[实用新型]一种移动机器人行驶轨迹定位装置

说明书

技术领域

本实用新型属于智能机器人的移动定位技术领域，尤其涉及一种移动机器人行驶轨迹定位装置。

背景技术

目前越来越多的移动机器人被应用到生产生活中去，而且在诸多的机器人比赛中，需要实现对移动机器人位置信息的准确定位。目前移动机器人成熟的定位方法有磁定位、超声定位、GPS定位等，但都是需要借助于外部定位设备，很难依靠自身设备实现对其自身的运动轨迹定位。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种不借助于外部设备，依靠自身装置即能实现对移动轨迹进行定位的移动机器人行驶轨迹定位装置。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

一种移动机器人行驶轨迹定位装置，它包括中央处理单元、用于测量机器人旋转角度的陀螺仪以及用于测量机器人水平与垂直方向位移量的传感器；所述陀螺仪与传感器的传输端口分别接中央处理单元的传输端口。

作为一种优选方案，本实用新型所述传感器采用光学传感装置或光电编码装置。

作为另一种优选方案，本实用新型所述光学传感装置包括光学成像引擎；其主要由CMOS图像感应器及光学定位DSP模块组成；所述CMOS图像感应器负责机器人底部图像的收集并将其同步为二进制的数字图像矩阵；所述光学定位DSP模块负责相邻图像矩阵的分析比较，以此计算在单位时间内机器人移动的水平和垂直距离。

进一步地，本实用新型所述光电编码装置采用垂直与水平双向编码装置，其向中央处理单元发出水平与垂直双向移动脉冲数及运动方向数据。

更进一步地，本实用新型所述陀螺仪采用数字式角速度传感器。

另外，本实用新型在所述陀螺仪与中央处理单元之间设有振动噪声滤波器。

其次，本实用新型所述的振动噪声滤波器采用50Hz以下低通滤波器。

一种移动机器人行驶轨迹定位方法，可按如下步骤依次进行：

(1)将机器人启动位置或某个设定位置记为坐标原点；移动后轨迹定位以该原点为基准；

(2)将陀螺仪角度旋转数据及传感器所采集的水平与垂直方向的位移数据传至中央处理单元进行处理；

(3)中央处理单元经数据运算后，得出机器人相对原点的坐标点。

作为一种优选方案，本实用新型采用曲线拟合法算出机器人相对原点的位置。

作为另一种优选方案，本实用新型所述步骤(2)中，通过低通滤波器调整陀螺仪传输的振动噪声。

本实用新型结构简单，具有高灵活性，策略性以及良好的协作性，可实现能够不借助于外部设备，依靠自身装置即可实现对机器人移动轨迹的精确定位。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型机器人定位方法的数学转换关系示意图；

图2为本实用新型机器人位置坐标计算方法示意图；

图3为本实用新型硬件结构示意图；

图4为本实用新型系统的流程图。

具体实施方式

如图所示，移动机器人行驶轨迹定位装置，它包括中央处理单元、用于测量机器人旋转角度的陀螺仪以及用于测量机器人水平与垂直方向位移量的传感器；所述陀螺仪与传感器的传输端口分别接中央处理单元的传输端口。

本实用新型所述传感器采用光学传感装置或光电编码装置。

本实用新型所述光学传感装置包括光学成像引擎；其主要由CMOS图像感应器及光学定位DSP模块组成；所述CMOS图像感应器负责机器人底部图像的收集并将其同步为二进制的数字图像矩阵；所述光学定位DSP模块负责相邻图像矩阵的分析比较，以此计算在单位时间内机器人移动的水平和垂直距离。

本实用新型所述光电编码装置采用垂直与水平双向编码装置，其向中央处理单元发出水平与垂直双向移动脉冲数及运动方向数据。

本实用新型所述陀螺仪采用数字式角速度传感器。

本实用新型在所述陀螺仪与中央处理单元之间设有振动噪声滤波器。

本实用新型所述的振动噪声滤波器采用50Hz以下低通滤波器。

移动机器人行驶轨迹定位方法，可按如下步骤依次进行：

(1)将机器人启动位置或某个设定位置记为坐标原点；移动后轨迹定位以该原点为基准；

(2)将陀螺仪角度旋转数据及传感器所采集的水平与垂直方向的位移数据传至中央处理单元进行处理；实际设计时，可通过低通滤波器调整陀螺仪传输的振动噪声；

(3)中央处理单元经数据运算后，得出机器人相对原点的坐标点。