一種機器人自主導航方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及機器人領域，尤其設及一種機器人自主導航方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著現(xiàn)代化生產的快速發(fā)展，機器協(xié)助或代替人工完成很多枯燥、繁瑣和危險的 工作。在機器人工作時，需要機器人按照正確的軌跡運動實現(xiàn)自主導航，從而完成指定的工 作。
[0003] 特別是在變電站環(huán)境中，在一些關鍵設備處，需要對該些設備的工作狀態(tài)進行巡 檢，例如：儀表數(shù)據(jù)的讀取、電力設施溫度數(shù)據(jù)的讀取、刀閩狀態(tài)的識別等。由于存在高壓電 或者強電磁，對人的身體可能會造成危害，人工不能到現(xiàn)場進行監(jiān)測，因而采用機器人代替 人工進行監(jiān)測。
[0004] 在機器人對變電站中的待檢測對象進行監(jiān)測的過程中，準確對機器人進行定位， 使機器人不偏離正確的軌跡，才能準確進行監(jiān)測。目前，現(xiàn)有的定位技術包括GPS、紅外線、 超聲波、WIFI、藍牙等。其中GI^S是目前應用最廣泛的室外定位技術，其衛(wèi)星有效覆蓋范 圍大，定位導航信號免費，但是，GI^S定位精度范圍在5m-20m，且其定位信號不能穿透建筑 物；紅外線只適合短距離傳播，而且容易被巧光燈或者房間內的燈光干擾，在精確定位上有 局限性；超聲波受多徑效應和非視距傳播影響很大；WIFI和藍牙定位主要應用于小范圍定 位，且存在有定位誤差不穩(wěn)定，受噪聲信號干擾大的缺點。
[0005] 由于在變電站環(huán)境中，受強電磁干擾、信號傳輸過程中的非視距傳輸、多徑干擾、 信號衰落等的影響，采用上述現(xiàn)有的定位方法對機器人進行定位實現(xiàn)自主導航，因為該些 定位方法本身的特點和缺陷，使得對變電站中進行巡檢的機器人進行定位時準確性差，進 而使得機器人偏離正確的運動軌跡，無法完成對待檢測對象的巡檢工作。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明實施例提供一種機器人自主導航方法、裝置及系統(tǒng)，用W解決現(xiàn)有技術中 存在的機器人自主導航定位精度低的問題。
[0007] 本發(fā)明實施例提供一種機器人自主導航方法，包括：
[000引從預先確定的機器人導航的軌跡點集合中選取一個軌跡點作為機器人運行的當 前軌跡點；
[0009] 從機器人運行的當前軌跡點開始，對當前軌跡點進行下一個軌跡點的坐標預測， 得到下一個軌跡點的預測坐標；
[0010] 確定所述下一個軌跡點的預測坐標與所述預先確定的機器人導航的軌跡點集合 中下一個軌跡點的坐標的差值；
[0011] 根據(jù)所述差值與闊值的大小關系，確定所述機器人的下一個軌跡點坐標，調整所 述機器人的運行方向向確定的下一個軌跡點運行，并將確定的下一個軌跡點坐標作為當前 軌跡點，對所述機器人運行的下一個位置的軌跡點進行坐標預測，重復執(zhí)行直至所述機器 人導航結束。。
[0012] 通過本發(fā)明實施例提供的上述方法，由于在機器人導航過程中對機器人運行的當 前軌跡點進行下一個導航軌跡點的坐標預測，并通過將預測坐標與預先確定的軌跡點坐標 的差值與闊值進行比較，根據(jù)比較結果，對預測坐標進行校正，提高了機器人在自主導航時 的定位精度，從而使得機器人能夠按照正確的軌跡運動。
[0013] 進一步的，所述根據(jù)所述差值與闊值的大小關系，確定所述機器人的下一個軌跡 點坐標，調整所述機器人的運行方向向確定的下一個軌跡點運行，并將確定的下一個軌跡 點坐標作為當前軌跡點，對所述機器人運行的下一個位置的軌跡點進行坐標預測，重復執(zhí) 行直至所述機器人導航結束，具體包括：
[0014] 當所述差值小于等于闊值時，所述機器人向所述預測坐標運行，并在運行至所述 預測坐標處時，W所述預測坐標作為當前軌跡點，對所述機器人運行的下一位置的軌跡點 進行坐標預測，重復執(zhí)行直至所述機器人導航結束；
[0015] 當所述差值大于闊值時，所述機器人向所述預測坐標和所述預先確定的機器人導 航的軌跡點集合中下一個軌跡點的坐標的加權平均值坐標運行，并在運行至所述加權平均 值坐標處時，W所述加權平均值坐標作為當前軌跡點，對所述機器人運行的下一位置的軌 跡點進行坐標預測，重復執(zhí)行直至所述機器人導航結束。
[0016] 進一步的，預先確定機器人導航的軌跡點集合，具體包括：
[0017] 根據(jù)機器人與已知坐標的至少S個基站之間的距離，確定機器人按照預設軌跡運 行的各軌跡點的坐標；
[0018] 將從所述各軌跡點中選取的有效點確定為機器人導航的軌跡點集合。
[0019] 進一步的，將從所述各軌跡點中選取的有效點確定為機器人導航的軌跡點集合， 具體包括：
[0020] 從第一個軌跡點開始，將與該點相隔預設距離的點確定為有效點，并W該有效點 作為新的起點，直至確定所有的有效點；
[0021] 將所有的有效點和關鍵位置對應的軌跡點確定為機器人導航的軌跡點集合，所述 關鍵位置為所述機器人對待檢測對象進行監(jiān)測的位置。
[0022] 進一步的，所述對當前軌跡點進行下一個軌跡點的坐標預測方式為卡爾曼濾波預 測方式。
[0023] 本發(fā)明實施例還提供了一種機器人自主導航裝置，包括：
[0024] 選取單元，用于從預先確定的機器人導航的軌跡點集合中選取一個軌跡點作為機 器人運行的當前軌跡點；
[0025] 預測單元，用于從機器人運行的當前軌跡點開始，對當前軌跡點進行下一個軌跡 點的坐標預測，得到下一個軌跡點的預測坐標；
[0026] 第一確定單元，用于確定所述下一個軌跡點的預測坐標與所述預先確定的機器人 導航的軌跡點集合中下一個軌跡點的坐標的差值；
[0027] 第二確定單元，用于根據(jù)所述差值與闊值的大小關系，確定所述機器人的下一個 軌跡點坐標，調整所述機器人的運行方向向確定的下一個軌跡點運行，并將確定的下一個 軌跡點坐標作為當前軌跡點，對所述機器人運行的下一個位置的軌跡點進行坐標預測，重 復執(zhí)行直至所述機器人導航結束。
[002引通過本發(fā)明實施例提供的上述裝置，由于在機器人導航過程中對機器人運行的當 前軌跡點進行下一個導航軌跡點的坐標預測，并通過將預測坐標與預先確定的軌跡點坐標 的差值與闊值進行比較，根據(jù)比較結果，對預測坐標進行校正，提高了機器人在自主導航時 的定位精度，從而使得機器人能夠按照正確的軌跡運動。
[0029] 進一步的，所述第二確定單元，具體用于當所述差值小于等于闊值時，所述機器人 向所述預測坐標運行，并在運行至所述預測坐標處時，W所述預測坐標作為當前軌跡點，對 所述機器人運行的下一位置的軌跡點進行坐標預測，重復執(zhí)行直至所述機器人導航結束；
[0030] 當所述差值大于闊值時，所述機器人向所述預測坐標和所述預先確定的機器人導 航的軌跡點集合中下一個軌跡點的坐標的加權平均值坐標運行，并在運行至所述加權平均 值坐標處時，W所述加權平均值坐標作為當前軌跡點，對所述機器人運行的下一位置的軌 跡點進行坐標預測，重復執(zhí)行直至所述機器人導航結束。
[0031] 進一步的，所述預測單元，具體用于根據(jù)機器人與已知坐標的至少=個基站之間 的距離，確定機器人按照預設軌跡運行的各軌跡點的坐標；將從所述各軌跡點中選取的有 效點確定為機器人導航的軌跡點集合。
[0032] 進一步的，所述預測單元，具體用于從第一個軌跡點開始，將