[发明专利]一种基于UWB与IMU融合的多机器人协同定位方法

说明书

本发明公开了一种基于UWB与IMU融合的多机器人协同定位方法，涉及室内定位技术领域。通过目标机器人和其它机器人的IMU模块，获取目标机器人和其它机器人的预测坐标，计算目标机器人与其它机器人之间的距离，作为第一距离；将目标机器人的UWB模块作为定位标签，将其它各个机器人的UWB模块作为定位基站，测量目标机器人与其它机器人之间的距离，作为第二距离；针对第二距离和该第二距离对应的第一距离，确定目标距离；根据多个目标距离和预设定位算法确定目标机器人的位置信息。通过将机器人的UWB模块作为定位基站，定位范围可以随着机器人运动而灵活变化，并使用实际测量距离和估计距离进行定位减少NLOS对定位的影响。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，具体涉及一种基于UWB与IMU融合的多机器人协同定位方法。

背景技术

随着传感器与机器人技术的发展，人们对室内自主移动机器人定位的方案需求越来越高。近年来，在室内定位中应用比较广泛的传感器有激光雷达、摄像头、IMU(InertialMeasurement Unit，惯性测量单元)、编码器、UWB(Ultra Wide Band，超宽带技术)、超声波等。UWB集无线通信与实时感知定位于一体，与其他室内定位技术相比，其具有传输速率高、带宽极宽、功耗低、辐射小、抗干扰能力强、定位精度高等优点，而且其具有较高的性价比。

基于UWB的定位系统，通过安装固定的UWB基站测量UWB基站与机器人上的UWB标签之间的实时距离，进而对该机器人进行定位。而现有技术中，基于UWB的定位系统由于安装固定的UWB基站导致可定位范围非常局限，且由于NLOS(Non Line of Sight，非视距)误差，UWB标签会在受到遮挡的时候造成数据丢失而无法定位。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种基于UWB与IMU融合的多机器人协同定位方法，通过将机器人的UWB模块作为定位基站，使定位范围可以随着机器人运动而灵活变化，并使用实际测量距离和估计距离进行定位减少NLOS对定位的影响。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种基于UWB与IMU融合的多机器人协同定位方法，应用于多机器人协同定位系统的多个机器人中的目标机器人，所述目标机器人为多个机器人中任意一个机器人，所述目标机器人包括UWB模块和IMU模块，所述方法包括：

通过所述目标机器人的IMU模块和其它各个机器人的IMU模块，获取所述目标机器人的预测坐标和其它各个机器人的预测坐标，根据预测坐标计算所述目标机器人与其它各个机器人之间的距离，作为第一距离；

将目标机器人的UWB模块作为定位标签，将其它各个机器人的UWB模块作为定位基站，测量所述目标机器人与其它各个机器人之间的距离，作为第二距离；

针对每一第二距离和该第二距离对应的第一距离，确定该第二距离对应的目标距离；

根据多个目标距离和预设定位算法确定所述目标机器人的当前的位置信息。

可选地，在通过所述目标机器人的IMU模块和其它各个机器人的IMU模块，获取所述目标机器人的预测坐标和其它各个机器人的预测坐标，根据预测坐标计算所述目标机器人与其它各个机器人之间的距离，作为第一距离之前，所述方法还包括：

通过所述目标机器人的IMU模块持续获取所述目标机器人当前的运动动态信息；所述运动动态信息包括所述目标机器人的线速度和角速度；

通过预设航位推演算法、所述运动动态信息和所述目标机器人的初始位置，获得所述目标机器人当前的估计位置；所述估计位置包括所述目标机器人当前的预测坐标和运动航向。

可选地，所述方法还包括：

根据所述目标机器人当前的位置信息，对所述目标机器人的IMU模块进行累积误差矫正。