[发明专利]基于超宽带技术的室外移动机器人定位系统和定位方法在审
| 申请号： | 202111206174.X | 申请日： | 2021-10-16 |
| 公开（公告）号： | CN113985350A | 公开（公告）日： | 2022-01-28 |
| 发明（设计）人： | 不公告发明人 | 申请（专利权）人： | 杭州晶一智能科技有限公司 |
| 主分类号： | G01S5/02 | 分类号： | G01S5/02;H04W64/00 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 310013 浙江省杭州市西湖*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 宽带 技术 室外 移动 机器人 定位 系统 方法 | ||
1.基于超宽带技术的室外移动机器人定位系统和定位方法，所述的室外移动机器人包括运动工作平台，以及设置在工作区域边缘的充电基座，其特征在于：所述的运动工作平台在顶部设置超宽带基站天线，内部设置电子装置，所述的电子装置包括进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的超宽带基站，所述的超宽带基站的信号端连接所述的超宽带基站天线，与所述的处理器连接的WiFi模块，用于与用户手机连接；所述的充电基座的顶部设置第一超宽带标签天线，内部设置第一超宽带标签，所述的第一超宽带标签的信号端连接所述的第一超宽带标签天线；还包括设置在工作区域边缘的第二超宽带标签和第三超宽带标签，所述的第二超宽带标签的信号端连接第二超宽带标签天线，所述的第三超宽带标签的信号端连接第三超宽带标签天线，所述的充电基座，第二超宽带标签和第三超宽带标签等间距设置，形成一个等边三角形；所述的处理器用于执行所述的定位方法，所述的定位方法包括定位系统初始化方法和机器人自定位方法。
2.根据权利要求1所述的基于超宽带技术的室外移动机器人定位系统和定位方法，其特征在于：所述的定位系统初始化方法用于所述的室外移动机器人正式使用之前建立直角坐标系，确定所述的充电基座，第二超宽带标签和第三超宽带标签的坐标，包括以下步骤：
(2-1)当所述的室外移动机器人位于所述的充电基座内时，所述的处理器控制所述的超宽带基站与所述的第二超宽带标签进行测距，获得距离l02，与所述的第三超宽带标签进行测距，获得距离l03；
(2-2)所述的室外移动机器人通过所述的WiFi模块与用户的手机建立连接，用户通过手机控制所述的室外移动机器人沿着工作区域边缘运动，进行环境边界学习；同时所述的处理器每隔固定周期T控制所述的超宽带基站分别与所述的第一超宽带标签、第二超宽带标签和第三超宽带标签进行测距，获得距离li1，li2，li3，并进行保存，i=1，2，3.....，代表测量的序号；当所述的所述的室外移动机器人回到所述的充电基座，完成环境边界学习；
(2-3)对所有保存的数据，计算|li2-li3|，比较出最小值，得到i=I，|lI2-lI3|为最小值；计算所述的第一超宽带标签，第二超宽带标签和第三超宽带标签组成的三角形中，以所述的第一超宽带标签为顶点的三角形角度θ=arccos{[(l02)2+(lI1)2-(lI2)2]/(2l02lI1)}+arccos{[(l03)2+(lI1)2-(lI3)2]/(2l03lI1)}；
(2-4)建立直角坐标系：以所述的第一超宽带标签为原点，以所述的第一超宽带标签和第二超宽带标签所在直线为x轴，指向所述的第二超宽带标签，因此所述的第一超宽带标签的坐标为(0,0)，所述的第二超宽带标签的坐标为(l02,0)，所述的第三超宽带标签的坐标为(l03·cosθ,l03·sinθ)；
(2-5)将环境边界学习过程中的测量数据li1，li2，li3，转换为坐标数据(xi,yi)：
首先建立方程：
(xi)2+(yi)2=(li1)2
(xi-l02)2+(yi)2=(li2)2
(xi-l03·cosθ)2+(yi-l03·sinθ)2=(li3)2
解方程得到
xi=[(l02)2+(li1)2-(li2)2]/(2·l02)
yi=-{(li3)2-(li1)2-(l03)2+l03·(cosθ)·[(l02)2+(li1)2-(li2)2]/l02}/(2·l03·sinθ)
=-[(li3)2-(li1)2-(l03)2]/(2·l03·sinθ)-(ctanθ)·[(l02)2+(li1)2-(li2)2]/(2·l02)。
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