一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及家庭機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著家用設(shè)備的不斷智能化，家用機器人能用戶會提出更為智能的需求，因此家用機器人市場近來快速增長，甚至超過工業(yè)機器人市場。
[0003]目前，家用機器人室內(nèi)的定位技術(shù)包括RFID、LBS、IR、WLAN、Bluetooth，它們根據(jù)特定的算法對機器人的位置進行測量來完成定位。目前常見的室內(nèi)定位系統(tǒng)包括:
紅外線室內(nèi)定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)不能穿過障礙物，使得紅外射線僅能視距傳播。目前Olivetti研究實驗室的Active Badge系統(tǒng)采用該項技術(shù)。
[0004]超聲波室內(nèi)定位需要大量的底層硬件設(shè)備，因此存在成本較高的缺點。目前Cricket System和Active Bat米用該技術(shù)。
[0005]藍牙室內(nèi)定位系統(tǒng)，主要不足在于藍牙器件和設(shè)備的價格比較昂貴，而且對于復雜的空間環(huán)境，藍牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差。
[0006]RFID，此系統(tǒng)基于信號強度分析法，采用聚合算法對三維空間進行定位，通過標識檢測到的信號強弱來表示標識之間的距離。采用該技術(shù)的代表有Spo ton、Wave trend和Bewator Cotag等公司。
[0007]然而以上技術(shù)處理傳感器硬件本身的缺點外，主要因為算法不夠優(yōu)良，導致機器人實際定位中出現(xiàn)了諸多問題，所以機器人室內(nèi)定位技術(shù)需要更優(yōu)良的算法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有產(chǎn)品所存在的技術(shù)問題，從而提供一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，機器人可以精準定位家里的位置，可以直線繞過障礙物到達目的地，并且空間增加和減少的物品自動識別和繞開。
[0009]本發(fā)明提供一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，具體步驟為:
a.室內(nèi)布置坐標系統(tǒng)，選取室內(nèi)不同位置，將機器人測量房間位置生成地圖坐標數(shù)據(jù)；
b.將生成的地圖坐標數(shù)據(jù)和機器人位置數(shù)據(jù)進行融合，并引入增加物品特征對機器人行走路徑的影響數(shù)據(jù)，將路徑數(shù)據(jù)與相應的位置數(shù)據(jù)建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫，作為定位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集；
c.引入向量回歸模型，通過地圖坐標數(shù)據(jù)與機器人位置數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系；
d.將待位置數(shù)據(jù)代入支撐向量回歸模型，計算出節(jié)點的位置坐標。
[0010]上述的一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)為縱橫坐標信息、高度坐標信息。
[0011]上述的一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)為第j節(jié)點到第i個坐標系統(tǒng)的測量位置數(shù)據(jù)設(shè)為CredA將該測量位置數(shù)據(jù)乘以位置數(shù)據(jù)，作為修正的定位數(shù)據(jù)集。
[0012]上述的一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)與地圖坐標數(shù)據(jù)的函數(shù)為:
χ=Σi(aix-aix*)ker(Di,D)+bx]]>y=Σi(aiy_aiy氺)ker(Di,D)+by]]>
其中ker()為核函數(shù)，alx，alx*，bx分別表示求解x軸的位置估計函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量，aly，ai/，by分別表示求解y軸的位置估計函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量。
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
【附圖說明】
[0014]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合本發(fā)明的附圖對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的
實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，
都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0016]結(jié)合圖1所示，對本發(fā)明的實施例進行說明。
[0017]本發(fā)明實施例中，本發(fā)明提供一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，具體步驟為:
5101.室內(nèi)布置坐標系統(tǒng)，選取室內(nèi)不同位置，將機器人測量房間位置生成地圖坐標數(shù)據(jù)；
5102.將生成的地圖坐標數(shù)據(jù)和機器人位置數(shù)據(jù)進行融合，并引入增加物品特征對機器人行走路徑的影響數(shù)據(jù)，將路徑數(shù)據(jù)與相應的位置數(shù)據(jù)建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫，作為定位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集；
5103.引入向量回歸模型，通過地圖坐標數(shù)據(jù)與機器人位置數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系；
5104.將待位置數(shù)據(jù)代入支撐向量回歸模型，計算出節(jié)點的位置坐標。
[0018]上述的一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)為縱橫坐標信息、高度坐標信息。
[0019]上述的一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)為第j節(jié)點到第i個坐標系統(tǒng)的測量位置數(shù)據(jù)設(shè)為CredA將該測量位置數(shù)據(jù)乘以位置數(shù)據(jù)，作為修正的定位數(shù)據(jù)集。
[0020]上述的一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)與地圖坐標數(shù)據(jù)的函數(shù)為:χ=Σi(aix-aix*)ker(Di，D)+bx]]>γ=Σ i(aiy-aiy>!<)ker(Di，D)+by]]>
設(shè)有1個位置已知的地圖坐標數(shù)據(jù)(AP)及m個位置已知的機器人，假終端其到地圖坐標數(shù)據(jù)的位置數(shù)據(jù)Α=τ ll···iml· ········ xll· · · xml，] ]>fi j 表不第 i 個機器人到第 j個地圖坐標數(shù)據(jù)的信號傳輸時延，能量矩陣(RSS)B=rsl l· · ·rsml·········rsll··&CenterDot ;rsml，] ]>rsi j表示第i個機器人到第j個地圖坐標數(shù)據(jù)以及坐標pos=xl，yl&CenterDot ;· ·xm，ym]]>均為已知。貝丨】需要估計函數(shù)關(guān)系pos = f(D)，D=AT+BTo
[0021]其中ker()為核函數(shù)，α1χ，αι/，?3χ分別表示求解x軸的位置估計函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量，aiy，ai/，by分別表不求解y軸的位置估計函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量。
[0022]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而不是全部的實施例，并不用以限制本發(fā)明。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，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(nèi)。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而不是全部的實施例，并不用以限制本發(fā)明。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，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(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，其特征是，具體步驟為: a.室內(nèi)布置坐標系統(tǒng)，選取室內(nèi)不同位置，將機器人測量房間位置生成地圖坐標數(shù)據(jù)； b.將生成的地圖坐標數(shù)據(jù)和機器人位置數(shù)據(jù)進行融合，并引入增加物品特征對機器人行走路徑的影響數(shù)據(jù)，將路徑數(shù)據(jù)與相應的位置數(shù)據(jù)建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫，作為定位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集； c.引入向量回歸模型，通過地圖坐標數(shù)據(jù)與機器人位置數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系； d.將待位置數(shù)據(jù)代入支撐向量回歸模型，計算出節(jié)點的位置坐標。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，其特征在于，所述位置數(shù)據(jù)為縱橫坐標信息、高度坐標信息。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，其特征在于，所述位置數(shù)據(jù)為第j節(jié)點到第i個坐標系統(tǒng)的測量位置數(shù)據(jù)設(shè)為CredA將該測量位置數(shù)據(jù)乘以位置數(shù)據(jù)，作為修正的定位數(shù)據(jù)集。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，其特征在于，所述位置數(shù)據(jù)與地圖坐標數(shù)據(jù)的函數(shù)為: χ=Σi(aix-aix*)ker(Di,D)+bx]]> y=Σi(aiy_aiy氺)ker(Di,D)+by]]> 其中ker()為核函數(shù)，alx，ai/，bx分別表示求解x軸的位置估計函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量，aly，ai/，by分別表示求解y軸的位置估計函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種家用機器人定位算法實現(xiàn)方法，實現(xiàn)了機器人在室內(nèi)定位的準確性和靈活性，運用現(xiàn)有的傳感器就可以實現(xiàn)，不需要更換硬件，節(jié)省了陳本。同時機器人的定位算法適應任何尺寸和構(gòu)造平面的房間，也適用于移動和變換的家庭平面空間。
【IPC分類】H04W64/00, H04W4/04
【公開號】CN105491534
【申請?zhí)枴緾N201610043201
【發(fā)明人】林魯鵬, 劉玉偉
【申請人】深圳市愛華興模具有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月23日