[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

说明书

本发明公开了一种室内机器人定位及控制方法和室内机器人系统，属于室内机器人定位及控制技术领域，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。本发明基于UWB技术，抗干扰能力强，能够提高定位和通信的可靠性，并能够极大的降低系统硬件成本。

技术领域

本发明涉及室内机器人定位及控制技术领域，具体地说是一种室内机器人定位及控制方法和室内机器人系统。

背景技术

随着科技的进步，计算机、通信、自动化控制技术日新月异，室内机器人技术也实现了飞速的发展，现在已广泛应用到了迎宾讲解、仓储、配送、安防、机房巡检等领域，极大的提高了生产工作效率。

室内机器人带来巨大优势的同时，也面临一些技术难点。由于在室内无法使用GPS等定位技术，室内机器人多采用激光雷达、视觉等定位方式，且需要单独的一套通信装置，导致成本过高以及可靠性降低。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种室内机器人定位及控制方法和室内机器人系统，能够提高定位和通信的可靠性，并能够极大的降低系统硬件成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种室内机器人定位及控制方法，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。

该方法基于UWB技术进行室内机器人的定位和定向，将UWB标签数据传输至机器人管理系统，使用TDOA定位算法进行定位，不需要复杂的时间同步机制；室内机器人和机器人管理系统可以通过UWB系统进行双向的语音传输和系统数据传输。

针对室内机器人的定位以及通信调度，使用基于UWB的室内机器人系统，可以极大的提高定位和通信的可靠性，并能够提供厘米级的定位精度，同时，将UWB系统同时实现了定位和通信功能，简化了系统硬件架构，能够极大的降低系统硬件成本。

优选的，所述已知位置坐标的UWB基站个数大于等于3个。

优选的，所述室内机器人的个数大于等于1个。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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；