[发明专利]一种引导准确的室内机器人引导系统

权利要求书

1.一种引导准确的室内机器人引导系统，其特征在于，包括室内无线传感器网络子系统和机器人，所述室内无线传感器网络子系统用于确定室内无线传感器位置，所述机器人用于接收无线传感器位置信息，根据无线传感器位置进行室内引导，所述机器人包括GPS定位芯片、语言交互模块、导航模块和运动控制模块，所述GPS定位芯片用于获取机器人的位置，所述语言交互模块用于用户输入目的地，所述导航模块用于根据机器人位置、目的地和无线传感器位置完成室内引导，所述运动控制模块用于控制机器人运动。

2.根据权利要求1所述的引导准确的室内机器人引导系统，其特征在于，所述室内无线传感器网络子系统包括信号传播建模模块、无线传感器定位模块和定位结果评估模块，所述信号传播建模模块用于确定无线传感器节点的信号传播模型，所述无线传感器定位模块用于根据信号传播模型对无线传感器网络中待定位传感器节点进行定位，获取定位结果，所述定位结果评估模块用于对所述无线传感器定位模块的定位结果进行评估。

3.根据权利要求2所述的引导准确的室内机器人引导系统，其特征在于，所述信号传播建模模块用于确定无线传感器节点的信号传播模型：采用下式确定无线传感器节点的信号传播模型：

在式子里，d表示发射点到接收点的距离，d₀表示参考距离，EH(d)表示接收点信号接收强度，EH₀表示在参考距离d₀下的接收点的信号接收强度，β表示衰减因子，表示噪声，所述噪声是均值为0、标准差为σ_N的高斯分布的随机变量。

4.根据权利要求3所述的引导准确的室内机器人引导系统，其特征在于，所述无线传感器定位模块包括一次处理单元、二次处理单元、三次处理单元和定位单元，所述一次处理单元用于确定实际距离为d的条件下信号接收强度为EH的条件概率分布，所述二次处理单元用于根据测量得到的信号接收强度确定测量距离，所述三次处理单元用于根据所述条件概率分布和测量距离确定测量距离为d_s的条件下实际距离为d的概率，所述定位单元用于根据测量距离为d_s的条件下实际距离为d的概率确定待定位无线传感器节点位置。

5.根据权利要求4所述的引导准确的室内机器人引导系统，其特征在于，所述一次处理单元用于确定实际距离为d的条件下信号接收强度为EH的条件概率分布：根据信号传播模型，确定实际距离为d的条件下信号接收强度为EH的条件概率分布：

在式子里，P(EH|d)表示实际距离为d的条件下信号接收强度为EH的条件概率分布；所述二次处理单元用于根据测量得到的信号接收强度确定测量距离：

信号接收强度测量模型采用下式确定，其中，EH₁(d_s)表示测量得到的信号接收强度，d_s表示测量得到的距离，根据信号接收强度测量值确定测量距离，

6.根据权利要求5所述的引导准确的室内机器人引导系统，其特征在于，所述三次处理单元用于根据所述条件概率分布和测量距离确定测量距离为d_s的条件下实际距离为d的概率：用P(d|d_s)表示在测量距离为d_s的条件下实际距离为d的概率，根据P(EH|d)和d_s确定P(d|d_s)：

在式子里，P(d)表示实际距离为d的先验概率，P(d_s)表示测量距离为d_s的先验概率。

7.根据权利要求6所述的引导准确的室内机器人引导系统，其特征在于，所述定位单元用于根据测量距离为d_s的条件下实际距离为d的概率确定待定位无线传感器节点位置：待定位无线传感器节点位置用(x,y)表示，假设总共有n个信标节点参与定位，第i个信标节点发送过来的定位信息用三元组(x_i,y_i,d_s,i)表示，(x_i,y_i)表示第i个信标节点的位置坐标，d_s,i表示待定位节点与第i个信标节点的测量距离，由于有n个信标节点，相当于n个随机事件独立发生，待定位无线传感器节点定位结果采用下式确定：(x＇,y′)＝arg max_(x,y){YW(x,y)×3^YW(x,y)}，

在式子里，(x＇,y＇)表示待定位无线传感器节点定位结果，表示待定位无线传感器节点到第i个信标节点的实际距离d_i，P(d_i|d_s,i)表示在测量距离为d_s,i的条件下实际距离为d_i的概率。