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室外移动 机器人的精确定位系统

阅读：524发布：2023-02-27

专利汇可以提供室外移动机器人的精确定位系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开一种室外移动机器人的精确定位系统，包括为移动机器人提供充电接口的基站，所述的基站设置基站电子控制装置，所述的基站电子控制装置包括提供稳定电源的第一电源模块，进行集中处理的第一微控器，控制充电过程的充电模块，获取基站定位数据的第一GPS模块，进行数据传输的第一无线串行通信模块；所述的移动机器人设置机器人电子控制装置，所述的机器人电子控制装置设置提供稳定电源的第二电源模块，进行集中处理的第二微控器，获取机器人定位数据的第二GPS模块，进行数据传输的第二无线串行通信模块，进行状态显示和界面操作的人机界面，进行行走驱动的行走模块，进行环境障碍物检测的环境感知模块和与具体任务相关的任务执行模块。，下面是室外移动机器人的精确定位系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.室外移动机器人的精确定位系统，包括为移动机器人提供充电接口的基站，所述的基站设置基站电子控制装置，所述的基站电子控制装置包括提供稳定电源的第一电源模块，进行集中处理的第一微控器和控制充电过程的充电模块；所述的移动机器人设置机器人电子控制装置，所述的机器人电子控制装置设置提供稳定电源的第二电源模块，进行集中处理的第二微控器，进行状态显示和界面操作的人机界面，进行行走驱动的行走模块，进行环境障碍物检测的环境感知模块和与具体任务相关的任务执行模块，其特征在于：所述的基站电子控制装置还包括获取基站定位数据的第一GPS模块，进行数据传输的第一无线串行通信模块；所述的机器人电子控制装置还设置获取机器人定位数据的第二GPS模块，进行数据传输的第二无线串行通信模块。
2.如权利要求1所述的室外移动机器人的精确定位系统，其特征在于：所述的第一GPS模块与所述的第一微控器连接，所述的第一微控器与所述的第一无线串行通信模块连接；
所述的第一GPS模块获得基站定位数据，并输出给所述的第一微控器，所述的第一微控器通过所述的第一无线串行通信模块发送给所述的第二无线串行通信模块。
3.如权利要求1所述的室外移动机器人的精确定位系统，其特征在于：所述的第二GPS模块与所述的第二微控器连接，所述的第二微控器与所述的第二无线串行通信模块连接；
所述的第二GPS模块获得机器人定位数据，并输出给所述的第二微控器；同时，所述的第二无线串行通信模块将接收的基站定位数据传送给所述的第二微控器。
4.如权利要求2或3所述的室外移动机器人的精确定位系统，其特征在于：所述的第一无线串行通信模块设置与所述的第二无线串行通信模块相同的参数，可与所述的第二无线串行通信模块进行数据传输。

说明书全文

室外移动机器人的精确定位系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种室外移动机器人的精确定位系统，属于移动机器人定位技术领域。

背景技术

[0002] 目前机器人技术得到飞速的发展和应用。对于工业机器人，比如焊接机器人，装配机器人，喷漆机器人等，在工业生产现场发挥着越来越重要的作用，从自动化生产线发展到无人车间，工业机器人在技术和应用上都达到了令人满意的程度。但是对于服务机器人，还远远落后于工业机器人的发展，几乎还处于实验室阶段。可喜的是，其中一种机器人-家庭吸尘机器人已经走进普通家庭应用，并形成了产业规模。即使是这样，家庭吸尘机器人的技术并没有达到令人满意的程度，其中最大的难点就是机器人的定位技术。不管是产业界，还是学术界都在努力攻克这个难题。

[0003] 对于室外移动机器人也面临这样的难题。专利US6445983，公开一种自主导航系统，能在视觉导航模式和GPS导航模式间切换的机器人系统，揭示了GPS系统，陀螺仪系统，视觉系统的综合运用。专利US7840352公开一种自动导航系统，揭示并保护了GPS导航，惯性导航和视觉导航的综合系统。在这两个专利中都使用GPS定位技术，但是都试图从GPS装置输出的数据中得到准确的定位信息。但是，GPS定位数据包含了难以避免的误差，其中包括系统误差，比如卫星和接收机的时钟差，星历误差，电离层和对流层延迟误差等，还包括跟接收机本身有关的随即误差。因此，基于单独的GPS定位数据只能达到10米以上的定位精度，正是这样的原因，自动导航系统都必须包括其他的定位导航方式来弥补GPS定位数据的不准确。发明内容

[0004] 本实用新型的目的是为了解决室外移动机器人的自定位问题，基于差分GPS的原理，在基站和移动机器人上分别设置GPS模块，并进行数据融合，以消除系统定位误差，达到精确定位的目的。

[0005] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0006] 室外移动机器人的精确定位系统，包括为移动机器人提供充电接口的基站，所述的基站设置基站电子控制装置，所述的基站电子控制装置包括提供稳定电源的第一电源模块，进行集中处理的第一微控器和控制充电过程的充电模块；所述的移动机器人设置机器人电子控制装置，所述的机器人电子控制装置设置提供稳定电源的第二电源模块，进行集中处理的第二微控器，进行状态显示和界面操作的人机界面，进行行走驱动的行走模块，进行环境障碍物检测的环境感知模块和与具体任务相关的任务执行模块，其特征在于：所述的基站电子控制装置还包括获取基站定位数据的第一GPS模块，进行数据传输的第一无线串行通信模块；所述的机器人电子控制装置还设置获取机器人定位数据的第二GPS模块，进行数据传输的第二无线串行通信模块。

[0007] 所述的第一GPS模块与所述的第一微控器连接，所述的第一微控器与所述的第一无线串行通信模块连接；所述的第一GPS模块获得基站定位数据，并输出给所述的第一微控器，所述的第一微控器通过所述的第一无线串行通信模块发送给所述的第二无线串行通信模块。

[0008] 所述的第二GPS模块与所述的第二微控器连接，所述的第二微控器与所述的第二无线串行通信模块连接；所述的第二GPS模块获得机器人定位数据，并输出给所述的第二微控器；同时，所述的第二无线串行通信模块将接收的基站定位数据，传送给所述的第二微控器。

[0009] 所述的第一无线串行通信模块设置与所述的第二无线串行通信模块相同的参数，可与所述的第二无线串行通信模块进行数据传输。附图说明

[0010] 图1是系统示意图；

[0011] 图2是基站电子控制装置的原理框图；

[0012] 图3是机器人电子控制装置的原理框图。

具体实施方式

[0013] 下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

[0014] 参照图1-3，室外移动机器人的精确定位系统，包括为移动机器人15提供充电接口的基站14，所述的基站14设置基站电子控制装置，所述的基站电子控制装置包括提供稳定电源的第一电源模块1，进行集中处理的第一微控器2和控制充电过程的充电模块5，还包括获取基站定位数据的第一GPS模块3，进行数据传输的第一无线串行通信模块4。 [0015] 所述的移动机器人15设置机器人电子控制装置，所述的机器人电子控制装置设置提供稳定电源的第二电源模块6，进行集中处理的第二微控器7，进行状态显示和界面操作的人机界面13，进行行走驱动的行走模块11，进行环境障碍物检测的环境感知模块12和与具体任务相关的任务执行模块10，还设置获取机器人定位数据的第二GPS模块8，进行数据传输的第二无线串行通信模块9，所述的第二微控器7设置差分定位算法。所述的任务执行模块10，行走模块11，环境感知模块12和人机界面13与所述的第二微控器7连接，进行集中控制。

[0016] 所述的第一无线串行通信模块4设置与所述的第二无线串行通信模块9相同的参数，可与所述的第二无线串行通信模块9进行数据传输。

[0017] 所述的第一GPS模块3与所述的第一微控器2连接，所述的第一微控器2与所述的第一无线串行通信模块4连接；所述的第一GPS模块3获得基站定位数据，并输出给所述的第一微控器2，所述的第一微控器2通过所述的第一无线串行通信模块4发送给所述的第二无线串行通信模块9，所述的第二无线串行通信模块9将接收的基站定位数据，传送给所述的第二微控器7。

[0018] 所述的第二GPS模块8与所述的第二微控器7连接，所述的第二微控器7与所述的第二无线串行通信模块9连接；所述的第二GPS模块8获得机器人定位数据，并输出给所述的第二微控器7。

[0019] 综上所述，在基站和移动机器人上分别设置GPS模块，并进行数据融合，以消除系统定位误差，只保留了很小部分的随机误差，达到精确定位的目的，为室外移动机器人的定位和导航提供了精确的位置数据，进一步可实现工作环境的地图建立以及基于任务的工作规划。

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