本發(fā)明涉及一種航跡校正裝置及方法，具體涉及一種自主巡邏機器人航跡校正裝置及方法。

技術背景

隨著當今社會的發(fā)展，機器人技術有了突飛猛進的發(fā)展。安防機器人越來越多代替保安對住宅小區(qū)進行定點巡邏、異常報警、遠程操控，對危險情況進行監(jiān)控等作業(yè)，顯著的解放了勞動力，降低了人工成本。

目前針對搭載慣導的自主巡邏安防機器人主要利用差分gps、對角速度敏感的陀螺儀和加速度計，依據(jù)初始位置姿態(tài)信息，通過積分運算確定載體當前的姿態(tài)、速度、和位置信息，并得出機器人的航向信息，并實現(xiàn)對機器人的航向控制。然而，實際情況有可能遇到gps信號弱，并且出現(xiàn)干擾gps信號的情況，這樣就會導致計算出的航跡出現(xiàn)偏差，機器人不能按著規(guī)定的路線巡邏。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種自主巡邏機器人航跡校正裝置及方法，使機器人在gps信號弱或受到干擾的情況下，依然能夠在規(guī)定的路線內正常巡邏，提高了機器人自主巡邏的可靠性。

自主巡邏機器人航跡校正裝置包括：設置在機器人上的主控單元、沿縱向等間距設置在機器人的巡邏路線上的兩個以上磁釘、安裝在機器人上的磁尺以及在磁尺上沿橫向等間距分布的兩個以上磁場檢測傳感器；所述縱向指設定的機器人的巡邏方向；

所述磁場檢測傳感器實時檢測機器人所經(jīng)過路線的磁場信號并發(fā)送給機器人上的主控單元；所述主控單元依據(jù)所接收到的磁場信號判斷是否經(jīng)過磁釘并確定檢測到磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器的位置，若相鄰兩次檢測到磁釘?shù)臑橥粋€磁場檢測傳感器，則表明當前航向與設定的巡邏方向一致；若相鄰兩次檢測到磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器為磁尺上不同位置的磁場檢測傳感器，表明當前航向偏離了設定的巡邏方向，所述主控單元校正機器人的航跡使其與設定的巡邏方向一致。

此外本發(fā)明提供一種自主巡邏機器人航跡校正方法，在機器人的巡邏路線上沿縱向等間距設置的兩個以上磁釘，在機器人上安裝有磁尺并在磁尺上沿橫向等距分布的兩個以上磁場檢測傳感器；縱向指設定的機器人的巡邏方向；

在gps信號正常的情況下，所述機器人依據(jù)自身的慣性導航系統(tǒng)對航向進行控制；

當gps信號丟失或受到干擾時，所述磁場檢測傳感器實時檢測機器人所經(jīng)過路線的磁場信號并發(fā)送給機器人上的主控單元；

在所述主控單元內預存有磁尺上每個磁場檢測傳感器的編號及其在磁尺上的位置所對應的尺寸；所述主控單元依據(jù)所接收到的磁場信號判斷是否經(jīng)過磁釘并確定檢測到磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器的位置，若相鄰兩次檢測到磁釘?shù)臑橥粋€磁場檢測傳感器，則表明當前航向與設定的巡邏方向一致，無需進行航跡校正；若相鄰兩次檢測到磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器為磁尺上不同位置的磁場檢測傳感器，表明當前航向偏離了設定的巡邏方向，所述主控單元計算當前航向與設定的巡邏方向之間的夾角θ：

設經(jīng)過第一個磁釘時檢測到該磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器在磁尺上的位置所對應的尺寸x1；經(jīng)過第二個磁釘時，檢測到該磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器在磁尺上的位置所對應的尺寸x2，設地面上兩個磁釘之間的距離是d，則此時自主巡邏安防機器人實際航向與設定的巡邏方向之間的夾角θ為：

所述主控單元依據(jù)所計算的實際航向與設定的巡邏方向之間的夾角θ校正機器人的航跡，使其與設定的巡邏方向一致。

有益效果

采用該方法使機器人在gps信號弱或受到干擾的情況下，依然能夠在規(guī)定的路線內正常巡邏，從而彌補在特殊路段航向不準確的不足，提高了自主導航的精準度，提高了機器人自主巡邏的可靠性。

說明書附圖

圖1為該方法的流程圖；

圖2為航跡方向計算原理圖。

其中：1－磁尺，2－磁場檢測傳感器，3－磁釘，4－設定的巡邏路線

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

本發(fā)明提供一種自主巡邏機器人航跡校正方法，使機器人在gps信號弱或受到干擾的特殊情況下，依然能夠在規(guī)定的路線內正常巡邏。

令機器人設定巡邏方向為縱向，在機器人的巡邏路線4上無gps信號或gps信號較弱的路段上沿縱向設置有多個磁釘3，為方便后續(xù)計算，多個磁釘?shù)乳g距分布。在機器人上安裝磁尺1，在磁尺1上沿橫向等距分布有多個磁場檢測傳感器2(即磁尺是由多個磁傳感器排成一排的傳感器組合)，如圖2所示。磁場檢測傳感器2實時檢測機器人所經(jīng)過路線的磁場信號并發(fā)送給機器人上的主控單元，主控單元依據(jù)所接收到的磁場信號判斷是否經(jīng)過磁釘3并判斷是磁尺上的哪個磁場檢測傳感器檢測到了磁釘。

主控單元判斷是否經(jīng)過磁釘?shù)脑頌椋河捎诖懦吖潭ㄔ跈C器人上，距離磁釘一定的高度，而且磁尺橫向分布若干個磁場檢測傳感器；當磁釘位于磁場檢測傳感器正下方時，磁場強度最大。由此在機器人自主巡邏過程中，當磁尺上的磁場檢測傳感器檢測到磁場信號后，輸出電壓給主控單元，主控單元對電壓進行采樣、濾波處理，得到電壓隨時間變化的曲線，對曲線積分，機器人行走速度一定，當積分值大于設定的閾值時，表示機器人經(jīng)過一個磁釘。磁釘?shù)拇艌鍪且粋€變化的范圍，距離磁釘越遠，檢測到的磁場強度越弱，積分處理是為了防止路面上非磁釘物質的干擾，起到濾波的作用。

主控單元判斷磁尺上的哪個磁場檢測傳感器檢測到磁釘?shù)脑頌椋捍懦呱蠈總€磁場檢測傳感器的位置均有一個尺寸數(shù)值，在主控單元內預存有磁尺上的每個磁場檢測傳感器的編號及其在磁尺上的位置對應的尺寸數(shù)值，由此當多個磁場檢測傳感器同時檢測到磁場時，主控單元對其接收到的多個磁場檢測傳感器的磁場信號進行比對，將磁場強度最大的信號對應的磁場檢測傳感器判定為當前檢測到磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器。

設置有航跡校正裝置的自主巡邏機器人在巡邏過程中：由于自主巡邏安防機器人身上搭載有慣性導航系統(tǒng)，在gps信號正常的情況下，依據(jù)慣性導航系統(tǒng)對機器人的航向進行控制；當gps信號丟失或受到干擾時，通過給航跡校正裝置對其航跡進行校正，航跡校正原理為：

機器人上的主控單元依據(jù)所接收到的磁場信號判斷是否經(jīng)過磁釘并判斷是磁尺上的哪個磁場檢測傳感器檢測到了磁釘；若相鄰兩次檢測到磁釘?shù)臑橥粋€磁場檢測傳感器(如圖2中的a－b)，則表明當前航向與設定的巡邏路線一致，無需進行航跡校正；若相鄰兩次檢測到磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器為磁尺上不同位置的磁場檢測傳感器(如圖2中的b－c)，表明當前航向偏離了設定的巡邏路線，主控單元計算機器人當前的航向與設定的巡邏方向之間的夾角θ：

設經(jīng)過第一個磁釘時檢測到該磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器在磁尺上的位置對應的尺寸數(shù)值為x1；經(jīng)過第二個磁釘時，檢測到該磁釘?shù)拇艌鰴z測傳感器在磁尺上的位置對應的尺寸數(shù)值為x2，設地面上兩個磁釘之間的距離是d，則此時自主巡邏安防機器人實際航向與設定的巡邏方向之間的夾角θ為：

主控單元依據(jù)所計算的當前航向與設定的巡邏方向之間的夾角θ校正機器人的航跡，使其與設定的巡邏方向一致。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。