CN106454711A - 一种室内机器人定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种室内机器人定位方法及装置，包括：获取机器人采集地面上射频识别标签得到的标签信息；根据标签信息中的位置坐标，计算机器人的位置坐标；获取机器人所在室内不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的分布图；对机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到修正值，计算修正值与分布图上不同参考位置对应的指示值的匹配概率，根据匹配概率确定机器人的辅助定位位置坐标；根据机器人的位置坐标和机器人的辅助定位位置坐标确定机器人的实际位置坐标。本发明中，当在多层楼层定位时，不需要在每层都设置无线个域网节点，减少了无线个域网子节点的个数，降低了成本，避免了每层之间信号干扰，使得定位准确。

Description

一种室内机器人定位方法及装置

技术领域

本发明涉及机器人及定位技术领域，具体而言，涉及一种室内机器人定位方法及装置。

背景技术

随着机器人学的不断发展，室内机器人得到了越来越多的应用，比如说扫地机器人等等，在室内机器人应用中，能否准确的定位室内机器人对于室内机器人的路径规划非常重要，因此，室内机器人定位是实现机器人自主导航的关键，对于提高机器人的自动化水平具有重要的意义。

现有的室内的定位技术中，大都是采用无线局域网(Wireless Local AreaNetworks,WLAN)进行定位，但是，当需要在多层楼层定位时，需要在每个楼层都安装路由器，成本较高，另外，当在某个楼层进行机器人定位时，需要使用该楼层的路由器发出的网络信号进行定位，但是，可能会受到其它楼层微弱的网络信号的干扰，使得定位不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种室内机器人定位方法及装置，以解决现有技术中采用WLAN定位时，当有多层楼层时，需要在每一楼层都安装路由器，这样一方面需要的路由器量比较大，导致成本较高，另一方面，容易受到其它楼层的干扰，导致定位不准确的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种室内机器人定位方法，其中，所述方法包括：

获取机器人采集地面上射频识别标签得到的标签信息，所述标签信息包括所述射频识别标签的位置坐标；

根据所述射频识别标签的位置坐标，计算所述机器人的位置坐标；

获取所述机器人所在室内不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的分布图；

对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到所述信号强度指示值的修正值，计算所述修正值与所述分布图上不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率，根据所述匹配概率确定所述机器人的辅助定位位置坐标；

根据所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标确定所述机器人的实际位置坐标。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述根据所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标确定所述机器人的实际位置坐标之后，还包括：

获取当前时刻所述机器人上编码器的读数；

根据当前时刻所述编码器的读数及前一时刻所述编码器的读数确定所述机器人的朝向角度。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第二种可能的实现方式，其中，所述对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到所述信号强度指示值的修正值，包括：

根据预设时间内所述机器人在多个时刻接收的无线个域网的信号强度指示值，通过公式(1)对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正；

其中，在公式(1)中，RSSI为所述信号强度指示值的修正值，n为预设时间内接收的无线个域网的信号强度指示值的个数，λ为滤波特性参数，RSSI_i为第i个时刻所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中，所述根据所述射频识别标签的位置坐标，计算所述机器人的位置坐标，包括：

根据所述射频识别标签的位置坐标，计算由所述射频识别标签构成的图形的中心点坐标；

将所述中心点坐标确定为所述机器人的位置坐标。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，所述根据所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标确定所述机器人的实际位置坐标，包括：

计算所述机器人的位置坐标与所述机器人的辅助定位位置坐标的差值坐标；

将所述差值坐标的绝对值与预设坐标进行比较；

当所述绝对值小于或等于所述预设坐标时，将所述机器人的位置坐标或所述机器人的辅助定位位置坐标中的任意一个确定为所述机器人的实际位置坐标；

当所述绝对值大于所述预设坐标时，对所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标进行融合处理，将融合处理后得到的位置坐标确定为所述机器人的实际位置坐标。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第五种可能的实现方式，其中，所述计算所述修正值与所述分布图上不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率，包括：

从所述分布图中获取每个所述参考位置处接收的无线个域网的信号强度指示值和方差；

根据所述修正值、每个所述参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值和方差，计算所述修正值与所述参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率。

第二方面，本发明实施例提供了一种室内机器人定位装置，其中，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取机器人采集地面上射频识别标签得到的标签信息，所述标签信息包括所述射频识别标签的位置坐标；

第一计算模块，用于根据所述射频识别标签的位置坐标，计算所述机器人的位置坐标；

第二获取模块，用于获取所述机器人所在室内不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的分布图；

第一确定模块，用于对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到所述信号强度指示值的修正值，计算所述修正值与所述分布图上不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率，根据所述匹配概率确定所述机器人的辅助定位位置坐标；

第二确定模块，用于根据所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标确定所述机器人的实际位置坐标。

结合第二方面，本发明实施例提供了上述第二方面的第一种可能的实现方式，其中，所述装置还包括：

第三获取模块，用于获取当前时刻所述机器人上编码器的读数；

第三确定模块，用于根据当前时刻所述编码器的读数及前一时刻所述编码器的读数确定所述机器人的朝向角度。

结合第二方面，本发明实施例提供了上述第二方面的第二种可能的实现方式，其中，所述第一确定模块包括：

修正单元，用于根据预设时间内所述机器人在多个时刻接收的无线个域网的信号强度指示值，通过公式(1)对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正；

其中，在公式(1)中，RSSI为所述信号强度指示值的修正值，n为预设时间内接收的无线个域网的信号强度指示值的个数，λ为滤波特性参数，RSSI_i为第i个时刻所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值。

结合第二方面，本方面实施例提供了上述第二方面的第三种可能的实现方式，其中，所述第一计算模块包括：

计算单元，用于根据所述射频识别标签的位置坐标，计算由所述射频识别标签构成的图形的中心点坐标；

第一确定单元，用于将所述中心点坐标确定为所述机器人的位置坐标。

本发明实施例提供的室内机器人定位方法及装置，采用射频识别定位和无线个域网定位两种方法同时对机器人在室内的位置进行定位，当在多层楼层进行定位时，不需要在每一层都设置无线个域网子节点，一方面减少了设置的无线个域网子节点的个数，降低了成本，同时避免了每层之间网络信号的干扰，使得定位准确。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例1所提供的室内机器人定位方法的流程图；

图2示出了本发明实施例2所提供的室内机器人定位装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，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，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

考虑到相关技术中，大都是采用WLAN进行机器人室内定位，但是，如果出现多层楼层时，需要在每层楼层均安装路由器，这样安装的路由器较多，导致成本较高，另外，当在某层楼层进行机器人定位时，需要使用该楼层的路由器发出的无线局域网进行定位，但是，这样可能会受到其它楼层的无线局域网信号的干扰，使得定位不准确。基于此，本发明实施例提供了一种室内机器人方法及装置，下面通过实施例进行描述。

实施例1

本发明实施例提供了一种室内机器人定位方法，该方法中，采用无线个域网(ZigBee)对机器人在室内进行定位，当需要在多层楼层进行定位时，不需要在每层都设置Zigebee节点，减少了ZigBee节点个数，降低了成本，同时，还避免了每层之间的网络信号的干扰，使得定位更准确。

采用本发明实施例提供的方法进行机器人定位时，需要在室内地面上贴多个射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)标签，上述RFID标签可以在室内有序排列，即均匀分布在地面上，也可以随机排列，本发明实施例并不限定上述RFID标签的具体排列方式。

除此之外，在室内还设置有多个ZigBee节点，ZigBee节点会向外发射Ziogbee信号，机器人上设置有终端节点，用于接收ZigBee节点向外发射的ZigBee信号，在室内移动到任意位置均可以接收到ZigBee节点发射的ZigBee信号。

在某些具体实施例中，比如说，房间的面积为100m²，则选取频率为2.4G的有源RFID标签，RFID读写器距离地面的距离为10cm，ZigBee节点的间隔为0.5m。当然，此处只是列举了一种RFID标签及ZigBee节点的排列方式，并没有对RFID标签及ZigBee节点的排布进行限定。

如图1所示，采用本发明实施例提供的方法进行机器人室内定位时，包括步骤S110-S160，具体如下：

S110，获取机器人采集地面上射频识别标签得到的标签信息，该标签信息包括射频识别标签的位置坐标。

上述机器人可以是扫地机器人、盘点机器人及安检机器人等，上述机器人在工作时，可以是在室内移动，也可以是停留在某个位置。

将RFID标签贴在地面上，将RFID标签进行编号，每个RFID标签都有一个唯一的编号，因此，在RFID标签内存储有该RFID标签的唯一编号以及该标签在室内的位置坐标，在本发明实施例中，可以将室内的某个角落确定为坐标原点，本发明中所有的位置坐标均是以该角落作为坐标原点。

本发明实施例中，在机器人上的底座上安装有RFID读写器，在机器人移动过程中，或者机器人停留在某个位置时，RFID采集地面上RFID标签的标签信息，当机器人移动到某个位置时，机器人上的RFID读写器可以采集机器人周围多个RFID标签的标签信息，采集的标签信息包括该RFID标签的编号及位置坐标。

当机器人在室内移动时，机器人上的RFID读写器会实时采集地面上的RFID标签，定位装置获取机器人采集的标签信息。该定位装置可以安装在机器人上，也可以不安装在机器人上，与机器人上的RFID读写器通过无线网络远程连接，获取机器人上的RFID读写器采集的标签信息。

S120,根据射频识别标签的位置坐标，计算机器人的位置坐标。

当获取到机器人采集的RFID标签的标签信息后，根据该标签信息中的RFID标签的位置坐标，计算机器人的位置坐标，具体包括：

根据射频识别标签的位置坐标，计算由射频识别标签构成的图形的中心点坐标；将上述中心点坐标确定为机器人的位置坐标。

机器人在每个位置可以采集多个RFID标签的标签信息，当采集的RFID标签的数目为三个时，三个RFID标签可以构成三角形，计算三角形的中心点坐标，将该三角形的中心点坐标确定为机器人的位置坐标，当采集的RFID标签的数目为四个时，四个RFID标签可以构成四边形，计算四边形的中心点坐标，将该四边形的中心点坐标确定为机器人的位置坐标，当然，上述采集的RFID标签的数目还可以为其它数值，上述采集的RFID标签的个数与RFID读写器的频率有关系，本发明实施例并不限定上述采集的RFID标签的个数。

下面将以采集的RFID标签的数目为三个为例，介绍计算机器人的位置坐标的具体过程：在RFID标签中存储有该RFID标签在室内的位置坐标，根据采集的RFID的标签信息可以得到该RFID标签在室内的位置坐标，比如说，机器人在某个位置时，采集的三个RFID标签的位置坐标分别为(x_k1，y_k1)、(x_k2，y_k2)、(x_k3，y_k3)，根据上述三个RFID标签的位置坐标，通过公式计算出机器人的位置坐标，其中，在上述公式中，(x，y)为机器人的位置坐标。

S130，获取机器人所在室内不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的分布图。

在采用无线个域网对机器人进行定位时，首先需要获取室内不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值，通过参考位置与该参考位置对应的指示值可以绘制出机器人所在室内的不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的分布图。

因此，在采用本方面实施例提供的方法定位机器人在室内的为值之前，需要建立上述分布图，具体过程包括：根据不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值满足正态分布，可以得到似然函数在该似然函数中，μ为上述参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的平均值，σ为上述参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的方差，x_i为上述参考位置接收的第i个ZigBee节点的信号强度指示值，n为接收的ZigBee节点的个数，计算上述似然函数的对数方程，该对数方程分别对期望和方差求偏微分，可以得到极大似然方程组

根据该方程组可以得出概率密度最大是的期望和方差，将该期望值确定为该参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值，根据上述无线个域网的信号强度指示值、方差以及该参考位置的位置坐标，建立上述分布图。

S140，对机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到上述信号强度指示值的修正值，计算该修正值与上述分布图上不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率，根据该匹配概率确定机器人的辅助定位位置坐标。

在室内设置有多个ZigBee节点，机器人在室内移动到任何位置均可以接收到ZigBee节点发射的网络信号，当机器人接收到无线个域网的信号强度指示值后，定位装置获取机器人接收的无线个域网的信号强度指示值，并对机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到上述信号强度指示值的修正值，具体包括：

根据预设时间内机器人在多个时刻接收的无线个域网的信号强度指示值，通过公式(1)对机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正；

其中，在公式(1)中，RSSI为上述信号强度指示值的修正值，n为预设时间内接收的无线个域网的信号强度指示值的个数，λ为滤波特性参数，RSSI_i为第i个时刻机器人接收的无线个域网的信号强度指示值。

上述预设时间为预先设定的时间值，该时间值很小，且小于机器人移动过程中，经过每个位置的时间。

由于机器人接收的无线个域网的信号强度指示值可能存在一定的随机误差，因此需要对机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，机器人在移动过程中，在每个位置均以一定的频率接收无线个域网传输的网络信号，因此可以根据该位置预设时间内接收的无线个域网的信号强度值，通过上述公式(1)对机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到修正后的指示值。

并将修正后的指示值与上述分布图上不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值进行匹配，计算出修正后的指示值与分布图上每个参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率，具体过程包括：从上述分布图中获取每个参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值和方差；根据上述修正值、每个参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值和方差，计算上述修正值与每个参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率。

在本发明实施例中，当机器人在室内移动时，在任何位置均可以接收到不止一个ZigBee节点发射的信号，根据机器人接收的每个ZigBee节点的信号强度指示值的修正值，与分布图上每个参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值进行匹配，计算其匹配概率，具体包括：根据信号强度指示值的修正值，以及每个参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值及方差，通过如下公式计算信号强度指示值的修正值在每个参考位置的概率，其中，在该公式中，m为分布图上参考为位置的个数，μ_m为第m个参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值，σ_m为第m个参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的方差，RSSI_t为机器人接收的第t个ZigBee节点发射的信号强度指示值的修正值，t为机器人可接收信号的ZigBee节点的个数，p_m(x，y)为在第m个参考位置的概率，通过上述方法可以计算出接收的第t个ZigBee节点的信号强度指示值的修正值在每个参考位置的概率，在计算出接收的t个ZigBee节点的每个ZigBee节点的信号强度指示值的修正值在每个参考位置的概率，将每个参考位置对应的t个ZigBee节点的概率值相乘，得到与该参考位置的匹配概率。

当确定了与每个参考位置的匹配概率后，将参考位置对应的匹配概率进行比较，确定最大的匹配概率；将最大的匹配概率对应的参考位置坐标确定为机器人的辅助定位位置坐标。

除此之外，在本发明实施例中，还可以计算机器人和ZigBee节点之间的距离，通过该距离和无线个域网的位置坐标，确定机器人的辅助定位位置坐标，具体包括：

根据修正后的指示值与机器人和ZigBee节点之间的距离的和值关系，确定出机器人与ZigBee节点之间的距离，具体可以通过公式RSSI＝-(10n log d+A)计算出机器人和ZigBee节点之间的距离，在上述公式中，RSSI为修正后的指示值，n为路径消耗指数，A为随机误差，d为机器人和ZigBee节点之间的距离。

由于室内设置有多个ZigBee节点，且机器人在移动过程中均可以接收到不止一个ZigBee节点传输的无线局域网的信号强度指示值，比如说，机器人可以接收到三个ZigBee节点传输的无线局域网的信号强度指示值，也可以接收到四个ZigBee节点传输的无线局域网的信号强度指示值，当然，还可以是其它数值，通过机器人接收的无线局域网的信号强度指示值，可以计算出机器人和每个ZigBee节点之间的距离。

当计算出机器人和ZigBee节点之间的距离后，根据上述距离和ZigBee节点的坐标，通过公式(x-x_i)²+(y-y_i)²＝d_i ²可以计算出机器人的辅助定位位置坐标，在上述公式中，(x,y)为机器人的辅助定位位置坐标，(x_i，y_i)为第i个ZigBee节点的位置坐标，d_i为机器人与第i个ZigBee节点之间的距离。

其中，在室内设置ZigBee节点时，每个节点的坐标是预先得知的，且室内的某个角落确定为坐标原点，该坐标原点与RFID标签的坐标原点为同一个位置，本发明实施例中的坐标原点均为相同的。

S150，根据机器人的位置坐标和机器人的辅助定位位置坐标确定机器人的实际位置坐标。

通过室内地面上贴的RFID标签可以定位出机器人的位置坐标，通过无线个域网定位出机器人的辅助定位位置坐标，将上述机器人的两个位置坐标进行融合处理，得到机器人的实际位置坐标，具体包括：

计算机器人的位置坐标与机器人的辅助定位位置坐标的差值坐标；将上述差值坐标的绝对值与预设坐标进行比较；当绝对值小于或等与预设坐标时，将机器人的位置坐标或机器人的辅助定位位置坐标中的任意一个确定为机器人的实际位置坐标；当上述绝对值大于预设坐标时，对机器人的位置坐标和机器人的辅助定位位置坐标进行融合处理，将融合处理后得到的位置坐标确定为机器人的实际位置坐标。

上述预设坐标为预先设置的一个坐标，该坐标的横纵坐标值可以根据实际应用场景进行设置，本发明实施例并不限定上述预设坐标的具体坐标值。

当上述差值坐标的绝对值小于或者等于预设坐标时，可以将机器人的位置坐标确定为机器人的实际位置坐标，也可以将机器人的辅助定位位置坐标确定为机器人的实际位置坐标。

当上述差值坐标的绝对值大于预设坐标时，采用卡尔曼滤波算法对上述机器人的位置坐标和机器人的辅助定位位置坐标进行融合处理，将融合处理后得到为位置坐标确定为机器人的实际位置坐标。

在本发明实施例中，可以采用卡尔曼滤波算法分别对上述机器人的位置坐标和机器人的辅助定位位置坐标滤波，将滤波后的两个位置坐标进行融合，得到机器人的实际位置坐标。

上述采用卡尔曼滤波算法对机器人的位置坐标和机器人的辅助定位位置坐标进行融合处理，具体包括：首先采用局部滤波器分别将机器人的位置坐标及机器人的辅助定位位置坐标进行局部滤波，得到机器人的位置坐标的局部最优解及机器人的辅助定位位置坐标的局部最优解，之后，采用全局滤波器对机器人的位置坐标的局部最优解和机器人的辅助定位位置坐标的局部最优解进行融合，最终，输出机器人的实际位置坐标。

其中，上述局部滤波器根据机器人的位置坐标，及从编码器中读出的机器人当前位置与信号源之间的距离，根据状态方程和测量方程进行局部滤波，对机器人的辅助定位位置坐标采用同样的方法进行局部滤波。

上述编码器安装在机器人底座上的电机的尾部。

由于上述卡尔曼滤波为现有技术，属于本领域的公知常识，因此此处不再详细赘述采用卡尔曼滤波算法进行融合处理的具体过程。

当确定出机器人的实际位置后，还包括：

获取当前时刻机器人上编码器的读数；根据当前时刻编码器的读数及前一时刻编码器的读数确定机器人的朝向角度。

在本发明实施例中，在机器人上安装有编码器，当机器人在移动过程中，当机器人的朝向角度发生变化时，编码器上的读数会发生变化，当确定出机器人的实际位置坐标后，获取当前时刻编码器的读数，根据当前时刻编码器的读数及前一时刻编码器的读数，通过如下公式确定出机器人当前时刻与前一时刻之间的旋转角，θ＝HA(U₂-U₁),在该公式中，θ为机器人当前时刻与前一时刻之间的旋转角，HA为编码器每个读数对应的角度，U₂为当前时刻编码器的读数，U₁为前一时刻编码器的读数。

其中，可以将机器人的朝向角度定义为机器人与坐标原点之间的连接和机器人起始位置与坐标原点之间连线的夹角，通过机器人的初始位置时编码器的读数和机器人移动后第一时刻对应的位置处的位置处的编码器的读数，可以计算出机器人第一时刻的朝向角度，以此类推，可以计算出机器人任意时刻的朝向角度，这样不仅可以定位出机器人的位置坐标，还可以得知机器人的朝向。

在本发明实施例中，当机器人所在室内存在一些障碍物时，比如说，存在玻璃、桌椅、墙壁等障碍物时，会影响无线个域网信号的传输，会导致，无线个域网信号传输的衰减，因此，首先需要计算机器人实际接收到的无线个域网的信号强度指示值，可以通过如下公式计算出机器人接收的无线个域网的信号强度指示值的损耗，在该公式中，为机器人所在位置接收的无线个域网的信号强度指示值的平均路径损耗，为距离无线个域网基站d₀距离处接收的无线个域网的信号强度指示值的平均路径损耗，F为衰减因子，n_SF为常数，d₀为参考距离，即与ZigBee节点之间的距离，该距离为预设的，可以为1m、10m等等，d为机器人所在位置与ZigBee节点之间的距离，该距离可以通过机器人底座上的电机尾部的编码器的读数得到。

当上述障碍物不同时，衰减因子F取值不同。

当计算出机器人所在位置接收的无线个域网的信号强度指示值的平均路径损耗后，将与机器人接收到的无线个域网的信号强度指示值相乘，得到修正后的信号强度指示值，即机器人实际接收的无线个域网的信号强度指示值。

在本发明实施例中，出现的机器人接收的无线个域网的信号强度指示值，均指的是机器人实际接收的无线局域网的信号强度指示值，即本发明实施例中所用到的机器人接收的无线个域网的信号强度指示值均指的是考虑衰减之后得到的机器人实际接收的无线个域网的信号强度指示值。

本发明实施例提供的室内机器人定位方法，采用射频识别定位和无线个域网定位两种方法同时对机器人在室内的位置进行定位，当在多层楼层进行定位时，不需要在每一层都设置无线个域网子节点，一方面减少了设置的无线个域网子节点的个数，降低了成本，同时避免了每层之间网络信号的干扰，使得定位准确。

实施例2

本发明实施例提供了一种室内机器人定位装置，如图2所示，该装置包括：第一获取模块210、第一计算模块220、第二获取模块230、第一确定模块240和第二确定模块250；

上述第一获取模块210，用于获取机器人采集地面上射频识别标签得到的标签信息，该标签信息包括射频识别标签的位置坐标；

上述第一计算模块220，用于根据上述射频识别标签的位置坐标，计算机器人的位置坐标；

上述第二获取模块230，用于获取机器人所在室内不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的分布图；

上述第一确定模块240，用于对机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到上述信号强度指示值的修正值，计算该修正值与上述分布图上不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率，根据上述匹配概率确定机器人的辅助定位位置坐标；

上述第二确定模块250，用于根据机器人的位置坐标和机器人的辅助定位位置坐标确定机器人的实际位置坐标。

其中，为了能够确定出机器人在每个位置的朝向角度，本发明实施例提供的室内机器人定位装置还包括第三获取模块和第三确定模块；

上述第三获取模块，用于获取当前时刻机器人上编码器的读数；上述第三确定模块，用于根据当前时刻编码器的读数及前一时刻编码器的读数确定机器人的朝向角度。

其中，上述第一确定模块240对机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正是通过修正单元实现的，具体包括：

上述修正单元，用于根据预设时间内机器人在多个时刻接收的无线个域网的信号强度指示值，通过公式(1)对机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正；

其中，在公式(1)中，RSSI为上述信号强度指示值的修正值，n为预设时间内接收的无线个域网的信号强度指示值的个数，λ为滤波特性参数，RSSI_i为第i个时刻机器人接收的无线个域网的信号强度指示值。

其中，上述第一计算模块220根据射频识别标签的位置坐标，计算机器人的位置坐标，是通过计算单元和第一确定单元实现的，具体包括：

上述计算单元，用于根据射频识别标签的位置坐标，计算由射频识别标签构成的图形的中心点坐标；上述第一确定单元，用于将上述中心点确定为机器人的位置坐标。

本发明实施例提供的室内机器人定位装置，采用射频识别定位和无线个域网定位同时对机器人在室内的位置进行定位，当在多层楼层进行定位时，不需要在每一层都设置无线个域网子节点，一方面减少了设置的无线个域网子节点的个数，降低了成本，同时避免了每层之间网络信号的干扰，使得定位准确。

本发明实施例所提供的室内机器人定位装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，又例如，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通信接口，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。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种室内机器人定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取机器人采集地面上射频识别标签得到的标签信息，所述标签信息包括所述射频识别标签的位置坐标；

根据所述射频识别标签的位置坐标，计算所述机器人的位置坐标；

获取所述机器人所在室内不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的分布图；

对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到所述信号强度指示值的修正值，计算所述修正值与所述分布图上不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率，根据所述匹配概率确定所述机器人的辅助定位位置坐标；

根据所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标确定所述机器人的实际位置坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标确定所述机器人的实际位置坐标之后，还包括：

获取当前时刻所述机器人上编码器的读数；

根据当前时刻所述编码器的读数及前一时刻所述编码器的读数确定所述机器人的朝向角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到所述信号强度指示值的修正值，包括：

根据预设时间内所述机器人在多个时刻接收的无线个域网的信号强度指示值，通过公式(1)对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正；

$RSSI=\mathrm{\λ}\sqrt{\frac{{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{RSSI}}_i-\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{RSSI}}_i\right)}^2}{n-1}}+\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{RSSI}}_i}{n}---\left(1\right)$

其中，在公式(1)中，RSSI为所述信号强度指示值的修正值，n为预设时间内接收的无线个域网的信号强度指示值的个数，λ为滤波特性参数，RSSI_i为第i个时刻所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述射频识别标签的位置坐标，计算所述机器人的位置坐标，包括：

根据所述射频识别标签的位置坐标，计算由所述射频识别标签构成的图形的中心点坐标；

将所述中心点坐标确定为所述机器人的位置坐标。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标确定所述机器人的实际位置坐标，包括：

计算所述机器人的位置坐标与所述机器人的辅助定位位置坐标的差值坐标；

将所述差值坐标的绝对值与预设坐标进行比较；

当所述绝对值小于或等于所述预设坐标时，将所述机器人的位置坐标或所述机器人的辅助定位位置坐标中的任意一个确定为所述机器人的实际位置坐标；

当所述绝对值大于所述预设坐标时，对所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标进行融合处理，将融合处理后得到的位置坐标确定为所述机器人的实际位置坐标。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述修正值与所述分布图上不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率，包括：

从所述分布图中获取每个所述参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值和方差；

根据所述修正值、每个所述参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值和方差，计算所述修正值与每个所述参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率。

7.一种室内机器人定位装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取机器人采集地面上射频识别标签得到的标签信息，所述标签信息包括所述射频识别标签的位置坐标；

第一计算模块，用于根据所述射频识别标签的位置坐标，计算所述机器人的位置坐标；

第二获取模块，用于获取所述机器人所在室内不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的分布图；

第一确定模块，用于对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正，得到所述信号强度指示值的修正值，计算所述修正值与所述分布图上不同参考位置接收的无线个域网的信号强度指示值的匹配概率，根据所述匹配概率确定所述机器人的辅助定位位置坐标；

第二确定模块，用于根据所述机器人的位置坐标和所述机器人的辅助定位位置坐标确定所述机器人的实际位置坐标。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三获取模块，用于获取当前时刻所述机器人上编码器的读数；

第三确定模块，用于根据当前时刻所述编码器的读数及前一时刻所述编码器的读数确定所述机器人的朝向角度。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

修正单元，用于根据预设时间内所述机器人在多个时刻接收的无线个域网的信号强度指示值，通过公式(1)对所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值进行修正；

$RSSI=\mathrm{\λ}\sqrt{\frac{{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{RSSI}}_i-\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{RSSI}}_i\right)}^2}{n-1}}+\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{RSSI}}_i}{n}---\left(1\right)$

其中，在公式(1)中，RSSI为所述信号强度指示值的修正值，n为预设时间内接收的无线个域网的信号强度指示值的个数，λ为滤波特性参数，RSSI_i为第i个时刻所述机器人接收的无线个域网的信号强度指示值。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：

计算单元，用于根据所述射频识别标签的位置坐标，计算由所述射频识别标签构成的图形的中心点坐标；

第一确定单元，用于将所述中心点坐标确定为所述机器人的位置坐标。