一種雙輪差動式機(jī)器人室內(nèi)組合定位方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙輪差動式機(jī)器人室內(nèi)組合定位方法，通過藍(lán)牙接收器信號強(qiáng)度指示值得到機(jī)器人的當(dāng)前位置坐標(biāo)，再通過預(yù)測公式得到機(jī)器人的預(yù)測橫坐標(biāo)和預(yù)測縱坐標(biāo)，使用互補(bǔ)濾波器算法融合預(yù)測坐標(biāo)和當(dāng)前坐標(biāo)的計算結(jié)果，得到下一時刻機(jī)器人的位姿，也就實現(xiàn)了對雙輪差動式機(jī)器人的組合定位，由于采用了基于藍(lán)牙技術(shù)和航位推測技術(shù)相組合的雙輪差動式機(jī)器人室內(nèi)組合定位方法，該方法具有功耗低、體積小、定位精度高、造價低等特點，可以有效解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的定位精度差、成本高、易受干擾等缺點。
【專利說明】一種雙輪差動式機(jī)器人室內(nèi)組合定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是機(jī)器人的組合定位。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)器人技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)的興起，日益智能化的移動服務(wù)機(jī)器人的用途也越來越廣泛，機(jī)器人開始從工業(yè)領(lǐng)域向軍事、醫(yī)療、家庭助理等領(lǐng)域滲透。而實時定位在移動服務(wù)機(jī)器人的工作過程中起著至關(guān)重要的作用，可靠、高精度的定位技術(shù)是移動服務(wù)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)之一。輪式服務(wù)機(jī)器人具有控制簡單，反應(yīng)靈敏，運(yùn)動速度快的特點，而且運(yùn)動快慢也容易控制，因此在移動服務(wù)機(jī)器人里有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)在的室內(nèi)定位技術(shù)主要由超聲波定位技術(shù)、超寬帶定位技術(shù)、射頻識別定位技術(shù)、ZigBee無線定位技術(shù)和藍(lán)牙定位技術(shù)等。然而，超聲波定位技術(shù)實現(xiàn)成本低，定位精度相對比較高，但容易受到環(huán)境的干擾，而且只能在可視距范圍內(nèi)有效；超帶寬定位技術(shù)比較適合室內(nèi)定位，但是目前的實現(xiàn)成本相當(dāng)高，沒有實用意義；射頻識別定位技術(shù)比較容易實現(xiàn)，定位精度適中，但是多徑干擾對其影響比較大；ZigBee無線定位技術(shù)功耗低,但其定位受到環(huán)境的影響比較大；單獨(dú)的藍(lán)牙定位技術(shù)定位具有體積小、功耗低、信號傳輸不受視距的影響等特點，但是其定位精度一般。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于藍(lán)牙技術(shù)和航位推測技術(shù)相組合的雙輪差動式機(jī)器人室內(nèi)組合定位方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006](I)機(jī)器人在室內(nèi)地面上長為a米，寬為b米的長方形區(qū)域內(nèi)活動，并且a、b均為2的整數(shù)倍，室內(nèi)地面距離室內(nèi)天花板的垂直距離為h米，以長方形的一個頂點為原點0，經(jīng)過這個頂點的長邊為X軸正方向，寬邊為I軸正方向，經(jīng)過原點O垂直于地面向上為z軸正方向，建立O-xyz坐標(biāo)系，這個頂點可以選擇長方形四個頂點中任意一個，在O-xyz坐標(biāo)系中的(2i，2j，h)每一處安裝一個藍(lán)牙發(fā)射器，這里i = 0，1，2…a/2，j = 0，1，2…b/2，并且每一個藍(lán)牙發(fā)射器相同型號，設(shè)置一個唯一的ID號，同時每一個藍(lán)牙發(fā)射器的坐標(biāo)信息是唯一且已知的；
[0007](2)在雙輪差動式機(jī)器人頂部安裝一個可以同時接受多個藍(lán)牙信號的藍(lán)牙接收器，藍(lán)牙接收器可以接收到藍(lán)牙發(fā)射器的廣播信息；
[0008](3)所有藍(lán)牙發(fā)射器以相同的功率廣播自身信息，自身信息包括ID信息和坐標(biāo)信息；
[0009](4)藍(lán)牙接收器接收到步驟(3)中藍(lán)牙發(fā)射器的廣播自身信息之后，根據(jù)所接收到信號的功率大小可以直接得到接收信號強(qiáng)度指示值RSSI，并依據(jù)RSSI值的大小對接收到的信號強(qiáng)度依次從強(qiáng)到弱排序，根據(jù)RSSI值排序的順序?qū)SSI值所對應(yīng)藍(lán)牙發(fā)射器進(jìn)行排序；[0010](5)取信號強(qiáng)度排序位于前四位的藍(lán)牙發(fā)射器廣播信息，其余的藍(lán)牙發(fā)射器廣播信息丟棄；
[0011](6)藍(lán)牙接收器接收到藍(lán)牙發(fā)射器信號的RSSI值與該藍(lán)牙發(fā)射器和藍(lán)牙接收器 之間距離的關(guān)系式為
【權(quán)利要求】
1.一種雙輪差動式機(jī)器人室內(nèi)組合定位方法，其特征在于包括下述步驟: (1)機(jī)器人在室內(nèi)地面上長為a米，寬為b米的長方形區(qū)域內(nèi)活動，并且a、b均為2的整數(shù)倍，室內(nèi)地面距離室內(nèi)天花板的垂直距離為h米，以長方形的一個頂點為原點O，經(jīng)過這個頂點的長邊為X軸正方向，寬邊為y軸正方向，經(jīng)過原點O垂直于地面向上為Z軸正方向，建立O-xyz坐標(biāo)系，這個頂點可以選擇長方形四個頂點中任意一個，在O-xyz坐標(biāo)系中的(2i，2j，h)每一處安裝一個藍(lán)牙發(fā)射器，這里i = 0，1，2…a/2，j = 0，1，2…b/2，并且每一個藍(lán)牙發(fā)射器相同型號，設(shè)置一個唯一的ID號，同時每一個藍(lán)牙發(fā)射器的坐標(biāo)信息是唯一且已知的； (2)在雙輪差動式機(jī)器人頂部安裝一個可以同時接受多個藍(lán)牙信號的藍(lán)牙接收器，藍(lán)牙接收器可以接收到藍(lán)牙發(fā)射器的廣播信息； (3)所有藍(lán)牙發(fā)射器以相同的功率廣播自身信息，自身信息包括ID信息和坐標(biāo)信息； (4)藍(lán)牙接收器接收到步驟(3)中藍(lán)牙發(fā)射器的廣播自身信息之后，根據(jù)所接收到信號的功率大小可以直接得到接收信號強(qiáng)度指示值RSSI，并依據(jù)RSSI值的大小對接收到的信號強(qiáng)度依次從強(qiáng)到弱排序，根據(jù)RSSI值排序的順序?qū)SSI值所對應(yīng)藍(lán)牙發(fā)射器進(jìn)行排序; (5)取信號強(qiáng)度排序位于前四位的藍(lán)牙發(fā)射器廣播信息，其余的藍(lán)牙發(fā)射器廣播信息丟棄； (6)藍(lán)牙接收器接收到藍(lán)牙發(fā)射器信號的RSSI值與該藍(lán)牙發(fā)射器和藍(lán)牙接收器之間

距離的關(guān)系式為
【文檔編號】G01S5/08GK104020444SQ201410282806
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】史豪斌, 宋玉龍, 劉洋洋, 施強(qiáng), 李志欣 申請人:西北工業(yè)大學(xué)