位置，完成定位。
9.可选地，所述定位装置还包括第一无线连接器和第二无线连接器，二者分别设于机器人和固定点上，用于进行无线通讯。
10.可选地，所述红外激光器与第一微处理器之间设有控制开关；所述红外激光器垂直正对着位于机器人的行走路径上方的天花板。
11.可选地，所述红外摄像头的拍摄面正对着位于机器人的行走路径上方的天花板。
12.可选地，所述机器人的数量大于1，各机器人上均设有标定其身份的id标签。
13.可选地，各固定点中红外摄像头视窗坐标原点的全局坐标(j
ix
,j
iy
)是已知的，当红外摄像头测得光斑视窗坐标(x
ik
,y
ik
)，则机器人的全局坐标为[(j
ix
x
ik
)、(j
iy
y
ik
)]。
[0014]
第二方面，本发明提供了一种用于室内行走机器人的定位方法，包括：
[0015]
当机器人行驶到i区域时，第一微处理器发送其身份id标识和测量请求至位于i区
域的固定点i；
[0016]
固定点i中的第二微处理器基于接收到的测量请求发送响应至机器人中的第一微处理器；
[0017]
所述第一微处理器控制开启红外激光器，产生激光光斑；
[0018]
固定点i中的红外摄像头检测到激光光斑，并发送至第二微处理器，由所述第二微处理器计算出激光光斑的坐标，进而计算出机器人的位置，完成定位。
[0019]
可选地，所述定位装置还包括第一无线连接器和第二无线连接器，二者分别设于机器人和固定点上，用于进行无线通讯。
[0020]
可选地，所述红外激光器与第一微处理器之间设有控制开关；所述红外激光器垂直正对着位于机器人的行走路径上方的天花板；所述机器人的数量大于1，各机器人上均设有标定其身份的id标签。
[0021]
可选地，各固定点中红外摄像头视窗坐标原点的全局坐标(j
ix
,j
iy
)是已知的，当红外摄像头测得光斑视窗坐标(x
ik
,y
ik
)，则机器人的全局坐标为[(j
ix
x
ik
)、(j
iy
y
ik
)]。
[0022]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0023]
本发明利用第一微处理器发送机器人的身份id标识和测量请求至固定点，固定点中的第二微处理器基于接收到的测量请求发送响应至机器人中的第一微处理器，由所述第一微处理器控制开启红外激光器，产生激光光斑，固定点中的红外摄像头检测到激光光斑，并发送至第二微处理器，由所述第二微处理器计算出激光光斑的坐标，进而计算出机器人的位置，实现了采用测量机器人发出的移动式激光光斑坐标，实现机器人定位。
附图说明
[0024]
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
[0025]
图1为本发明一种实施例的用于室内行走机器人的定位装置的结构示意图；
[0026]1‑
第一微处理器；2
‑
红外激光器；3
‑
第一无线连接器；4
‑
激光射线；5
‑
第二无线连接器；6
‑
第二微处理器；7
‑
红外摄像头；8
‑
天花板；9
‑
激光光斑。
具体实施方式
[0027]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
[0028]
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0029]
实施例1
[0030]
本发明实施例中提供了一种用于室内行走机器人的定位装置，包括第一微处理器1、红外激光器2和若干个固定点；
[0031]
所述第一微处理器1与红外激光器2相连，二者均用于安装在行走机器人上；
[0032]
所有固定点均布置在机器人的行走路径上方，各固定点均设有相连的第二微处理器6和红外摄像头7；所述红外摄像头7的拍摄面正对着位于机器人的行走路径上方的天花板8；
[0033]
所述机器人的数量大于1，各机器人上均设有标定其身份的id标签；当某机器人行驶到i区域时，第一微处理器1发送其身份id标识和测量请求至位于i区域的固定点i，固定点i中的第二微处理器6基于接收到的测量请求发送响应至机器人中的第一微处理器1，由所述第一微处理器1控制开启红外激光器2，产生激光光斑9(激光光斑9是由激光光线4打到天花板上形成的)，固定点i中的红外摄像头7检测到激光光斑9，并发送至第二微处理器6，由所述第二微处理器6计算出激光光斑9的坐标，进而计算出机器人的位置，完成定位。
[0034]
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述定位装置还包括第一无线连接器3和第二无线连接器5，二者分别设于机器人和固定点上，用于进行无线通讯。
[0035]
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述红外激光器2与第一微处理器1之间设有控制开关；所述红外激光器2垂直正对着位于机器人的行走路径上方的天花板8；所述第一微处理器1通过控制所述控制开关实现对红外激光器2的控制。
[0036]
在本发明实施例的一种具体实施方式中，各固定点中红外摄像头7视窗坐标原点的全局坐标(j
ix
,j
iy
)是已知的，当红外摄像头7测得光斑视窗坐标(x
ik
,y
ik
)，则机器人的全局坐标为[(j
ix
x
ik
)、(j
iy
y
ik
)]。
[0037]
实施例2
[0038]
本发明实施例中提供了一种用于室内行走机器人的定位方法，包括：
[0039]
当机器人行驶到i区域时，第一微处理器1发送其身份id标识和测量请求至位于i区域的固定点i；
[0040]
固定点i中的第二微处理器6基于接收到的测量请求发送响应至机器人中的第一微处理器1；
[0041]
所述第一微处理器1控制开启红外激光器2，产生激光光斑9；
[0042]
固定点i中的红外摄像头7检测到激光光斑9，并发送至第二微处理器6，由所述第二微处理器6计算出激光光斑9的坐标，进而计算出机器人的位置，完成定位。
[0043]
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述定位装置还包括第一无线连接器3和第二无线连接器5，二者分别设于机器人和固定点上，用于进行无线通讯。
[0044]
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述红外激光器2与第一微处理器1之间设有控制开关；所述红外激光器2垂直正对着位于机器人的行走路径上方的天花板8；所述机器人的数量大于1，各机器人上均设有标定其身份的id标签。
[0045]
在本发明实施例的一种具体实施方式中，各固定点中红外摄像头7视窗坐标原点的全局坐标(j
ix
,j
iy
)是已知的，当红外摄像头7测得光斑9视窗坐标(x
ik
,y
ik
)，则机器人的全局坐标为[(j
ix
x
ik
)、(j
iy
y
ik
)]。
[0046]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。