[发明专利]室内机器人的导航系统及导航方法

权利要求书

1.一种室内机器人导航系统，包括可自由移动的室内机器人、基站、航位推算导航系统、红外导航系统和数据融合系统；

所述航位推算导航系统包括位移传感器和角速度传感器，分别用于获取室内机器人的行走距离信息和角度信息；

所述数据融合系统用于所述航位推算导航系统的行走距离信息和角度信息的融合以及所述红外导航系统与所述航位推算导航系统的位置坐标与朝向角的融合；

其中，所述红外导航系统包括设置于基站上的红外发射装置，设置于室内机器人上的红外接收测量装置。

2.根据权利要求1所述的室内机器人的导航系统，其中，所述红外接收测量装置包括云台、驱动马达、自动对准识别装置和信息处理系统，所述自动对准识别装置可以跟踪所述红外发射装置进行上下左右转动。

3.根据权利要求2所述的室内机器人的导航系统，其中，所述云台的水平方向和竖直方向上分别安装水平角度传感器和竖直角度传感器，二者分别用于采集水平方向和竖直方向上的角度变化。

4.根据权利要求2所述的室内机器人的导航系统，其中，所述自动对准识别装置为摄像装置。

5.根据权利要求2所述的室内机器人的导航系统，其中，所述自动对准识别装置设置于云台上方中央位置，与室内机器人的几何中心位于同一垂直方向上，且初始朝向与0°朝向角一致。

6.根据权利要求2所述的室内机器人的导航系统，其中，所述信息处理系统可以实时计算出所述红外发射装置的方位和距离。

7.根据权利要求1所述的室内机器人的导航系统，其中，所述数据融合系统为卡尔曼滤波器，用于将所述红外导航系统的位置数据与所述航位推算导航系统的位置数据进行融合。

8.一种室内机器人的导航方法，包括以下步骤：

1)由航位推算导航系统的位移传感器和角速度传感器分别获取室内机器人的行走距离信息和角度信息；通过数据融合系统将所述行走距离信息和角度信息融合，从而得到所述航位推算导航系统的位置坐标和朝向角；

2)由基站上的红外发射装置和设置于室内机器人上的红外接收测量装置得到所述红外导航系统的位置坐标和朝向角；

3)通过所述数据融合系统将所述航位推算导航系统和所述红外导航系统的位置坐标进行融合，从而消除所述航位推算导航系统的累积误差；

4)通过所述数据融合系统将所述航位推算导航系统和所述红外导航系统的朝向角进行融合，从而消除所述航位推算导航系统的累积误差。