室外移动机器人超宽带定位系统初始化方法技术方案

公开一种室外移动机器人超宽带定位系统初始化方法，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，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；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；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，所述的充电基座，第二超宽带标签和第三超宽带标签等间距设置，所述的处理器用于执行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坐标系。标系。标系。

【技术实现步骤摘要】
室外移动机器人超宽带定位系统初始化方法


[0001]本专利技术涉及一种室外移动机器人超宽带定位系统初始化方法，属于移动机器人领域。

技术介绍

[0002]超宽带无线通信是一种不用载波，而采用时间间隔极短（小于1ns）的脉冲进行通信，因此也称为脉冲无线电通信，可以应用于移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。超宽带定位技术一般采用飞行时间法（ToF）进行测距，根据电磁波信号在基站和标签之间的飞行时间计算两个收发模块之间的距离，在工作环境中布置多个位置已知的定位标签，需要定位的人员或者设备携带定位基站，定位基站按照一定的顺序测量自身与定位标签的距离，通过一定的算法精确计算定位基站的位置。这种定位方式具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点，但是定位标签的位置需要预先测量，这给系统应用带来一定困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足之处，实现室外移动机器人自动计算超宽带标签的位置，并建立坐标系，为室外移动机器人提供精确定位的基础。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：室外移动机器人超宽带定位系统初始化方法，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，所述的运动工作平台在顶部设置超宽带基站天线，所述的运动工作平台内部设置电子装置，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，所述的处理器用于执行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：(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l
02
，与所述的第三超宽带标签进行测距，获得距离l
03
；(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l
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，l
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，l
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，并进行保存，i=1，2，3.....，代表测量的序号；(3)当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；(4)对所有保存的数据，计算|l
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‑
l
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|，比较出最小值，得到i=m，|l
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‑
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|为最小值；计算|l
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‑
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|，比较出最小值，得到i=n，|l
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n3
|为最小值；计算|l
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‑
l
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|，比较出最小值，得到i=q，|l
q1
‑
l
q2
|为最小值，其中m，n，q为i的具体值；(5)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角的角度θ1=arccos{[(l
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)2+(l
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)2‑
(l
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)2]/(2
·
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)}+arccos{[(l
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)2]/(2
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)}；计算所述的第二超宽带标签和第三超宽带标签之间的距离l
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=；(6)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，以所述的第二超宽带标签为顶点的角的角度θ2=arccos{[(l
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)2+(l
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)}；计算所述的第一超宽带标签和第三超宽带标签中间的距离l
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=；(7)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，以所述的第三超宽带标签为顶点的角的角度θ3=arccos{[(l
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)2+(l
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)2+(l
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)2‑
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l
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·
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)}；计算所述的第一超宽带标签和第二超宽带标签中间的距离l
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=；(8)重新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角的角度θ1=arccos{[(l
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)2+(l
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)2‑
(l
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)2]/(2
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l
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l
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)}。
[0005]所述的定位系统初始化方法还包括极坐标系建立方法：以所述的第一超宽带标签为极点，以所述的第一超宽带标签和第二超宽带标签所在直线为极轴，指向所述的第二超宽带标签，建立极坐标系，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(l
12
,0)，所述的第三超宽带标签的坐标为(l
13
,θ1)。
[0006]可选的，所述的定位系统初始化方法还包括直角坐标系建立方法：以所述的第一超宽带标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.室外移动机器人超宽带定位系统初始化方法，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，所述的运动工作平台在顶部设置超宽带基站天线，所述的运动工作平台内部设置电子装置，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，其特征在于：所述的处理器用于执行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：(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l
02
，与所述的第三超宽带标签进行测距，获得距离l
03
；(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l
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，l
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，l
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，并进行保存，i=1，2，3.....，代表测量的序号；(3)当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；(4)对所有保存的数据，计算|l
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|，比较出最小值，得到i=m，|l
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|为最小值；计算|l
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|，比较出最小值，得到i=n，|l
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n3
|为最小值；计算|l
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|，比较出最小值，得到i=q，|l
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q2
|为最小值，其中m，n，q为i的具体值；(5)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角的角度θ1=arccos{[(l
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)2+(l
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)}+arccos{[(l
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)2+(l
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(l
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)}；计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClG零一S五零二，
申请(专利权)人：杭州晶一智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：