一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及家庭機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著家用設(shè)備的不斷智能化，家用機(jī)器人能用戶會(huì)提出更為智能的需求，因此家用機(jī)器人市場(chǎng)近來快速增長(zhǎng)，甚至超過工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。
[0003]目前，家用機(jī)器人室內(nèi)的定位技術(shù)包括RFID、LBS、IR、WLAN、Bluetooth，它們根據(jù)特定的算法對(duì)機(jī)器人的位置進(jìn)行測(cè)量來完成定位。目前常見的室內(nèi)定位系統(tǒng)包括:
紅外線室內(nèi)定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)不能穿過障礙物，使得紅外射線僅能視距傳播。目前Olivetti研究實(shí)驗(yàn)室的Active Badge系統(tǒng)采用該項(xiàng)技術(shù)。
[0004]超聲波室內(nèi)定位需要大量的底層硬件設(shè)備，因此存在成本較高的缺點(diǎn)。目前Cricket System和Active Bat米用該技術(shù)。
[0005]藍(lán)牙室內(nèi)定位系統(tǒng)，主要不足在于藍(lán)牙器件和設(shè)備的價(jià)格比較昂貴，而且對(duì)于復(fù)雜的空間環(huán)境，藍(lán)牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差。
[0006]RFID，此系統(tǒng)基于信號(hào)強(qiáng)度分析法，采用聚合算法對(duì)三維空間進(jìn)行定位，通過標(biāo)識(shí)檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)弱來表示標(biāo)識(shí)之間的距離。采用該技術(shù)的代表有Spo ton、Wave trend和Bewator Cotag等公司。
[0007]然而以上技術(shù)處理傳感器硬件本身的缺點(diǎn)外，主要因?yàn)樗惴ú粔騼?yōu)良，導(dǎo)致機(jī)器人實(shí)際定位中出現(xiàn)了諸多問題，所以機(jī)器人室內(nèi)定位技術(shù)需要更優(yōu)良的算法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有產(chǎn)品所存在的技術(shù)問題，從而提供一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，機(jī)器人可以精準(zhǔn)定位家里的位置，可以直線繞過障礙物到達(dá)目的地，并且空間增加和減少的物品自動(dòng)識(shí)別和繞開。
[0009]本發(fā)明提供一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，具體步驟為:
a.室內(nèi)布置坐標(biāo)系統(tǒng)，選取室內(nèi)不同位置，將機(jī)器人測(cè)量房間位置生成地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)；
b.將生成的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)和機(jī)器人位置數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并引入增加物品特征對(duì)機(jī)器人行走路徑的影響數(shù)據(jù)，將路徑數(shù)據(jù)與相應(yīng)的位置數(shù)據(jù)建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫，作為定位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集；
c.引入向量回歸模型，通過地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)與機(jī)器人位置數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系；
d.將待位置數(shù)據(jù)代入支撐向量回歸模型，計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
[0010]上述的一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)為縱橫坐標(biāo)信息、高度坐標(biāo)信息。
[0011]上述的一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)為第j節(jié)點(diǎn)到第i個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的測(cè)量位置數(shù)據(jù)設(shè)為CredA將該測(cè)量位置數(shù)據(jù)乘以位置數(shù)據(jù)，作為修正的定位數(shù)據(jù)集。
[0012]上述的一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)與地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的函數(shù)為:
χ=Σi(aix-aix*)ker(Di,D)+bx]]>y=Σi(aiy_aiy氺)ker(Di,D)+by]]>
其中ker()為核函數(shù)，alx，alx*，bx分別表示求解x軸的位置估計(jì)函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量，aly，ai/，by分別表示求解y軸的位置估計(jì)函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量。
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
【附圖說明】
[0014]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合本發(fā)明的附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的
實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，
都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]結(jié)合圖1所示，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，具體步驟為:
5101.室內(nèi)布置坐標(biāo)系統(tǒng)，選取室內(nèi)不同位置，將機(jī)器人測(cè)量房間位置生成地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)；
5102.將生成的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)和機(jī)器人位置數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并引入增加物品特征對(duì)機(jī)器人行走路徑的影響數(shù)據(jù)，將路徑數(shù)據(jù)與相應(yīng)的位置數(shù)據(jù)建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫，作為定位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集；
5103.引入向量回歸模型，通過地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)與機(jī)器人位置數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系；
5104.將待位置數(shù)據(jù)代入支撐向量回歸模型，計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
[0018]上述的一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)為縱橫坐標(biāo)信息、高度坐標(biāo)信息。
[0019]上述的一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)為第j節(jié)點(diǎn)到第i個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的測(cè)量位置數(shù)據(jù)設(shè)為CredA將該測(cè)量位置數(shù)據(jù)乘以位置數(shù)據(jù)，作為修正的定位數(shù)據(jù)集。
[0020]上述的一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，所述位置數(shù)據(jù)與地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的函數(shù)為:χ=Σi(aix-aix*)ker(Di，D)+bx]]>γ=Σ i(aiy-aiy>!<)ker(Di，D)+by]]>
設(shè)有1個(gè)位置已知的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)(AP)及m個(gè)位置已知的機(jī)器人，假終端其到地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的位置數(shù)據(jù)Α=τ ll···iml· ········ xll· · · xml，] ]>fi j 表不第 i 個(gè)機(jī)器人到第 j個(gè)地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的信號(hào)傳輸時(shí)延，能量矩陣(RSS)B=rsl l· · ·rsml·········rsll··&CenterDot ;rsml，] ]>rsi j表示第i個(gè)機(jī)器人到第j個(gè)地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及坐標(biāo)pos=xl，yl&CenterDot ;· ·xm，ym]]>均為已知。貝丨】需要估計(jì)函數(shù)關(guān)系pos = f(D)，D=AT+BTo
[0021]其中ker()為核函數(shù)，α1χ，αι/，?3χ分別表示求解x軸的位置估計(jì)函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量，aiy，ai/，by分別表不求解y軸的位置估計(jì)函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量。
[0022]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而不是全部的實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而不是全部的實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，具體步驟為: a.室內(nèi)布置坐標(biāo)系統(tǒng)，選取室內(nèi)不同位置，將機(jī)器人測(cè)量房間位置生成地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)； b.將生成的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)和機(jī)器人位置數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并引入增加物品特征對(duì)機(jī)器人行走路徑的影響數(shù)據(jù)，將路徑數(shù)據(jù)與相應(yīng)的位置數(shù)據(jù)建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫，作為定位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集； c.引入向量回歸模型，通過地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)與機(jī)器人位置數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系； d.將待位置數(shù)據(jù)代入支撐向量回歸模型，計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述位置數(shù)據(jù)為縱橫坐標(biāo)信息、高度坐標(biāo)信息。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述位置數(shù)據(jù)為第j節(jié)點(diǎn)到第i個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的測(cè)量位置數(shù)據(jù)設(shè)為CredA將該測(cè)量位置數(shù)據(jù)乘以位置數(shù)據(jù)，作為修正的定位數(shù)據(jù)集。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述位置數(shù)據(jù)與地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的函數(shù)為: χ=Σi(aix-aix*)ker(Di,D)+bx]]> y=Σi(aiy_aiy氺)ker(Di,D)+by]]> 其中ker()為核函數(shù)，alx，ai/，bx分別表示求解x軸的位置估計(jì)函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量，aly，ai/，by分別表示求解y軸的位置估計(jì)函數(shù)的拉格朗日乘子及偏移量。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種家用機(jī)器人定位算法實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人在室內(nèi)定位的準(zhǔn)確性和靈活性，運(yùn)用現(xiàn)有的傳感器就可以實(shí)現(xiàn)，不需要更換硬件，節(jié)省了陳本。同時(shí)機(jī)器人的定位算法適應(yīng)任何尺寸和構(gòu)造平面的房間，也適用于移動(dòng)和變換的家庭平面空間。
【IPC分類】H04W64/00, H04W4/04
【公開號(hào)】CN105491534
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610043201
【發(fā)明人】林魯鵬, 劉玉偉
【申請(qǐng)人】深圳市愛華興模具有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月23日