[发明专利]灯塔式平面运动空间移动目标自定位系统及自定位方法

说明书

一种灯塔式平面运动空间移动目标自定位系统，有设置在信号发射塔底座上的无线信号发射及控制驱动单元和与无线信号发射及控制驱动单元发射端相连的无线信号发射天线，无线信号发射及控制驱动单元上连接有内置旋转编码器的直流减速电机，直流减速电机的输出轴连接激光发射器，直流减速电机的输出轴上安装有的导电滑环；设置在移动平台上的激光接收柱安装底座和与激光接收柱安装底座相连的无线信号接收及位置解算单元，激光接收柱安装底座上设置有三个光电转换单元，每个光电转换单元上连接有一个用于接收激光发射器发射的激光信号的激光接收柱，无线信号接收及位置解算单元上连接有接收天线。本发明可满足激光可视距离范围内多个移动机器人的自定位需求。

技术领域

本发明涉及一种运动物体自定位方法。特别是涉及一种灯塔式平面运动空间移动目标自 定位系统及自定位方法。

背景技术

随着经济发展和科技进步，智能移动机器人的应用越来越广泛，已经进入人们的日常工 作和生活，或陆续进入公众视线，例如工厂里的AGV输送小车，以及各种各样新兴发展的移 动式服务机器人，包括扫地机器人、智能轮椅、送餐机器人、送快递机器人、家庭陪伴机器 人等。

上述这些面向生产和服务的移动机器人，其共同的底层核心技术之一是自定位。自定位 是导航、任务规划等其他一切高层事务的基础和根本，属于底层核心技术，也是一大难点。 快速、准确地实现自定位对于提高移动机器人的自主性和灵活性有着特别重要的意义。

常见的自定位方法有航位推算、电磁导航、GPS定位、路标定位^[1,2]、WiFi/UWB/蓝牙网 络定位^[3-7]、基于视觉或激光测距仪的SLAM定位^[8-12]等。其中，航位推算虽然简单，成本低 廉，但单一使用该方法会产生很大的累计误差；电磁导航简单且比较成熟，成本虽低，但需 要事先在地面铺设磁性导航线，比较麻烦，常用于行走路径固定不变的情况，例如工厂AGV 小车等；GPS定位通常用于室外环境，不使用差分方式精度太低，使用差分方式相应的设备 较为昂贵；路标定位需要事先安放多个路标，以便被机器人上装载的特定的传感器感知，如 视觉定位传感器^[2]和激光定位传感器^[1]，以确定机器人在环境中的位姿；利用WiFi/UWB/蓝 牙等媒介进行定位，其信号容易衰减，精度较低；利用视觉或激光测距仪的SLAM定位方法 计算复杂度高，对机器人机载的计算机性能要求高，设备成本也比较高，目前在大场景下其 实时性也不是很好。

综上所述，以上诸多方法虽有其独到的一面，但或需要事先改造环境，或定位精度太低 不能满足要求，或成本太高，在要求价格低廉、精度较高的普通应用场景中无法满足移动机 器人自定位需求。

文献[1]董再励，王光辉.自主移动机器人激光全局定位系统研究.机器人,2000,22(3): 207-210.

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