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专利号: 2012103055492
申请人: 中国科学院深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种室内机器人的定位和导航系统,包括可自由移动的机器人和固定的定位导航器,其特征在于,所述机器人包括:

光标记发射器,用于向固定的表面形成光标记,所述光标记在所述固定的表面的位置与机器人在其运动区域内所处的位置一一对应;所述机器人的运动区域为室内的地面,所述固定的表面为与地面相对的天花板;所述光标记发射器将光标记自地面向天花板垂直投射;所述光标记发射器对称安装于机器人左右两侧;

无线模块,用于接收导航信号;

运动控制模块,用于根据接收到的导航信号生成相应的驱动控制信号;

运动机构,用于根据所述驱动控制信号运行以带动机器人移动;

所述定位导航器包括:

光标记检测器,用于检测所述光标记,并确定所述光标记的坐标;所述光标记检测器确定两个光标记的位置(X1,Y1),(X2,Y2);

定位导航模块,用于根据所述光标记的坐标定位机器人在其运动区域内的位置,并且根据目标位置和机器人的位置规划和修正移动路径,生成导航信号;其中,所述机器人的位置为:

所述定位导航模块根据相邻两帧获得的机器人的位置(X,Y)(X′,Y′)获得机器人运动的方向角:

所述机器人的运动方向为:

或者

机器人当前时刻实际的运动方向角θ取与α夹角小于90°的那个方向;

所述定位导航模块根据当前运动方向θ与到目标位置的方向β的夹角e进行躲避障碍物的导航,其中:

无线模块,用于发送所述导航信号。

2.根据权利要求1所述的室内机器人的定位和导航系统,其特征在于,所述光标记发射器为红外激光器,所述光标记检测器为红外摄像机。

3.根据权利要求2所述的室内机器人的定位和导航系统,其特征在于,所述红外激光器发射的光标记为光栅、光斑或条码。

4.根据权利要求3所述的室内机器人的定位和导航系统,其特征在于,所述光标记的数量为两个以上。

5.根据权利要求1所述的室内机器人的定位和导航系统,其特征在于,所述运动机构包括电机和由电机驱动的车轮,所述电机根据驱动控制信号以相应的转速驱动所述车轮。

6.根据权利要求5所述的室内机器人的定位和导航系统,其特征在于,所述运动结构还包括转向轮。

7.根据权利要求1所述的室内机器人的定位和导航系统,其特征在于,所述机器人还包括用于探测运动路径上的障碍物的超声探测器。

8.一种室内机器人的定位和导航方法,用于在包括可自由移动的机器人和固定的定位导航器的定位与导航系统中,由定位导航器对机器人进行导航,其特征在于,包括:机器人在固定的表面形成光标记,所述光标记在所述固定的表面的位置与机器人在其运动区域内所处的位置一一对应;所述机器人的运动区域为室内的地面,所述固定的表面为与地面相对的天花板;所述光标记自地面向天花板垂直投射;由对称安装于机器人左右两侧的光标记发射器产生两个光标记;

定位导航器检测所述光标记,并确定所述光标记的坐标,以及根据所述光标记的坐标定位机器人在其运动区域内的位置,并且根据目标位置和机器人的位置规划和修正移动路径,生成并发送导航信号;

所述两个光标记的位置为(X1,Y1),(X2,Y2);

则机器人的位置为:

所述定位导航模块根据相邻两帧获得的机器人的位置(X,Y)(X′,Y′)获得机器人运动的方向角:

所述机器人的运动方向为:

或者

机器人当前时刻实际的运动方向角θ取与α夹角小于90°的那个方向;

所述定位导航模块根据当前运动方向θ与到目标位置的方向β的夹角e进行躲避障碍物的导航,其中:

机器人接收并根据所述导航信号向目标位置运动。