基于藍(lán)牙基站和激光傳感器的機(jī)器人繪制地圖和定位的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及定位技術(shù)，特別涉及一種基于藍(lán)牙基站和激光傳感器的機(jī)器人繪制地圖和定位的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的服務(wù)型機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于人們的工作生活中。但是室內(nèi)服務(wù)型機(jī)器人設(shè)備通常在沒有或很少來自用戶或操作人員操作的環(huán)境內(nèi)行走。而對于許多家庭或商業(yè)用途而言，能夠?qū)崿F(xiàn)或便于室內(nèi)機(jī)器人自主定位導(dǎo)航進(jìn)行移動控制的要求則趨向更簡便靈活。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，為了有效地判斷位置并使移動機(jī)器人移動，需要移動機(jī)器人生成機(jī)器人正在移動的空間的地圖，并需要識別機(jī)器人在空間中的位置。在工業(yè)領(lǐng)域，由于有嚴(yán)格的工作流程和工作位置，若想讓機(jī)器人到達(dá)某一目標(biāo)附近，一種方法是在機(jī)器人的軌跡地圖上標(biāo)記該目標(biāo)的工作位置，讓機(jī)器人到達(dá)其工作位置即可。這種方式限制了目標(biāo)的移動，在類似于餐館或車間等固定臺桌的場地中是比較合適的，一旦目標(biāo)位置發(fā)生了移動，機(jī)器人便無法到達(dá)指定目標(biāo)。還一種解決方法是地面上貼上磁條，機(jī)器人按照磁條路徑行進(jìn)，到達(dá)磁條上得某一目標(biāo)附近。因為無法確定目標(biāo)的位置，所以根據(jù)提前設(shè)定行進(jìn)距離來進(jìn)行標(biāo)記餐桌或工位。此外，在服務(wù)型機(jī)器人市場領(lǐng)域，在機(jī)器人安裝聲納傳感器，或是在被追蹤目標(biāo)身上佩戴相應(yīng)的模塊，以及利用機(jī)器人上的激光儀器采用激光掃描來對前方的物體進(jìn)行3D檢測實現(xiàn)定位，但上面的定位都是在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)被追蹤目標(biāo)的前提下進(jìn)行的。此夕卜，在機(jī)器人身上安裝全球定位系統(tǒng)(Global Posit1ning System,GPS)模塊，被追蹤目標(biāo)上也設(shè)置具有GPS功能的設(shè)備，則被追蹤目標(biāo)上的GPS設(shè)備會將其位置坐標(biāo)實時的同步到服務(wù)器上，機(jī)器人從服務(wù)器獲取該被追蹤目標(biāo)的GPS位置坐標(biāo)，結(jié)合自身的GPS位置坐標(biāo)，判斷移動的方向和距離。但這種方式主要用于飛行器，或在開闊的室外環(huán)境中運(yùn)行的陸地機(jī)器人，在室內(nèi)或建筑物比較密集的環(huán)境中會存在很大的位置誤差。而室內(nèi)的機(jī)器人更多的運(yùn)行與室內(nèi)或建筑較密集的環(huán)境中，使用GPS無法滿足機(jī)器人定位被追蹤目標(biāo)的要求。
[0004]目前，移動機(jī)器人的范圍覆蓋著從火星探測器上的旅居者到博物館的導(dǎo)航機(jī)器人，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V。一個自主移動機(jī)器人必須能夠自主地與環(huán)境進(jìn)行交互，在機(jī)器人導(dǎo)航研宄中，機(jī)器人要能夠用它的傳感器進(jìn)行測量，然后利用這些測量信號確定它與環(huán)境之間的關(guān)系，這個過程叫做機(jī)器人的地圖修正。Simultaneous localizat1n and mapping,也叫CML (Concurrent Mapping and Localizat1n),即時定位與地圖修正，或并發(fā)建圖與定位。機(jī)器人地圖修正問題可以這樣解釋:從任意位置開始，一個移動機(jī)器人應(yīng)該能夠用它所帶的傳感器探索環(huán)境，獲得有關(guān)環(huán)境的知識，解釋場景，修正合適的地圖。在自主移動機(jī)器人領(lǐng)域，地圖修正的方法大致可分為三類:柵格表示、幾何信息表示和拓?fù)鋱D表示。
[0005]1、柵格表示，把地圖分為相同大小的柵格，指出每個柵格是否有障礙物，這種方法在環(huán)境范圍較大的時候維護(hù)代價太大，實時運(yùn)行困難；
[0006]2、幾何信息表示，從機(jī)器人對環(huán)境的感知信息中提取出幾何圖形例如線段，曲線。這種方法在廣域環(huán)境中難以維持精確的信息，生成幾何信息需要對感知到的信息做額外的處理，并且要積累一定的量；
[0007]3、拓?fù)鋱D表不，將環(huán)境表不未一張拓?fù)湟饬x的圖，圖中的節(jié)點對應(yīng)環(huán)境中的一個特征狀態(tài)、地點，如果兩節(jié)點間存在直接連通的路徑則表示為連接兩節(jié)點的圓弧。這種方法是建立在對拓?fù)涔?jié)點的識別基礎(chǔ)上的，如果環(huán)境中有相似的地方很難區(qū)分。
[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)中，自主移動機(jī)器人通過激光傳感器來進(jìn)行地圖修正，存在地圖偏移、地圖不準(zhǔn)、地圖定位運(yùn)算效率低下的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何通過藍(lán)牙定位和機(jī)器人修正地圖，從而解決現(xiàn)有機(jī)器人利用激光傳感器掃描地圖存在的不準(zhǔn)確和有偏差的問題。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種基于藍(lán)牙基站和激光傳感器的機(jī)器人繪制地圖和定位的方法，該方法包括如下步驟:
[0011]獲取預(yù)設(shè)區(qū)域的初始地圖信息；
[0012]在整體區(qū)域內(nèi)設(shè)置η行η列的多個子區(qū)域，并在所述多個子區(qū)域中分別設(shè)置多個藍(lán)牙基站；
[0013]獲取所述每個子區(qū)域和藍(lán)牙基站之間的對應(yīng)關(guān)系；
[0014]實時監(jiān)測機(jī)器人位于所述子區(qū)域中的一個藍(lán)牙基站，獲取機(jī)器人在所述預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的大概位置信息以及所屬的子區(qū)域，在子區(qū)域內(nèi)獲得準(zhǔn)確的定位信息；
[0015]優(yōu)選地，所述獲取預(yù)設(shè)區(qū)域的初始地圖信息具體包括:
[0016]接收所述機(jī)器人發(fā)送的地圖信息，所述地圖信息是所述機(jī)器人通過在所述預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)移動測量生成的。
[0017]優(yōu)選地，所述獲取每個子區(qū)域與藍(lán)牙基站之間的對應(yīng)關(guān)系具體包括:
[0018]獲取子區(qū)域的位置信息和藍(lán)牙基站的信息之間的對應(yīng)關(guān)系。
[0019]優(yōu)選地，所述實時監(jiān)測機(jī)器人位于所述子區(qū)域中的一個藍(lán)牙基站，獲取機(jī)器人在所述預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的大概位置信息以及所屬的子區(qū)域具體包括:
[0020]機(jī)器人實時監(jiān)測位于所述子區(qū)域中的一個藍(lán)牙基站；
[0021]機(jī)器人根據(jù)藍(lán)牙基站的位置信息定位到一個子區(qū)域；
[0022]在所述子區(qū)域內(nèi)通過激光掃描獲取位置信息，構(gòu)建所述子區(qū)域地圖信息和獲取在這個地圖信息中得實時位置；
[0023]通過不斷區(qū)域地圖疊加拼湊一個整體地圖；在獲得定位信息上，通過藍(lán)牙基站定位到子區(qū)域，在子區(qū)域的地圖中通過激光掃描得到具體的坐標(biāo)值。
[0024]另一方面，本發(fā)明還同時提供一種基于藍(lán)牙基站和激光傳感器的機(jī)器人繪制地圖和定位的系統(tǒng)，包括:機(jī)器人、服務(wù)器和藍(lán)牙基站；
[0025]機(jī)器人在預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)移動測量，獲取預(yù)設(shè)區(qū)域的初始地圖信息；
[0026]在整體區(qū)域內(nèi)設(shè)置η行η列的多個子區(qū)域，并在所述多個子區(qū)域中分別設(shè)置多個藍(lán)牙基站；
[0027]服務(wù)器獲取所述每個子區(qū)域和藍(lán)牙基站之間的對應(yīng)關(guān)系；
[0028]服務(wù)器實時監(jiān)測機(jī)器人位于所述子區(qū)域中的一個藍(lán)牙基站，獲取機(jī)器人在所述預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的大概位置信息以及所屬的子區(qū)域，在子區(qū)域內(nèi)獲得準(zhǔn)確的定位信息。
[0029]優(yōu)選地，所述服務(wù)器具體用于:
[0030]機(jī)器人實時監(jiān)測位于所述子區(qū)域中的一個藍(lán)牙基站；
[0031]機(jī)器人根據(jù)藍(lán)牙基站的位置信息定位到一個子區(qū)域；
[0032]在所述子區(qū)域內(nèi)通過激光掃描獲取位置信息，構(gòu)建所述子區(qū)域地圖信息和獲取在這個地圖信息中得實時位置；
[0033]通過不斷區(qū)域地圖疊加拼湊一個整體地圖；
[0034]在獲得定位信息上，通過藍(lán)牙基站定位到子區(qū)域，在子區(qū)域的地圖中通過激光掃描得到具體的坐標(biāo)值。
[0035]優(yōu)選地，所述藍(lán)牙基站包括:依次電連接的定位模塊、通訊模塊、藍(lán)牙模塊和電源裝置；
[0036]所述藍(lán)牙基站實時向外界發(fā)出藍(lán)牙信號，所述藍(lán)牙信號中包括各藍(lán)牙基站的標(biāo)識信息和坐標(biāo)信息。
[0037]優(yōu)選地，服務(wù)器接收上傳的藍(lán)牙基站的信息，