CN206177313U - 机器人协同定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种机器人协同定位系统，包括：主位机器人及次位机器人，主位机器人上设置DW1000定位芯片、主位微控制单元、主位ZigBee模块、通信唤醒模块、判断模块、超声波测距装置，次位机器人上设置次位微控制单元及次位ZigBee模块；主位微控制单元根据判断模块输出的判断结果控制通信唤醒模块启动主位ZigBee模块，将获取的位置信息通过主位ZigBee模块发送至次位机器人。实现对不具备有定位功能的老旧作业机器人进行定位，采用阶梯唤醒各个功能模块的方式，降低功耗而且提升定位精度。

Description

机器人协同定位系统

技术领域

本实用新型属于机器人定位技术领域，尤其涉及一种低功耗的机器人协同定位系统。

背景技术

目前，在机器人的参与作业及营救过程中，机器人定位监测系统的引入可以很大程度的保障人员的安全，在作业营救过程中，迫切需要利用定位监测系统全天候对出入作业现场的机器人进行实时自动跟踪，以便随时掌握每个机器人在作业现场的位置分布情况。

但是，在以前生产的一些作业机器人往往不具有定位功能，如果要实现定位功能只能更换掉这些设备，成本高，又或者，为了节省成本，一些现在生产的设备就没有定位芯片，造成了定位功能的缺失。除此之外，若是在每一个机器人上装载定位装置，尤其是需要精准定位的作业环境中，需要价格较高的定位芯片，这无疑需要大量资金的投入，在整个作业过程中，定位部分就消耗了大量的能源，大大降低了机器人的有效作业时间。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种低功耗的机器人协同定位系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本实用新型采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种机器人协同定位系统，包括：主位机器人及若干与所述主位机器人相互通信的次位机器人，所述主位机器人上设置DW1000定位芯片、主位微控制单元、主位ZigBee模块、通信唤醒模块、判断模块、测量主位机器人与次位机器人之间距离的超声波测距装置，所述次位机器人上设置次位微控制单元及用于获取所述主位机器人发送的位置信息的次位ZigBee模块；

所述判断模块与所述超声波测距装置的输出接口连接，用于根据所述超声波测距装置接收到的回波信号判断次位机器人是否进入有效定位范围；

所述主位微控制单元的输入接口连接有所述判断模块，所述主位微控制单元的输出接口连接有所述通信唤醒模块及所述主位ZigBee模块，所述主位微控制单元用于根据所述判断模块输出的判断结果控制所述通信唤醒模块启动所述主位ZigBee模块，从而将所述DW1000定位芯片获取的位置信息通过所述主位ZigBee模块发送至所述次位机器人。

在一些可选的实施例中，所述主位机器人上还设置与所述超声波测距装置连接的红外线探测器，所述次位机器人还设置红外辐射装置，当所述红外线探测器探测到所述次位机器人所辐射的红外能量时，所述红外线探测器唤醒所述超声波测距装置进行测距。

在一些可选的实施例中，所述主位机器人上还设置有依次连接在所述超声波测距装置输出接口的信号放大电路和滤波电路，所述信号放大电路用于对所述超声波测距装置接收的回波信号进行放大，所述滤波电路用于对所述超声波测距装置接收的回波信号进行滤波。

在一些可选的实施例中，所述主位机器人上还设置有电源模块，所述电源模块为所述DW1000定位芯片、主位微控制单元、主位ZigBee模块、通信唤醒模块、判断模块、超声波测距装置及红外线探测器供电。

在一些可选的实施例中，所述次位机器人上还设置检测装置及存储模块，所述检测装置用于对所述次位机器人所处周围环境进行监测，包括：摄像机、温湿度传感器、气体传感器、PM2.5传感器、TVOC传感器及CO2传感器，所述存储模块用于存储所述检测装置所获取的监测数据。

在一些可选的实施例中，所述主位机器人上还设置用于显示所述主位机器人所在位置以及所述主位机器人与所述次位机器人之间的距离的显示器。

本实用新型所带来的有益效果：主位机器人获取位置信息后，将位置信息共享至位于主位机器人有效定位范围内且不具备有定位功能的次位机器人，从而实现对不具备有定位功能的老旧作业机器人进行定位；采用阶梯唤醒各个功能模块的方式，当主位机器人检测到次位机器人并且所述次位机器人进入有效定位范围内时，才共享位置信息，不仅降低定位系统的功耗而且避免将位置信息分享至较远的次位机器人，从而提高次位机器人的定位精度，除此之外，还提升了整体的定位精度。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本实用新型机器人协同定位系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。

如图1所示，在一些说明性的实施例中，提供一种机器人协同定位系统，包括：通过无线通讯连接的主位机器人及若干次位机器人，主位机器人与次位机器人相互通信，协同定位，即实现主位机器人实时的将位置信息共享至次位机器人，弥补次位机器人不具备定位功能的空白。

其中，主位机器人上设置有DW1000定位芯片1、主位微控制单元2、主位ZigBee模块3、通信唤醒模块4、判断模块5、超声波测距装置6及红外线探测器7；次位机器人上设置有次位微控制单元8、次位ZigBee模块9及红外辐射装置10。

红外线探测器7用于探测主位机器人附近是否存在次位机器人，当携带红外辐射装置10的次位机器人到达主位机器人附近时，主位机器人上的红外线探测器7探测到次位机器人所辐射的红外能量，此时，红外线探测器7唤醒超声波测距装置6进行测距。超声波测距装置6与红外线探测器7的输出接口连接，用于测量主位机器人与处于主位机器人附近的次位机器人之间的距离，超声波测距装置6被唤醒后开始工作，将测量的距离数据传输至判断模块5。判断模块5与超声波测距装置6的输出接口连接，用于根据超声波测距装置6接收到的回波信号判断次位机器人是否进入有效定位范围，有效定位范围为预先所设定的数值，为1m。当判断模块判断出次位机器人与主位机器人的直线距离小于1m时，传输一信号至主位微控制单元2，此时才可以共享位置信息，避免将位置信息分享至较远的次位机器人，从而提高次位机器人的定位精度。在一些说明性的实施例中，所述主位机器人上还设置有信号放大电路和滤波电路，信号放大电路和滤波电路依次连接在超声波测距装置6的输出接口，信号放大电路用于对超声波测距装置6接收的回波信号进行放大，滤波电路用于对超声波测距装置6接收的回波信号进行滤波，进行放大和滤波处理后的信号再传输至判断模块5，提升判断模块6的判断的准确度。

主位微控制单元2的输入接口连接判断模块5，主位微控制单元的输出接口连接通信唤醒模块4及主位ZigBee模块3。当主位微控制单元2接收到判断模块5发送的信号后，根据判断模块5输出的判断结果控制通信唤醒模块4启动主位ZigBee模块3。主位ZigBee模块3被启动后，主位微控制单元2控制主位ZigBee模块3将DW1000定位芯片1获取的位置信息通过主位ZigBee模块3发送至次位机器人，完成位置信息的共享。

次位机器人上的次位微控制单元8控制次位ZigBee模块9获取所述主位机器人发送的位置信息。不仅实现对不具备有定位功能的老旧作业机器人进行定位的功能，而且采用阶梯唤醒各个功能模块的方式，不仅降低定位系统的功耗还提升了整体的定位精度。

在一些说明性的实施例中，主位机器人上还设置有电源模块，电源模块为DW1000定位芯片1、主位微控制单元2、主位ZigBee模块3、通信唤醒模块4、判断模块5、超声波测距装置6及红外线探测器7供电。

在一些说明性的实施例中，所述次位机器人上还设置检测装置11及存储模块12，检测装置11用于对次位机器人所处周围环境进行监测，包括：摄像机、温湿度传感器、气体传感器、PM2.5传感器、TVOC传感器及CO2传感器，存储模块12用于存储检测装置11所获取的监测数据，存储模块12采用Flash存储芯片。检测装置11设置在数量较多的次位机器人上，不仅可以降低主位机器人的工作压力，而且增大采集面积和采集数据的准确度。

在一些说明性的实施例中，所述主位机器人上还设置用于显示主位机器人所在位置以及主位机器人与次位机器人之间的距离的显示器。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变，修饰，替代，组合，简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.机器人协同定位系统，其特征在于，包括：主位机器人及若干与所述主位机器人相互通信的次位机器人，所述主位机器人上设置DW1000定位芯片、主位微控制单元、主位ZigBee模块、通信唤醒模块、判断模块、测量主位机器人与次位机器人之间距离的超声波测距装置，所述次位机器人上设置次位微控制单元及用于获取所述主位机器人发送的位置信息的次位ZigBee模块；

所述判断模块与所述超声波测距装置的输出接口连接，用于根据所述超声波测距装置接收到的回波信号判断次位机器人是否进入有效定位范围；

所述主位微控制单元的输入接口连接有所述判断模块，所述主位微控制单元的输出接口连接有所述通信唤醒模块及所述主位ZigBee模块，所述主位微控制单元用于根据所述判断模块输出的判断结果控制所述通信唤醒模块启动所述主位ZigBee模块，从而将所述DW1000定位芯片获取的位置信息通过所述主位ZigBee模块发送至所述次位机器人。

2.根据权利要求1所述的机器人协同定位系统，其特征在于，所述主位机器人上还设置与所述超声波测距装置连接的红外线探测器，所述次位机器人还设置红外辐射装置，当所述红外线探测器探测到所述次位机器人所辐射的红外能量时，所述红外线探测器唤醒所述超声波测距装置进行测距。

3.根据权利要求2所述的机器人协同定位系统，其特征在于，所述主位机器人上还设置有依次连接在所述超声波测距装置输出接口的信号放大电路和滤波电路，所述信号放大电路用于对所述超声波测距装置接收的回波信号进行放大，所述滤波电路用于对所述超声波测距装置接收的回波信号进行滤波。

4.根据权利要求3所述的机器人协同定位系统，其特征在于，所述主位机器人上还设置有电源模块，所述电源模块为所述DW1000定位芯片、主位微控制单元、主位ZigBee模块、通信唤醒模块、判断模块、超声波测距装置及红外线探测器供电。

5.根据权利要求4所述的机器人协同定位系统，其特征在于，所述次位机器人上还设置检测装置及存储模块，所述检测装置用于对所述次位机器人所处周围环境进行监测，包括：摄像机、温湿度传感器、气体传感器、PM2.5传感器、TVOC传感器及CO²传感器，所述存储模块用于存储所述检测装置所获取的监测数据。

6.根据权利要求5所述的机器人协同定位系统，其特征在于，所述主位机器人上还设置用于显示所述主位机器人所在位置以及所述主位机器人与所述次位机器人之间的距离的显示器。