CN105806331A - 一种应用于室内机器人的定位方法和室内机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于室内机器人的定位方法和室内机器人，其中，上述定位方法包括：存储室内地面上的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息；当室内机器人在室内地面上工作时，获取惯性导航系统测量得到的上述室内机器人所在位置的位置信息；采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息；将上述采集的上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与上述存储的上述室内地面上的地面花纹特征信息进行匹配，确定用于校正的位置点，将上述惯性导航系统测量得到的上述室内机器人所在位置的位置信息修改为上述用于校正的位置点的位置信息。本发明提供的技术方案能够有效提高室内机器人的定位精度。

Description

一种应用于室内机器人的定位方法和室内机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种应用于室内机器人的定位方法和室内机器人。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。现在国际上对机器人的研究发展十分迅速，其中机器人定位系统作为众多机器人技术中非常重要关键技术，它的运作情况将极大的影响机器人为人类服务的服务质量。

传统的机器人定位包括全球定位系统(GPS，GlobalPositioningSystem)、惯性导航系统等，GPS用途广泛、精度高，但受环境影响大，惯性导航系统完全自主，频率高但噪声影响大；而GPS/惯性导航系统融合定位是当今机器人导航中最常采用的组合导航定位方法之一，可以有效利用各自的优势，取长补短。但在实际应用中，很多场合下GPS信号会受到遮挡而无法使用，导致系统整体定位精度下降很快。

发明内容

本发明提供一种应用于室内机器人的定位方法和室内机器人，用于提高室内机器人的定位精度。

本发明一方面提供一种室内机器人，包括：

惯性导航系统、地面花纹识别系统、存储器，以及分别与上述惯性导航系统、上述地面花纹识别系统和上述存储器连接的处理器；

上述地面花纹识别系统用于在上述室内机器人工作时，采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息；

上述存储器用于存储室内地面上的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息；

上述处理器用于：当上述室内机器人在上述室内地面上工作时，获取上述惯性导航系统测量得到的上述室内机器人所在位置的位置信息；通过上述地面花纹识别系统采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息；将上述地面花纹识别系统采集的上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与上述存储器中存储的上述室内地面上的地面花纹特征信息进行匹配，确定用于校正的位置点；将上述惯性导航系统测量得到的上述室内机器人所在位置的位置信息修改为上述用于校正的位置点的位置信息，其中，上述用于校正的位置点的地面花纹特征信息与上述地面花纹识别系统采集的上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息匹配，且上述用于校正的位置点为距离上述室内机器人所在位置最近的位置点。

本发明另一方面提供一种应用于室内机器人的定位方法，上述室内机器人包括惯性导航系统，上述定位方法包括：

存储室内地面上的的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息；

当室内机器人在室内地面上工作时，获取上述惯性导航系统测量得到的上述室内机器人所在位置的位置信息；

采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息；

将上述采集的上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与上述存储的上述室内地面上的地面花纹特征信息进行匹配，确定用于校正的位置点，其中，上述用于校正的位置点的地面花纹特征信息与上述采集的上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息匹配，且上述用于校正的位置点为距离上述室内机器人所在位置最近的位置点；

将上述惯性导航系统测量得到的上述室内机器人所在位置的位置信息修改为上述用于校正的位置点的位置信息。

由上可见，本发明中预先存储室内地面上各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息，当室内机器人在上述室内地面上工作时，利用惯性导航系统测得室内机器人所在位置的位置信息，并进一步通过采集室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与预先存储的室内地面上各个位置点的地面花纹特征信息，确定用于校正的位置点，利用确定的用于校正的位置点对惯性导航系统测得室内机器人所在位置的位置信息进行校正，从而得到室内机器人实际所在位置的位置信息，提高了室内机器人的定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种室内机器人一个实施例结构示意图；

图2-a和图2-b为本发明提供的一种应用场景下的室内机器人的局部结构俯视图；

图3-a为本发明提供的一种应用于室内机器人的定位方法一个实施例流程示意图；

图3-b为本发明提供的一种室内机器人建立该室内的地面花纹地图的实施例流程示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面对本发明实施例中的一种室内机器人进行描述，请参阅图1，本发明实施例中的室内机器人100包括：

惯性导航系统101、地面花纹识别系统102、存储器103，以及分别与惯性导航系统101、地面花纹识别系统102和存储器103连接的处理器104。

地面花纹识别系统102用于在室内机器人100工作时，采集室内机器人100所在位置的地面花纹特征信息。

存储器103用于存储室内地面上的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息。

处理器104用于：当室内机器人100在上述室内地面上工作时，获取惯性导航系统101测量得到的室内机器人100所在位置的位置信息；通过地面花纹识别系统102采集室内机器人100所在位置的地面花纹特征信息；将地面花纹识别系统102采集的室内机器人100所在位置的地面花纹特征信息与存储器103中存储的上述室内地面上的地面花纹特征信息进行匹配，确定用于校正的位置点；将惯性导航系统101测量得到的室内机器人100所在位置的位置信息修改为上述用于校正的位置点的位置信息，其中，上述用于校正的位置点的地面花纹特征信息与地面花纹识别系统102采集的室内机器人100所在位置的地面花纹特征信息匹配，且上述用于校正的位置点为距离上述室内机器人所在位置最近的位置点。

可选的，存储器103中存储的上述室内地面上的各个位置点的位置信息和与位置信息对应的地面花纹特征信息由处理器104采集得到，即，本发明实施例中，预先通过处理器104采集上述室内地面上的各个位置点的位置信息和与位置信息对应的地面花纹特征信息并存储在存储器103中。具体地，处理器104通过如下方式采集和存储上述室内地面上的各个位置点的位置信息和与位置信息对应的地面花纹特征信息：

通过地面花纹识别系统102获取上述室内地面的原点的地面花纹特征信息，其中，上述原点为上述室内地面上的任一位置点；

将上述室内地面的原点作为初始位置点，存储该原点的位置信息和地面花纹特征信息；

控制室内机器人100从当前的初始位置点开始，以预设的移动轨迹(例如Z形轨迹或S形轨迹)移动；

在室内机器人100移动的过程中，通过惯性导航系统101和地面花纹识别系统102分别获取室内机器人100经过的各个位置点的位置信息和地面花纹特征信息并存储；

统计室内机器人100累计移动的距离；

判断室内机器人100累计移动的距离是否超过惯性导航系统101的置信范围；

若室内机器人100累计移动的距离超过惯性导航系统101的置信范围，则将统计的室内机器人100累计移动的距离清零，并将室内机器人100当前所在的位置点作为初始位置点，返回执行上述通过惯性导航系统101控制室内机器人100从当前的初始位置点开始，以预设的移动轨迹移动的动作以及后续动作，直至满足预设的停止条件；

其中，上述预设的停止条件为：在预设时长或者预设移动距离内获取到的室内机器人100经过的所有位置点的位置信息和地面花纹特征信息均已存储。本发明实施例中，处理器104在获取室内机器人100经过的位置点的位置信息和地面花纹特征信息时，判断经过的位置点的位置信息和地面花纹特征信息是否已存储，若已存储，则不再存储该位置点的位置信息和地面花纹特征信息，当然，室内机器人也可以替换存储该位置点的位置信息和地面花纹特征信息，当在室内机器人100移动了预设时长或者预设移动距离之后，处理器104没有发现未存储在存储器103中的新的位置点，则处理器104判定已采集完上述室内地面的所有位置点的位置信息和地面花纹特征信息，即已经建立了整个上述室内地面的地面花纹地图，此时，处理器104停止执行上述“采集和存储上述室内地面上的各个位置点的位置信息和与位置信息对应的地面花纹特征信息”的动作，进一步，处理器104还可以输出指示地面花纹地图建立完成的提醒消息，以便用户获知室内机器人100已经完成上述室内地面的地面花纹地图的建立。

应理解的是，若用二维坐标系来表示室内地面上各个位置点的坐标信息，则本发明实施例中被选为原点的位置点的位置信息为(0,0)。

可选的，在图1所示实施例的基础上，地面花纹识别系统102具体包括：

反射式光电开关模块和傅里叶变换模块；

上述反射式光电开关模块包含：模数转换电路和N个反射式光电开关传感器，上述N个反射式光电开关传感器呈一字状排列且与室内机器人100的直行方向垂直，上述N大于2；

上述反射式光电开关模块用于：在室内机器人100工作时，通过上述模数转换电路对上述N个反射式光电开关传感器的电压进行模数转换，得到室内机器人100所在位置的地面反射率信息；

上述傅里叶变换模块用于对上述反射式光电开关模块采集到的上述室内机器人所在位置的地面反射率信息进行傅里叶变换，得到室内机器人100所在位置的地面花纹特征信息。

可选的，室内机器人100还包括：设置于室内机器人上，用于罩住上述N个反射式光电开关传感器的遮光罩。

可选的，惯性导航系统101包括：三轴加速度传感器和角速度传感器；

上述三轴加速度传感器的Z轴设置于与地面垂直的直线上；

上述角速度传感器设置于上述室内机器人的中心位置。

需要说明的是，本发明实施例中的提及的惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，具体地，惯性导航系统的结构可以参照已有技术实现，此处不再赘述。

本发明实施例中提及的惯性导航系统的置信范围是指在允许的累积误差内，惯性导航系统可移动的距离范围。应理解，惯性导航系统的置信范围与惯性导航系统的精度相关，惯性导航系统的精度与使用算法、使用的传感器质量相关，故本发明实施例中不对惯性导航系统的置信范围的具体取值进行限定。

本发明实施例中提及的反射式光电开关传感器即红外对管，其功能是发射并接收反射回来的红外光，因此，本发明实施例中的室内机器人适用于室内地面为木地板的室内环境，当然，对于其它类型的能够体现反射率变化的地面，本发明实施例中的室内机器人也适用。由于室内地面的灰尘、清洁情况不同，因此，本发明实施例中通过傅里叶变换模块对反射式光电开关传感器采集到的反射率进行傅里叶变换，能够提高比对结果的准确率。

基于图1所示的室内机器人，在一种应用场景下，本发明实施例中的室内机器人的实体结构可以参照图2-a和图2-b所示的室内机器人的俯视图所示，由图2-a和图2-b可见，室内机器人包括：由三轴加速度传感器11和角速度传感器12组成的惯性导航系统、室内机器人移动所需要的轮子13、由一组反射式光电开关传感器21、模数转换电路(即AD电路)22组成的反射式光电开关模块、用于遮挡可见光，避免可见光对反射式光电开关传感器21产生干扰的遮光罩23，分别与惯性导航系统101、地面花纹识别系统102和存储器103连接的处理器104。需要说明的是，图2-a和图2-b只是展示了室内机器人的部分器件，实际地，室内机器人还应包含其它内置于室内机器人的器件，例如：上述存储器、分别与惯性导航系统、地面花纹识别系统和存储器连接的处理器、以及上述傅里叶变换模块和其它连接电路等。应理解，为便于描述，图2-a和图2-b分开展示了室内机器人的部分器件，实际地，室内机器人应包含图2-a和图2-b所示的所有器件，并且，图2-a和图2-b展示的器件并非都设置于室内机器人的可视位置，例如三轴加速度传感器11、角速度传感器12、反射式光电开关传感器21和模数转换电路可设置于室内机器人的非可视位置(例如室内机器人的内部)。

由上可见，本发明中预先存储室内地面上各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息，当室内机器人在上述室内地面上工作时，利用惯性导航系统测得室内机器人所在位置的位置信息，并进一步通过采集室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与预先存储的室内地面上各个位置点的地面花纹特征信息，确定用于校正的位置点，利用确定的用于校正的位置点对惯性导航系统测得室内机器人所在位置的位置信息进行校正，从而得到室内机器人实际所在位置的位置信息，提高了室内机器人的定位精度。

下面以另一实施例，对本发明实施例中的应用于室内机器人的定位方法进行描述，具体地，该室内机器人的结构可以参照图1所示，如图3-a所示，本发明实施例中的定位方法，包括：

301、存储室内地面上的的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息；

本发明实施例中，当室内机器人首次在某一室内工作时，需要预先建立该室内的地面花纹地图，即采集该室内的室内地面上的的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息，然后存储在该室内机器人的存储器(例如只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory))或者能够与该室内机器人通讯的其它设备(例如服务器等)中。

可选地，上述采集并存储该室内的室内地面上的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息由室内机器人完成，如图3-b所示，室内机器人建立该室内的地面花纹地图的过程包括：

A1、采集上述室内地面的原点的地面花纹特征信息；

其中，上述原点为上述室内地面上的任一位置点，即，用户可以选择将上述室内地面上的任意一个位置点作为地面花纹地图的原点。当用户选择将上述室内地面上的某一位置点作为地面花纹地图的原点，则将该室内机器人移动到该原点后触发步骤A1的执行。

可选地，本发明实施例中的定位机器人包括：N个反射式光电开关传感器，上述N个反射式光电开关传感器呈一字状排列且与上述室内机器人的直行方向垂直，上述N大于2。上述N个反射式光电开关传感器的总长度略小于该室内机器人的宽度，具体地，上述N的取值可以根据实际情况进行设定，此处不作限定。步骤A1具体为：将该室内机器人置于上述原点，并触发该室内机器人采集所在位置(此时为上述原点)对上述N个反射式光电开关传感器的电压进行模数转换，得到上述室内机器人在原点的地面反射率信息；对上述反射式光电开关模块采集到的上述室内机器人在原点的地面反射率信息进行傅里叶变换，得到上述室内机器人的原地的地面花纹特征信息。

当然，本发明实施例中也可以通过其它方式采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息，例如获取上述室内机器人所在位置的地面图像，采用图像识别技术识别地面图像中的各个像素点，进而生成该室内机器人所在位置的地面花纹特征信息。本发明实施例不对采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息的具体方式进行限定。

A2、将上述室内机器人的原点作为初始位置点，存储上述原点的位置信息和地面花纹特征信息；

应理解，若以坐标系描述位置点的位置信息，则上述原点的位置信息为(0,0)。室内机器人存储上述原点的位置信息和地面花纹特征信息，并以上述室内机器人的原点作为初始位置点，触发步骤A3的执行。

A3、控制上述室内机器人从当前的初始位置点开始，以预设的移动轨迹移动；

可选的，上述预设的移动轨迹为Z形轨迹或S形轨迹。当然，上述预设的移动轨迹也可以为其它轨迹，此处不作限定。

A4、在上述室内机器人移动的过程中，获取上述室内机器人经过的各个位置点的地面花纹特征信息，并通过上述惯性导航系统获取上述室内机器人经过的各个位置点的位置信息；

具体地，室内机器人获取上述室内机器人经过的各个位置点的地面花纹特征信息的方式可以参照步骤A1采集上述室内地面的原点的地面花纹特征信息的方式，此处不再赘述。

A5、存储获取的上述室内机器人经过的各个位置点的位置信息和地面花纹特征信息。

A6、统计上述室内机器人累计移动的距离。

A7、判断上述室内机器人累计移动的距离是否超过上述惯性导航系统的置信范围；

本发明实施例中，惯性导航系统的置信范围是指在允许的累积误差内，惯性导航系统可移动的距离范围。应理解，惯性导航系统的置信范围与惯性导航系统的精度相关，惯性导航系统的精度与使用算法、使用的传感器质量相关，故本发明实施例中不对惯性导航系统的置信范围的具体取值进行限定。

室内机器人判断上述室内机器人累计移动的距离是否超过上述惯性导航系统的置信范围，若判定上述室内机器人累计移动的距离超过上述惯性导航系统的置信范围，则执行步骤A8，若判定上述室内机器人累计移动的距离没有超过上述惯性导航系统的置信范围，则保持室内机器人的移动状态，并继续统计上述室内机器人累计移动的距离，即执行步骤A6。

A8、将统计的上述室内机器人累计移动的距离清零，并将上述室内机器人当前所在的位置点作为初始位置点，返回步骤A3，执行上述通过上述惯性导航系统控制上述室内机器人从当前的初始位置点开始，以预设的移动轨迹移动的步骤以及后续步骤，直至满足预设的停止条件；

其中，上述预设的停止条件为：在预设时长或者预设移动距离内获取到的上述室内机器人经过的所有位置点的位置信息和地面花纹特征信息均已存储。本发明实施例中，室内机器人在获取其经过的位置点的位置信息和地面花纹特征信息时，判断经过的位置点的位置信息和地面花纹特征信息是否已存储，若已存储，则不再存储该位置点的位置信息和地面花纹特征信息，当然，室内机器人也可以替换存储该位置点的位置信息和地面花纹特征信息，当在该室内机器人移动了预设时长或者预设移动距离之后，室内机器人没有发现未存储的新的位置点，则判定已采集完上述室内地面的所有位置点的位置信息和地面花纹特征信息，即已经建立了整个上述室内地面的地面花纹地图，此时，室内机器人停止执行图3-b所示的方法流程，进一步，该室内机器人还可以输出指示地面花纹地图建立完成的提醒消息，以便用户获知该室内机器人已经完成上述室内地面的地面花纹地图的建立。

需要说明的是，本发明实施例中，室内机器人在移动的过程中实时采集经过的位置点的位置信息和地面花纹特征信息，并实时统计上述室内机器人累计移动的距离并判断上述室内机器人累计移动的距离是否超过上述惯性导航系统的置信范围，因此，依据本发明，在图3-b所示的实施例中，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行，因此，步骤A4和步骤A6同时进行。

应理解，由于图3-b所示实施例为建立该室内的地面花纹地图的过程，因此，上述室内机器人在建立该室内的地面花纹地图中的移动速度应保持在预设速度范围内，即上述室内机器人在建立该室内的地面花纹地图中的移动速度不能过快。

当然，在本发明实施中，上述采集并存储该室内的室内地面上的的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息也可以由其它设备完成，此处不作限定。

302、当该室内机器人在室内地面上工作时，获取室内机器人通过惯性导航系统测量得到的该室内机器人所在位置的位置信息；

本发明实施例中，室内机器人包含惯性导航系统，该惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，可选地，惯性导航系统包括：三轴加速度传感器和角速度传感器，三轴加速度传感器的Z轴设置于与地面垂直的直线上。具体地，惯性导航系统的结构可以参照已有技术实现，室内机器人通过惯性导航系统测量室内机器人所在位置的位置信息可以参照已有技术实现，此处不再赘述。

可选的，上述位置信息为坐标信息。

303、采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息；

可选地，本发明实施例中的定位机器人包括：N个反射式光电开关传感器，上述N个反射式光电开关传感器呈一字状排列且与上述室内机器人的直行方向垂直，上述N大于2。上述N个反射式光电开关传感器的总长度略小于该室内机器人的宽度，具体地，上述N的取值可以根据实际情况进行设定，此处不作限定。步骤303具体为：在该室内机器人工作时，对上述N个反射式光电开关传感器的电压进行模数转换，得到上述室内机器人所在位置的地面反射率信息；对上述反射式光电开关模块采集到的上述室内机器人所在位置的地面反射率信息进行傅里叶变换，得到上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息。

当然，本发明实施例中也可以通过其它方式采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息，例如获取上述室内机器人所在位置的地面图像，采用图像识别技术识别地面图像中的各个像素点，进而生成该室内机器人所在位置的地面花纹特征信息。本发明实施例不对采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息的具体方式进行限定。

需要说明的是，在步骤303中，室内机器人采集上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息的方式应该与采集上述室内地面上的的各个位置点的地面花纹特征信息的方式相同。

304、将上述采集的上述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与存储的上述室内地面上的地面花纹特征信息进行匹配，确定用于校正的位置点；

由于不同位置点的地面花纹特征信息有可能相同，因此，本发明实施例中需要将步骤303采集到的该室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与步骤301存储的上述室内地面上的地面花纹特征信息进行匹配，确定用于校正的位置点，该用于校正的位置点需要满足如下条件：用于校正的位置点的地面花纹特征信息与上述采集的该室内机器人所在位置的地面花纹特征信息匹配，且用于校正的位置点为距离上述室内机器人所在位置最近的位置点。

305、将上述惯性导航系统测量得到的上述室内机器人所在位置的位置信息修改为上述用于校正的位置点的位置信息；

即室内机器人将上述惯性导航系统测量得到的上述室内机器人所在位置的位置信息修改为步骤304确定的用于校正的位置点的位置信息。

应理解，本发明实施例中的室内机器人可以如上述装置实施例中的室内机器人，其具体实现过程可参照上述装置实施例中的相关描述，此处不再赘述。

由上可见，本发明中预先存储室内地面上各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息，当室内机器人在上述室内地面上工作时，利用惯性导航系统测得室内机器人所在位置的位置信息，并进一步通过采集室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与预先存储的室内地面上各个位置点的地面花纹特征信息，确定用于校正的位置点，利用确定的用于校正的位置点对惯性导航系统测得室内机器人所在位置的位置信息进行校正，从而得到室内机器人实际所在位置的位置信息，提高了室内机器人的定位精度。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的一种应用于室内机器人的定位方法和室内机器人的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种室内机器人，其特征在于，包括：

惯性导航系统、地面花纹识别系统、存储器，以及分别与所述惯性导航系统、所述地面花纹识别系统和所述存储器连接的处理器；

所述地面花纹识别系统用于在所述室内机器人工作时，采集所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息；

所述存储器用于存储室内地面上的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息；

所述处理器用于：当所述室内机器人在所述室内地面上工作时，获取所述惯性导航系统测量得到的所述室内机器人所在位置的位置信息；通过所述地面花纹识别系统采集所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息；将所述地面花纹识别系统采集的所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与所述存储器中存储的所述室内地面上的地面花纹特征信息进行匹配，确定用于校正的位置点；将所述惯性导航系统测量得到的所述室内机器人所在位置的位置信息修改为所述用于校正的位置点的位置信息，其中，所述用于校正的位置点的地面花纹特征信息与所述地面花纹识别系统采集的所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息匹配，且所述用于校正的位置点为距离所述室内机器人所在位置最近的位置点。

2.根据权利要求1所述的室内机器人，其特征在于，所述存储器中存储的所述室内地面上的各个位置点的位置信息和与位置信息对应的地面花纹特征信息由所述处理器采集得到；

所述处理器具体用于通过如下方式采集和存储所述室内地面上的各个位置点的位置信息和与位置信息对应的地面花纹特征信息：

通过所述地面花纹识别系统获取所述室内地面的原点的地面花纹特征信息，其中，所述原点为所述室内地面上的任一位置点；

将所述室内地面的原点作为初始位置点，存储所述原点的位置信息和地面花纹特征信息；

控制所述室内机器人从当前的初始位置点开始，以预设的移动轨迹移动；

在所述室内机器人移动的过程中，通过所述惯性导航系统和所述地面花纹识别系统分别获取所述室内机器人经过的各个位置点的位置信息和地面花纹特征信息并存储；

统计所述室内机器人累计移动的距离；

判断所述室内机器人累计移动的距离是否超过所述惯性导航系统的置信范围；

若所述室内机器人累计移动的距离超过所述惯性导航系统的置信范围，则将统计的所述室内机器人累计移动的距离清零，并将所述室内机器人当前所在的位置点作为初始位置点，返回执行所述通过所述惯性导航系统控制所述室内机器人从当前的初始位置点开始，以预设的移动轨迹移动的动作以及后续动作，直至满足预设的停止条件；

其中，所述预设的停止条件为：在预设时长或者预设移动距离内获取到的所述室内机器人经过的所有位置点的位置信息和地面花纹特征信息均已存储。

3.根据权利要求2所述室内机器人，其特征在于，所述预设的移动轨迹为Z形轨迹或S形轨迹；

所述通过所述惯性导航系统控制所述室内机器人从所述初始位置点开始，以预设的移动轨迹移动，具体为：通过所述惯性导航系统控制所述室内机器人从所述初始位置点开始，以Z形轨迹或S形轨迹移动。

4.根据权利要求1至3任一项所述的室内机器人，其特征在于，

所述地面花纹识别系统包括：

反射式光电开关模块和傅里叶变换模块；

所述反射式光电开关模块包含：模数转换电路和N个反射式光电开关传感器，所述N个反射式光电开关传感器呈一字状排列且与所述室内机器人的直行方向垂直，所述N大于2；

所述反射式光电开关模块用于：在所述室内机器人工作时，通过所述模数转换电路对所述N个反射式光电开关传感器的电压进行模数转换，得到所述室内机器人所在位置的地面反射率信息；

所述傅里叶变换模块用于对所述反射式光电开关模块采集到的所述室内机器人所在位置的地面反射率信息进行傅里叶变换，得到所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息。

5.根据权利要求4所述室内机器人，其特征在于，所述室内机器人还包括：设置于室内机器人上，用于罩住所述N个反射式光电开关传感器的遮光罩。

6.根据权利要求1至3任一项所述的室内机器人，其特征在于，所述惯性导航系统包括：三轴加速度传感器和角速度传感器；

所述三轴加速度传感器的Z轴设置于与地面垂直的直线上；

所述角速度传感器设置于所述室内机器人的中心位置。

7.一种应用于室内机器人的定位方法，其特征在于，所述室内机器人包括惯性导航系统，所述定位方法包括：

存储室内地面上的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息；

当室内机器人在室内地面上工作时，获取所述惯性导航系统测量得到的所述室内机器人所在位置的位置信息；

采集所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息；

将所述采集的所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息与所述存储的所述室内地面上的地面花纹特征信息进行匹配，确定用于校正的位置点，其中，所述用于校正的位置点的地面花纹特征信息与所述采集的所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息匹配，且所述用于校正的位置点为距离所述室内机器人所在位置最近的位置点；

将所述惯性导航系统测量得到的所述室内机器人所在位置的位置信息修改为所述用于校正的位置点的位置信息。

8.根据权利要求7所述的定位方法，其特征在于，所述存储室内地面上的各个位置点的位置信息以及与位置信息对应的地面花纹特征信息，包括：

采集所述室内地面的原点的地面花纹特征信息，其中，所述原点为所述室内地面上的任一位置点；

将所述室内地面的原点作为初始位置点，存储所述原点的位置信息和地面花纹特征信息；

控制所述室内机器人从当前的初始位置点开始，以预设的移动轨迹移动；

在所述室内机器人移动的过程中，获取所述室内机器人经过的各个位置点的地面花纹特征信息，并通过所述惯性导航系统获取所述室内机器人经过的各个位置点的位置信息；

存储获取的所述室内机器人经过的各个位置点的位置信息和地面花纹特征信息；

统计所述室内机器人累计移动的距离；

判断所述室内机器人累计移动的距离是否超过所述惯性导航系统的置信范围；

若所述室内机器人累计移动的距离超过所述惯性导航系统的置信范围，则将统计的所述室内机器人累计移动的距离清零，并将所述室内机器人当前所在的位置点作为初始位置点，返回执行所述通过所述惯性导航系统控制所述室内机器人从当前的初始位置点开始，以预设的移动轨迹移动的步骤以及后续步骤，直至满足预设的停止条件；

其中，所述预设的停止条件为：在预设时长或者预设移动距离内获取到的所述室内机器人经过的所有位置点的位置信息和地面花纹特征信息均已存储。

9.根据权利要求8所述的定位方法，其特征在于，所述预设的移动轨迹为Z形轨迹或S形轨迹；

所述通过所述惯性导航系统控制所述室内机器人从所述初始位置点开始，以预设的移动轨迹移动，具体为：通过所述惯性导航系统控制所述室内机器人从所述初始位置点开始，以Z形轨迹或S形轨迹移动。

10.根据权利要求7至9任一项所述的定位方法，其特征在于，所述定位机器人包括：N个反射式光电开关传感器，所述N个反射式光电开关传感器呈一字状排列且与所述室内机器人的直行方向垂直，所述N大于2；

所述采集所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息，具体为：

在所述室内机器人工作时，对所述N个反射式光电开关传感器的电压进行模数转换，得到所述室内机器人所在位置的地面反射率信息；

对所述反射式光电开关模块采集到的所述室内机器人所在位置的地面反射率信息进行傅里叶变换，得到所述室内机器人所在位置的地面花纹特征信息。