一種機(jī)器人自主導(dǎo)航方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種機(jī)器人自主導(dǎo)航方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的快速發(fā)展，機(jī)器協(xié)助或代替人工完成很多枯燥、繁瑣和危險(xiǎn)的 工作。在機(jī)器人工作時(shí)，需要機(jī)器人按照正確的軌跡運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，從而完成指定的工 作。
[0003] 特別是在變電站環(huán)境中，在一些關(guān)鍵設(shè)備處，需要對(duì)該些設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行巡 檢，例如：儀表數(shù)據(jù)的讀取、電力設(shè)施溫度數(shù)據(jù)的讀取、刀閩狀態(tài)的識(shí)別等。由于存在高壓電 或者強(qiáng)電磁，對(duì)人的身體可能會(huì)造成危害，人工不能到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因而采用機(jī)器人代替 人工進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0004] 在機(jī)器人對(duì)變電站中的待檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中，準(zhǔn)確對(duì)機(jī)器人進(jìn)行定位， 使機(jī)器人不偏離正確的軌跡，才能準(zhǔn)確進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前，現(xiàn)有的定位技術(shù)包括GPS、紅外線、 超聲波、WIFI、藍(lán)牙等。其中GI^S是目前應(yīng)用最廣泛的室外定位技術(shù)，其衛(wèi)星有效覆蓋范 圍大，定位導(dǎo)航信號(hào)免費(fèi)，但是，GI^S定位精度范圍在5m-20m，且其定位信號(hào)不能穿透建筑 物；紅外線只適合短距離傳播，而且容易被巧光燈或者房間內(nèi)的燈光干擾，在精確定位上有 局限性；超聲波受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響很大；WIFI和藍(lán)牙定位主要應(yīng)用于小范圍定 位，且存在有定位誤差不穩(wěn)定，受噪聲信號(hào)干擾大的缺點(diǎn)。
[0005] 由于在變電站環(huán)境中，受強(qiáng)電磁干擾、信號(hào)傳輸過程中的非視距傳輸、多徑干擾、 信號(hào)衰落等的影響，采用上述現(xiàn)有的定位方法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行定位實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，因?yàn)樵撔?定位方法本身的特點(diǎn)和缺陷，使得對(duì)變電站中進(jìn)行巡檢的機(jī)器人進(jìn)行定位時(shí)準(zhǔn)確性差，進(jìn) 而使得機(jī)器人偏離正確的運(yùn)動(dòng)軌跡，無法完成對(duì)待檢測(cè)對(duì)象的巡檢工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種機(jī)器人自主導(dǎo)航方法、裝置及系統(tǒng)，用W解決現(xiàn)有技術(shù)中 存在的機(jī)器人自主導(dǎo)航定位精度低的問題。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種機(jī)器人自主導(dǎo)航方法，包括：
[000引從預(yù)先確定的機(jī)器人導(dǎo)航的軌跡點(diǎn)集合中選取一個(gè)軌跡點(diǎn)作為機(jī)器人運(yùn)行的當(dāng) 前軌跡點(diǎn)；
[0009] 從機(jī)器人運(yùn)行的當(dāng)前軌跡點(diǎn)開始，對(duì)當(dāng)前軌跡點(diǎn)進(jìn)行下一個(gè)軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)預(yù)測(cè)， 得到下一個(gè)軌跡點(diǎn)的預(yù)測(cè)坐標(biāo)；
[0010] 確定所述下一個(gè)軌跡點(diǎn)的預(yù)測(cè)坐標(biāo)與所述預(yù)先確定的機(jī)器人導(dǎo)航的軌跡點(diǎn)集合 中下一個(gè)軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)的差值；
[0011] 根據(jù)所述差值與闊值的大小關(guān)系，確定所述機(jī)器人的下一個(gè)軌跡點(diǎn)坐標(biāo)，調(diào)整所 述機(jī)器人的運(yùn)行方向向確定的下一個(gè)軌跡點(diǎn)運(yùn)行，并將確定的下一個(gè)軌跡點(diǎn)坐標(biāo)作為當(dāng)前 軌跡點(diǎn)，對(duì)所述機(jī)器人運(yùn)行的下一個(gè)位置的軌跡點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)預(yù)測(cè)，重復(fù)執(zhí)行直至所述機(jī)器 人導(dǎo)航結(jié)束。。
[0012] 通過本發(fā)明實(shí)施例提供的上述方法，由于在機(jī)器人導(dǎo)航過程中對(duì)機(jī)器人運(yùn)行的當(dāng) 前軌跡點(diǎn)進(jìn)行下一個(gè)導(dǎo)航軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)預(yù)測(cè)，并通過將預(yù)測(cè)坐標(biāo)與預(yù)先確定的軌跡點(diǎn)坐標(biāo) 的差值與闊值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，對(duì)預(yù)測(cè)坐標(biāo)進(jìn)行校正，提高了機(jī)器人在自主導(dǎo)航時(shí) 的定位精度，從而使得機(jī)器人能夠按照正確的軌跡運(yùn)動(dòng)。
[0013] 進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述差值與闊值的大小關(guān)系，確定所述機(jī)器人的下一個(gè)軌跡 點(diǎn)坐標(biāo)，調(diào)整所述機(jī)器人的運(yùn)行方向向確定的下一個(gè)軌跡點(diǎn)運(yùn)行，并將確定的下一個(gè)軌跡 點(diǎn)坐標(biāo)作為當(dāng)前軌跡點(diǎn)，對(duì)所述機(jī)器人運(yùn)行的下一個(gè)位置的軌跡點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)預(yù)測(cè)，重復(fù)執(zhí) 行直至所述機(jī)器人導(dǎo)航結(jié)束，具體包括：
[0014] 當(dāng)所述差值小于等于闊值時(shí)，所述機(jī)器人向所述預(yù)測(cè)坐標(biāo)運(yùn)行，并在運(yùn)行至所述 預(yù)測(cè)坐標(biāo)處時(shí)，W所述預(yù)測(cè)坐標(biāo)作為當(dāng)前軌跡點(diǎn)，對(duì)所述機(jī)器人運(yùn)行的下一位置的軌跡點(diǎn) 進(jìn)行坐標(biāo)預(yù)測(cè)，重復(fù)執(zhí)行直至所述機(jī)器人導(dǎo)航結(jié)束；
[0015] 當(dāng)所述差值大于闊值時(shí)，所述機(jī)器人向所述預(yù)測(cè)坐標(biāo)和所述預(yù)先確定的機(jī)器人導(dǎo) 航的軌跡點(diǎn)集合中下一個(gè)軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)的加權(quán)平均值坐標(biāo)運(yùn)行，并在運(yùn)行至所述加權(quán)平均 值坐標(biāo)處時(shí)，W所述加權(quán)平均值坐標(biāo)作為當(dāng)前軌跡點(diǎn)，對(duì)所述機(jī)器人運(yùn)行的下一位置的軌 跡點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)預(yù)測(cè)，重復(fù)執(zhí)行直至所述機(jī)器人導(dǎo)航結(jié)束。
[0016] 進(jìn)一步的，預(yù)先確定機(jī)器人導(dǎo)航的軌跡點(diǎn)集合，具體包括：
[0017] 根據(jù)機(jī)器人與已知坐標(biāo)的至少S個(gè)基站之間的距離，確定機(jī)器人按照預(yù)設(shè)軌跡運(yùn) 行的各軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)；
[0018] 將從所述各軌跡點(diǎn)中選取的有效點(diǎn)確定為機(jī)器人導(dǎo)航的軌跡點(diǎn)集合。
[0019] 進(jìn)一步的，將從所述各軌跡點(diǎn)中選取的有效點(diǎn)確定為機(jī)器人導(dǎo)航的軌跡點(diǎn)集合， 具體包括：
[0020] 從第一個(gè)軌跡點(diǎn)開始，將與該點(diǎn)相隔預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)確定為有效點(diǎn)，并W該有效點(diǎn) 作為新的起點(diǎn)，直至確定所有的有效點(diǎn)；
[0021] 將所有的有效點(diǎn)和關(guān)鍵位置對(duì)應(yīng)的軌跡點(diǎn)確定為機(jī)器人導(dǎo)航的軌跡點(diǎn)集合，所述 關(guān)鍵位置為所述機(jī)器人對(duì)待檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)的位置。
[0022] 進(jìn)一步的，所述對(duì)當(dāng)前軌跡點(diǎn)進(jìn)行下一個(gè)軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)預(yù)測(cè)方式為卡爾曼濾波預(yù) 測(cè)方式。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種機(jī)器人自主導(dǎo)航裝置，包括：
[0024] 選取單元，用于從預(yù)先確定的機(jī)器人導(dǎo)航的軌跡點(diǎn)集合中選取一個(gè)軌跡點(diǎn)作為機(jī) 器人運(yùn)行的當(dāng)前軌跡點(diǎn)；
[0025] 預(yù)測(cè)單元，用于從機(jī)器人運(yùn)行的當(dāng)前軌跡點(diǎn)開始，對(duì)當(dāng)前軌跡點(diǎn)進(jìn)行下一個(gè)軌跡 點(diǎn)的坐標(biāo)預(yù)測(cè)，得到下一個(gè)軌跡點(diǎn)的預(yù)測(cè)坐標(biāo)；
[0026] 第一確定單元，用于確定所述下一個(gè)軌跡點(diǎn)的預(yù)測(cè)坐標(biāo)與所述預(yù)先確定的機(jī)器人 導(dǎo)航的軌跡點(diǎn)集合中下一個(gè)軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)的差值；
[0027] 第二確定單元，用于根據(jù)所述差值與闊值的大小關(guān)系，確定所述機(jī)器人的下一個(gè) 軌跡點(diǎn)坐標(biāo)，調(diào)整所述機(jī)器人的運(yùn)行方向向確定的下一個(gè)軌跡點(diǎn)運(yùn)行，并將確定的下一個(gè) 軌跡點(diǎn)坐標(biāo)作為當(dāng)前軌跡點(diǎn)，對(duì)所述機(jī)器人運(yùn)行的下一個(gè)位置的軌跡點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)預(yù)測(cè)，重 復(fù)執(zhí)行直至所述機(jī)器人導(dǎo)航結(jié)束。
[002引通過本發(fā)明實(shí)施例提供的上述裝置，由于在機(jī)器人導(dǎo)航過程中對(duì)機(jī)器人運(yùn)行的當(dāng) 前軌跡點(diǎn)進(jìn)行下一個(gè)導(dǎo)航軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)預(yù)測(cè)，并通過將預(yù)測(cè)坐標(biāo)與預(yù)先確定的軌跡點(diǎn)坐標(biāo) 的差值與闊值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，對(duì)預(yù)測(cè)坐標(biāo)進(jìn)行校正，提高了機(jī)器人在自主導(dǎo)航時(shí) 的定位精度，從而使得機(jī)器人能夠按照正確的軌跡運(yùn)動(dòng)。
[0029] 進(jìn)一步的，所述第二確定單元，具體用于當(dāng)所述差值小于等于闊值時(shí)，所述機(jī)器人 向所述預(yù)測(cè)坐標(biāo)運(yùn)行，并在運(yùn)行至所述預(yù)測(cè)坐標(biāo)處時(shí)，W所述預(yù)測(cè)坐標(biāo)作為當(dāng)前軌跡點(diǎn)，對(duì) 所述機(jī)器人運(yùn)行的下一位置的軌跡點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)預(yù)測(cè)，重復(fù)執(zhí)行直至所述機(jī)器人導(dǎo)航結(jié)束；
[0030] 當(dāng)所述差值大于闊值時(shí)，所述機(jī)器人向所述預(yù)測(cè)坐標(biāo)和所述預(yù)先確定的機(jī)器人導(dǎo) 航的軌跡點(diǎn)集合中下一個(gè)軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)的加權(quán)平均值坐標(biāo)運(yùn)行，并在運(yùn)行至所述加權(quán)平均 值坐標(biāo)處時(shí)，W所述加權(quán)平均值坐標(biāo)作為當(dāng)前軌跡點(diǎn)，對(duì)所述機(jī)器人運(yùn)行的下一位置的軌 跡點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)預(yù)測(cè)，重復(fù)執(zhí)行直至所述機(jī)器人導(dǎo)航結(jié)束。
[0031] 進(jìn)一步的，所述預(yù)測(cè)單元，具體用于根據(jù)機(jī)器人與已知坐標(biāo)的至少=個(gè)基站之間 的距離，確定機(jī)器人按照預(yù)設(shè)軌跡運(yùn)行的各軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)；將從所述各軌跡點(diǎn)中選取的有 效點(diǎn)確定為機(jī)器人導(dǎo)航的軌跡點(diǎn)集合。
[0032] 進(jìn)一步的，所述預(yù)測(cè)單元，具體用于從第一個(gè)軌跡點(diǎn)開始，將