[发明专利]基于可见光定位的服务机器人运行路径计算方法在审
申请号: | 201910664173.6 | 申请日: | 2019-07-23 |
公开(公告)号: | CN110231627A | 公开(公告)日: | 2019-09-13 |
发明(设计)人: | 王永利;孙淑荣;卜凡;刘森淼;崔柳明 | 申请(专利权)人: | 南京邮电大学盐城大数据研究院有限公司 |
主分类号: | G01S17/02 | 分类号: | G01S17/02;G01S17/48;G01S17/93;G01C21/20;G01C21/18;G01C21/16;G01C21/08 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 224005 江苏省盐城市*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 定位算法 测距 可见光 路径计算 服务机器人 运行路径 发射端 算法 调制 机器人 机器人智能控制 发送 规划机器人 信号接收端 电磁干扰 定位功能 获取服务 路径规划 实时位置 通信技术 最短路径 传统的 低能耗 障碍物 光源 调和 预测 | ||
1.基于可见光定位的服务机器人运行路径计算方法,其特征在于:该路径计算方法采用A-star算法进行路径规划及障碍物的规避;采用RHLED-RSS定位算法及PDR惯导定位算法针对实际测距或预测测距进行双重测距计算;
该路径计算方法采用LED光源作为信号的发射端,提供照明的同时向外发送调制后的光信号;采用PDR惯导定位算法进行辅助惯导定位;服务机器人采用的PDR惯导定位算法针对相对位移时辅助光信号进行行动定位;
该路径计算方通过RHLED-RSS定位算法、PDR惯导定位算法获取服务机器人的实时位置,再由A-star算法规划机器人到达指定地点的最短路径;
该服务机器人内置红外障碍测距模块,红外障碍测距模块对障碍物进行检测;通过红外障碍测距模块反馈的检测信息由A-star算法进行路径规划及障碍物的规避。
2.根据权利要求1所述的基于可见光定位的服务机器人运行路径计算方法,其特征在于:所述的A-star算法采用启发式搜索方式选择合适的启发函数,
针对各扩展节点的代价值进行计算和评估,由下式计算估价函数:
f(n)=g(n)+h(n)
式中,f(n)为估价函数,是起点经过节点n到达终点的最优估计值;g(n)是从初始节点到节点n的实际消耗;h(n)是从节点n到目标点的估计消耗;
通过计算得到的估价函数通过下式计算出地图规划的启发函数:
h(n)=|Xi-Xj|+|Yi-Yj|
式中Xi,Yi和Xj,Yj表示地图中位置i和位置j的二维坐标。
3.根据权利要求2所述的基于可见光定位的服务机器人运行路径计算方法,其特征在于:所述的A-star算法中采用openlist列表与closelist列表记录节点的状态;
openlist列表用于记录以被A-star算法计算并未扩展的节点;
closelist列表用于记录已被扩展的节点;
A-star算法中通过计算得到的个节点估价函数f(n)应用于openlist列表,该openlist列表针对各节点估价函数f(n)值大小进行排序,删除f(n)值最小的节点,并添加到closelist列表中对其进行扩展依次循环,直到搜索到目标节点。
4.根据权利要求1所述的基于可见光定位的服务机器人运行路径计算方法,其特征在于:所述的PDR惯导定位算法从服务机器人中的传感器获取测量向量,该传感器为速度计、重力计、磁力计、陀螺仪;
该PDR惯导定位算建立初始时刻机器位于位置s0,并在定位坐标系中建立坐标为(x0,y0);服务机器人移动一步后则更新坐标为(x1,y1),通过如下方程计算服务机器人在室内的方坐标:
式中l1为运动的距离,运θ1为动方向角,i为步数。
5.根据权利要求1所述的基于可见光定位的服务机器人运行路径计算方法,其特征在于:所述的RHLED-RSS定位算法中建立服务机器人所处三维空间中点r的坐标(xr,yr,zr),并设定发射端Txi的距离分别为(dc1,dc2,dc3);通过如下方程获取服务机器人的位置坐标:
式中r为三维空间中的点。
6.根据权利要求1所述的基于可见光定位的服务机器人运行路径计算方法,其特征在于:所述的LED光源为7个,所述的7个LED光源成正六边形形状进行排布。
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