[发明专利]一种机器人的运动导航系统

说明书

本发明涉及一种机器人的运动导航系统，包括运动定位模块、空间感知模块、路径导引模块、速度调整模块和用户控制模块。本发明的运动导航系统能够实现足够的相对精度和绝对精度；并且实现良好的实时响应；同时具有较高的可靠性。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体地，涉及一种机器人的运动导航系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展，机器人已经渗透到现代社会的各个角落。多种机器人在生活领域得到广泛应用，例如，用于清洁的家用机器人、用于物流搬运的工作机器人、用于安全防范的安保机器人和用于指引方向的向导机器人，等等。对多数机器人应用来说，运动导航系统是关系机器人是否能够自由移动的关键技术问题。

截至目前为止，应用于机器人的运动导航系统已经包括惯性定位系统、视觉定位系统、路标定位系统、磁定位系统和GPS定位系统，等等。不同运动导航系统具有各自的优缺点。例如，作为惯性定位系统，属于内置定位系统，数据更新频率高，计算量较小；但时间累积误差较大。作为视觉定位系统，图像数据信息量大，数据更新频率较低，实时性不佳，而且容易受到光线和障碍物影响，应用条件受到限制。作为路标定位系统，图像处理简单，适合作为已知环境的运动导航，性价比较高；但不具备纠错性，路径依赖性强。作为磁定位系统，导航通过磁性原理，简单可靠；但依赖于既有线路，改变较为复杂。作为GPS定位系统，动态精度较高，无需基站；但容易受到光线和空间障碍物影响。

随着时代不断进步，应用场景越来越具体化，不同应用场景对机器人的运动导航系统要求也各不相同。但总的来说，一般要求运动导航系统具有即时的响应速度，同时满足足够的定位精度，而且受到外部环境的影响尽可能降至最低，最好能够全天候的自主导航；系统可靠性较好，同时性价比较高。

然而，目前的机器人的运动导航系统仍然难以满足上述要求，迫切需要寻找一种新的机器人的运动导航系统。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种新的机器人的运动导航系统，该系统具有即时的响应速度，同时满足足够的定位精度，而且受到外部环境的影响尽可能降至最低，最好能够全天候的自主导航；系统可靠性较好，同时性价比较高。

2.技术方案

本发明的目的通过以下的技术方案得以实现。

一种机器人的运动导航系统，包括运动定位模块、空间感知模块、路径导引模块、速度调整模块和用户控制模块；其中，

所述运动定位模块用于获取机器人在不同时间步长的位置信息和姿态信息；

所述空间感知模块用于感知机器人运动路径周边的空间信息；

所述路径调整模块用于接收所述运动定位模块的位置和姿态信息以及接收所述空间模块的空间信息，并且根据所述用户控制模块设定的路径自动驱动所述速度调整模块控制机器人运动；

所述速度调整模块通过控制电机的转速从而控制机器人的运动。

根据本发明所述机器人的运动导航系统，其中，所述运动定位模块包括绝对定位子模块和相对定位子模块，二者分别计算的位置和姿态信息通过数据融合模块进行融合。

根据本发明所述机器人的运动导航系统，其中，所述绝对定位子模块包括固定在天花板上的若干基站和固定在机器人运动平台上的两个信号收发装置。

根据本发明所述机器人的运动导航系统，其中，所述基站包括多对信号发射器和信号接收器。

根据本发明所述机器人的运动导航系统，其中，多对信号发射器和信号接收器包括位于所述基站中央的一对信号发射器和信号接收器以及位于所述基站边缘呈中心对称的多对信号发射器和信号接收器。