[发明专利]一种物流机器人室内定位建图系统及方法

权利要求书

1.一种物流机器人室内定位建图系统，其特征在于：包括：里程计模块、图优化模块、测距及误差分析模块、建图模块和物流机器人，所述里程计模块通过激光与加速度、陀螺仪、地磁计算出精准的位置信息后输出给后端图优化模块进行优化；所述测距及误差分析模块通过激光测距模块和红外测距模块实现，所述建图模块通过里程计模块和测距及误差分析模块采集的信息建立地图。

2.根据权利要求1所述的一种物流机器人室内定位建图系统，其特征在于：所述测距及误差分析模包括激光测距模块和红外测距模块，

所述激光测距模块包括基于信号飞行时间法即TOF和基于接收信号时间差法即TDOA，所述基于信号飞行时间法靠数据包在两个模块间往返的时间差来计算待测目标的距离；

所述基于接收信号时间差法通过信号到达时间差测距即TDOA，通过测量两个不同基站接收信号的时间差值，乘以信号的传播速度c得到定位标签到基站的距离差，求解距离差方程组得出定位标签的位置坐标，具体来说：选定基准基站，其他定位基站以基准基站为标准，基站间进行完全时钟同步，测出定位标签发射的信号到基准基站与其他基站的时间差，得出TDOA值，基站位置坐标固定不变，以基准基站与其他定位基站为焦点画出双曲线，标签的位置坐标为几组双曲线的交点。

3.根据权利要求2所述的一种物流机器人室内定位建图系统，其特征在于：所述红外测距模块的具体原理为：光源发出的光线经透镜L1聚焦后向外发出，当光线碰到障碍物时，反射回来，到达接收端，反射光通过透镜L2聚焦到光敏器件上，形成一个入射光点D，若透镜L1和L2间的中心距离为b，透镜到光敏器件的距离为f，聚焦在光敏器件上的光斑D与感光元件中心C之间的距离为x，则根据三角形相似原理，可得出待测距离h：h＝bf/x，式中b、f是传感器的已知参数。

4.根据权利要求3所述的一种物流机器人室内定位建图系统，其特征在于：所述建图模块基于八叉树的地图表示方法Octomap实现地图建模。

5.一种物流机器人室内定位建图方法，其特征在于：

S100、通过激光与加速度、陀螺仪、地磁实现三重里程计模块，

S200、通过激光雷达与红外技术进行双重测距检测与误差分析；

S300、依据上述步骤采集的信息基于八叉树的地图表示方法Octomap实现地图建模建立地图。

6.根据权利要求5所述的一种物流机器人室内定位建图方法，其特征在于：所述步骤S200中，激光雷达测距模包括基于信号飞行时间法即TOF和基于接收信号时间差法即TDOA，所述基于信号飞行时间法靠数据包在两个模块间往返的时间差来计算待测目标的距离；

所述基于接收信号时间差法通过信号到达时间差测距即TDOA，通过测量两个不同基站接收信号的时间差值，乘以信号的传播速度c得到定位标签到基站的距离差，求解距离差方程组得出定位标签的位置坐标，具体来说：选定基准基站，其他定位基站以基准基站为标准，基站间进行完全时钟同步，测出定位标签发射的信号到基准基站与其他基站的时间差，得出TDOA值，基站位置坐标固定不变，以基准基站与其他定位基站为焦点画出双曲线，标签的位置坐标为几组双曲线的交点。

7.根据权利要求6所述的一种物流机器人室内定位建图方法，其特征在于：

所述红外测距的具体原理为：光源发出的光线经透镜L1聚焦后向外发出，当光线碰到障碍物时，反射回来，到达接收端，反射光通过透镜L2聚焦到光敏器件上，形成一个入射光点D，若透镜L1和L2间的中心距离为b，透镜到光敏器件的距离为f，聚焦在光敏器件上的光斑D与感光元件中心C之间的距离为x，则根据三角形相似原理，可得出待测距离h：h＝bf/x，式中b、f是传感器的已知参数。