[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

说明书

本发明公开了一种用于室内行走机器人有限路径定位装置和方法，所述装置包括微处理器、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。本发明采用在机器人行走的路径上方布设多个红外光图案，机器人通过识别到的红外光图形，用以确认机器人所在的位置，实现室内行走机器人有限路径定位目的。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种用于室内行走机器人有限路径定位装置及方法。

背景技术

现有的室内机器人自主行走导航定位大多采用激光雷达SLAM方式或视觉VSLAM方式。激光雷达SLAM方式在复杂的动态环境下，地图信息丧失过大导致无法定位，因而无法定位和导航规划路径。视觉VSLAM方式受限于计算量过大、对环境图纹有依赖，因此机器人成本高、电能消耗大影响机器人续航能力；室内顶部部署二维码，作为视觉VSLAM方式之一，其运算量小也有些应用，但其实施的人工成本高且影响布署现场装饰美观，而二维码标签位置对布署现场也有一定要求，因此也限制了很多场所的应用。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于室内行走机器人有限路径定位装置及方法，通过在机器人行走的路径上方天花板布设有多个红外光图案，机器人识别红外光图形，用以确认机器人所在的位置，实现室内行走机器人有限路径定位目的。

为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种用于室内行走机器人有限路径定位装置，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。