[发明专利]一种用于室内行走机器人有限路径定位装置及方法

权利要求书

1.一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：包括微处理器、红外摄像机和N个互不相同的红外光图形，N≥3；

所述红外摄像机与所述微处理器相连，用于测量红外光图形并发送至微处理器；

各红外光图形均布置在机器人行走路径上方，且各红外光图形之间的位置必须满足红外摄像机一次至少测量到K个红外光图形，K≥2；

所述微处理器内设有由N个互不相同的红外光图形组成的坐标系，并基于接收到的红外光图形数据计算出机器人的位置，完成定位。

2.根据权利要求1所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于，所述机器人行走路径包括路径中心线，以及设于所述路径中心线两侧的边界线。

3.根据权利要求1所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：各红外光图形布置在机器人行走路径上方的室内天花板上。

4.根据权利要求1所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：所述用于室内行走机器人有限路径定位装置还包括里程计，所述里程计用于安装在机器人上，且与所述微处理器相连，二者配合实现机器人的区域定位。

5.根据权利要求1所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：所述基于接收到的红外光图形数据计算出机器人的位置，具体为：

当红外摄像机视窗中采集到红外光图形J_i和红外光图形J_i+1时，连续记录机器人行走过程中的多个与红外光图形J_i对应的第一图形数据T_i,1,T_i,2,…T_i,m和以及与红外光图形J_i+1对应的第二图形数据T_i+1,1,T_i+1,2,…T_i+1,m，计算出各图形数据T_i,1,T_i,2,…T_i,m与图形数据T_i+1,1,T_i+1,2,…T_i+1,m的最大间距，并筛选出对应的第一图形数据和第二图形数据；

基于筛选出的第一图形数据和第二图形数据，结合红外光图形组成的坐标系，计算出红外摄像机的位置和方向，即机器人的位置和方向。

6.根据权利要求5所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，其特征在于：定义第一图形数据图形中心位置在红外摄像机中可视框中的坐标是(X_i,Y_i)，第二图形数据图形中心位置在红外摄像机中可视框中的坐标是(X_i+1,Y_i+1)，则第一图形数据与第二图形数据之间的间距的计算公式为：

R＝[(X_i-X_i+1)*(X_i-X_i+1)+(Y_i-Y_i+1)*(Y_i-Y_i+1)]^1/2。

7.一种用于室内行走机器人有限路径定位方法，其特征在于，包括：

利用微处理器控制机器人在行走路径上行走；

利用红外摄像机测量位于行走路径上方的红外光图形并发送至微处理器；各红外光图形均布置在机器人行走路径上方，且各红外光图形之间的位置必须满足红外摄像机一次至少测量到K个红外光图形，K≥2；

微处理器基于其内设的由N个互不相同的红外光图形组成的坐标系，以及接收到的红外光图形数据，计算出机器人的位置，完成定位。

8.根据权利要求7所述的一种用于室内行走机器人有限路径定位方法，其特征在于，所述机器人行走路径包括路径中心线，以及设于所述路径中心线两侧的边界线；所述用于室内行走机器人有限路径定位装置还包括里程计，所述里程计用于安装在机器人上，且与所述微处理器相连，二者配合实现机器人的区域定位。