一種雙輪差動式機器人室內(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器人室內(nèi)組合定位方法，通過藍牙接收器信號強度指示值得到機器人的當前位置坐標，再通過預測公式得到機器人的預測橫坐標和預測縱坐標，使用互補濾波器算法融合預測坐標和當前坐標的計算結(jié)果，得到下一時刻機器人的位姿，也就實現(xiàn)了對雙輪差動式機器人的組合定位，由于采用了基于藍牙技術(shù)和航位推測技術(shù)相組合的雙輪差動式機器人室內(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)明涉及機器人領(lǐng)域，尤其是機器人的組合定位。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機器人技術(shù)和計算機控制技術(shù)的興起，日益智能化的移動服務(wù)機器人的用途也越來越廣泛，機器人開始從工業(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)機器人的關(guān)鍵技術(shù)之一。輪式服務(wù)機器人具有控制簡單，反應(yīng)靈敏，運動速度快的特點，而且運動快慢也容易控制，因此在移動服務(wù)機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；單獨的藍牙定位技術(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牙技術(shù)和航位推測技術(shù)相組合的雙輪差動式機器人室內(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坐標系中的(2i，2j，h)每一處安裝一個藍牙發(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，同時每一個藍牙發(fā)射器的坐標信息是唯一且已知的；
[0007](2)在雙輪差動式機器人頂部安裝一個可以同時接受多個藍牙信號的藍牙接收器，藍牙接收器可以接收到藍牙發(fā)射器的廣播信息；
[0008](3)所有藍牙發(fā)射器以相同的功率廣播自身信息，自身信息包括ID信息和坐標信息；
[0009](4)藍牙接收器接收到步驟(3)中藍牙發(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度指示值RSSI，并依據(jù)RSSI值的大小對接收到的信號強度依次從強到弱排序，根據(jù)RSSI值排序的順序?qū)SSI值所對應(yīng)藍牙發(fā)射器進行排序；[0010](5)取信號強度排序位于前四位的藍牙發(fā)射器廣播信息，其余的藍牙發(fā)射器廣播信息丟棄；
[0011](6)藍牙接收器接收到藍牙發(fā)射器信號的RSSI值與該藍牙發(fā)射器和藍牙接收器 之間距離的關(guān)系式為
【權(quán)利要求】
1.一種雙輪差動式機器人室內(nèi)組合定位方法，其特征在于包括下述步驟: (1)機器人在室內(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坐標系中的(2i，2j，h)每一處安裝一個藍牙發(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，同時每一個藍牙發(fā)射器的坐標信息是唯一且已知的； (2)在雙輪差動式機器人頂部安裝一個可以同時接受多個藍牙信號的藍牙接收器，藍牙接收器可以接收到藍牙發(fā)射器的廣播信息； (3)所有藍牙發(fā)射器以相同的功率廣播自身信息，自身信息包括ID信息和坐標信息； (4)藍牙接收器接收到步驟(3)中藍牙發(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度指示值RSSI，并依據(jù)RSSI值的大小對接收到的信號強度依次從強到弱排序，根據(jù)RSSI值排序的順序?qū)SSI值所對應(yīng)藍牙發(fā)射器進行排序; (5)取信號強度排序位于前四位的藍牙發(fā)射器廣播信息，其余的藍牙發(fā)射器廣播信息丟棄； (6)藍牙接收器接收到藍牙發(fā)射器信號的RSSI值與該藍牙發(fā)射器和藍牙接收器之間

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, 李志欣 申請人:西北工業(yè)大學