[发明专利]一种室内机器人定位及控制方法和室内机器人系统

权利要求书

1.一种室内机器人定位及控制方法，其特征在于，基于UWB进行室内机器人的定位和定向；该方法的实现包括UWB系统、室内机器人以及机器人管理系统，

UWB系统包括多个已知位置坐标的UWB基站和多个UWB标签，所述UWB标签固定在所述室内机器人上，根据所述室内机器人上的UWB标签并通过TDOA定位算法计算出所述室内机器人的朝向；

机器人管理系统通过连接UWB系统对所述室内机器人进行控制调度、以及接收所述室内机器人回传的状态信息，并进行双向的语音传输；

所述室内机器人通过其上安装的UWB标签与机器人管理系统进行通信，发送自身的状态信息，以及接收并执行机器人管理系统发生的指令。

2.根据权利要求1所述的一种室内机器人定位及控制方法，其特征在于，所述已知位置坐标的UWB基站个数大于等于3个。

3.根据权利要求1或2所述的一种室内机器人定位及控制方法，其特征在于，所述室内机器人的个数大于等于1个。

4.根据权利要求3所述的一种室内机器人定位及控制方法，其特征在于，每个室内机器人上按照设定距离在固定位置放置两个UWB标签；

所述两个UWB标签分别使用TDOA定位算法计算出其坐标，并根据两个UWB标签的相对位置计算出机器人的朝向。

5.根据权利要求4所述的一种室内机器人定位及控制方法，其特征在于，所述每个机器人上按照确定的距离在固定位置放置两个UWB标签，在机器人的前后两端各固定一个UWB标签。

6.根据权利要求1所述的一种室内机器人定位及控制方法，其特征在于，所述机器人管理系统包括计算机及安装在该计算机上的上位机软件。

7.根据权利要求3所述的一种室内机器人定位及控制方法，其特征在于，该方法的具体实现方式如下：

首先在机器人运行的室内环境建立坐标系，然后将UWB基站分别放置在室内的不同位置，并将各UWB基站的固定坐标记录到机器人管理系统；

各个UWB基站通过同样长度的数据线连接至机器人管理系统，以确保各基站数据传输至机器人管理系统的时间相同；

机器人管理系统可接收各UWB基站的数据，也可通过UWB基站发送数据至某个指定的UWB标签，传输的数据内容包括室内机器人传输至机器人管理系统的机器人状态信息、机器人管理系统传输至室内机器人的控制指令以及双向的语音数据；

每个所述UWB标签均有其特有的ID，室内机器人通过UWB标签接受UWB基站发送过来的信息，以及发送信息至UWB基站；

室内机器人上的UWB标签均按照设定的频率向所有UWB基站发送带有时间戳及其ID的定位请求信息，UWB基站在接收到标签发送的定位请求信息后，立即将接收到的定位请求信息发送至机器人管理系统，机器人管理系统接受到各个基站发送过来的标签定位请求信息后，使用TDOA定位算法并结合已知的各基站位置坐标，计算出相应的UWB标签的坐标，并通过UWB基站将坐标信息回传至UWB标签，室内机器人通过读取UWB标签数据，即可获取自身的位置信息，并根据机器人本体上的标签坐标，计算出自身的朝向。

8.根据权利要求7所述的一种室内机器人定位及控制方法，其特征在于，室内机器人可实时回传自身状态信息包括自身的速度、电量信息至机器人管理系统，并在机器人管理系统的界面进行显示和管理。

9.根据权利要求7所述的一种室内机器人定位及控制方法，其特征在于，机器人管理系统可编辑相关的控制指令并发送至机器人，控制机器人执行相应任务。

10.一种室内机器人系统，其特征在于，包括UWB子系统、室内机器人以及机器人管理子系统，

UWB子系统包括多个已知位置坐标的UWB基站和多个UWB标签，所述UWB标签固定在所述室内机器人上，根据所述室内机器人上的UWB标签并通过TDOA定位算法计算出所述室内机器人的朝向；

机器人管理子系统通过连接UWB系统对所述室内机器人进行控制调度、以及接收所述室内机器人回传的状态信息，并进行双向的语音传输；

所述室内机器人通过其上安装的UWB标签与机器人管理系统进行通信，发送自身的状态信息，以及接收并执行机器人管理系统发生的指令；

该系统通过权利要求1-9任一所述的室内机器人定位及控制方法实现室内机器人定位及控制。