CN110824461B - 一种定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种定位方法，包括：根据楼层布局放置UWB基站；根据房间大小放置RFID标签；机器人根据UWB基站和/或RFID标签的信号强度确定所在位置。本发明的定位方法能够减少数据量，提高定位精度及降低成本。

Description

一种定位方法
技术领域
本发明实施例涉及定位技术领域，尤其涉及一种定位方法。
背景技术
随着机器人施工应用越来越普遍，机器人在楼宇中跨楼层作业已成为一种大趋势。
在作业过程中的定位，是通过整栋楼建图，通过机器人的x、y、z三轴坐标来确定机器人的当前位置。但是该方法数据庞大冗余，且必须获取机器人当前高度值，获取当前高度值一般是采用气压传感器来测量，但气压传感器对温度和湿度敏感易产生误差，也可通过高精度传感器来测量，但成本高。
发明内容
本发明实施例的目的在于提出一种定位方法，能够减少数据量，提高定位精度及降低成本。
为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种定位方法，包括：
根据楼层布局放置UWB基站；
根据房间大小放置RFID标签；
机器人根据UWB基站和/或RFID标签的信号强度确定所在位置。
进一步的，机器人根据UWB基站和/或RFID标签的信号强度确定所在位置，包括：
根据UWB基站的信号强度确定所述UWB基站所在的楼层号；
根据RFID标签的信号强度确定所述RFID标签所在的楼层号及房间号；
若UWB楼层号与RFID楼层号相同，则所在位置为RFID标签所在的楼层号及房间号。
进一步的，所述根据UWB基站的信号强度确定所述UWB基站所在的楼层号，包括：
根据各基站的信号强度选择距离最近的基站；
根据距离最近的基站的编号获取基站对应的楼层号。
进一步的，，所述根据各基站的信号强度选择距离最近的基站，包括：
若接收到的总信号强度减去任一个基站的信号强度的差值小于预设值，则判断所述基站处于视距状态；
选取视距状态下距离最近的基站。
进一步的，所述根据RFID标签的信号强度确定所述RFID标签所在的楼层号及房间号，包括：
根据各标签的信号强度选择强度最大的标签；
根据强度最大的标签的编号获取标签对应的楼层号及房间号。
进一步的，根据各标签的信号强度选择强度最大的标签，包括：
将接收到的标签的信号强度根据所属的房间进行汇总；
选取汇总后的多个总信号强度中强度最大对应的标签。
进一步的，根据距离最近的基站的编号获取基站对应的楼层号，之前还包括：
根据距离最近的基站的编号确定在执行件内或楼层内；
相应的，根据距离最近的基站的编号获取基站对应的楼层号，包括：
若确定为楼层内，则根据距离最近的基站的编号获取楼层号；
根据距离最近的基站的编号获取基站对应的楼层号，之后还包括：
若确定为执行件内，则所在位置为执行件内。
进一步的，确定在执行件内或楼层内包括：
增加所述执行件内基站。
进一步的，所述增加所述执行件内基站，包括：
以执行件与楼层的分界线为对称轴，在所述执行件内及所述楼层内分别设置所述UWB基站。
进一步的，所述机器人根据UWB基站和/或RFID标签的信号强度确定所在位置之后还包括：
根据所述所在位置调取对应的地图；
根据所述地图进行二次定位和/或导航。
本发明实施例的有益效果为：
本发明实施例通过UWB与RFID的结合来确定机器人所在的位置，能够减少数据量及避免温湿度带来的精度影响，从而提高定位精度，并且能够降低成本，还能够保证在任意位置唤醒机器人时，机器人知道当前所在的楼层号及房间号。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种定位方法的流程示意图。
图2是本发明实施例一提供的一种定位方法中放置RFID标签的结构示意图。
图3是本发明实施例二提供的一种定位方法的流程示意图。
图4是本发明实施例二提供的一种定位方法中增加执行件内基站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。
实施例一
本实施例提供了一种定位方法，能够减少数据量及避免温湿度带来的精度影响，从而提高定位精度，并且能够降低成本，还能够保证在任意位置唤醒机器人时，机器人知道当前所在的楼层号及房间号。
图1是本发明实施例一提供的一种定位方法的流程示意图。如图1所示，该定位方法包括如下步骤：
S11，根据楼层布局放置UWB基站。结合2个基站可实现一维定位，3个及以上基站可实现二维定位，8个及以上基站可实现三维定位的特性，根据楼层的布局将基站作为参考点布置在已知的坐标点处，能够只对基站的位置有要求而无需知道基站的当前坐标，从而实施方便。
S12，根据房间大小放置RFID标签。
图2是本发明实施例一提供的一种定位方法中放置RFID标签的结构示意图。结合RFID设备的特性及使得机器人在楼层内的任意区域都能检测到标签的信号，即没有盲区，将如图2所示的房间大小作为示例来放置RFID标签。
可选的，该方法还包括：S13，建立嵌入式数据库。数据库中包含两张表，一张表为UWB基站的编号与楼层号的对应关系表，该表包含：UWB基站编号、楼层号。另一张表为RFID标签的编号与楼层号、房间号的对应关系表，该表包含：RFID标签编号、楼层号、房间号。
S14，机器人根据UWB基站和/或RFID标签的信号强度确定所在位置。
机器人设置有UWB标签及RFID读写器。其中，UWB标签及RFID读写器都通过串口转USB线连接在机器人。
具体的，S141，根据UWB基站的信号强度确定所述UWB基站所在的楼层号。
优选的，根据各基站的信号强度选择距离最近的基站。
从UWB标签的数据帧中获取检测到的UWB基站的信号强度，若接收到的总信号强度减去任一个基站的信号强度的差值小于预设值，则判断所述基站处于视距状态，然后选取视距状态下距离最近的基站。在本实施例中，预设值为6dB。
根据距离最近的基站的编号获取基站对应的楼层号。通过对应关系表获得对应的楼层号。
S142，根据RFID标签的信号强度确定所述RFID标签所在的楼层号及房间号。
优选的，根据各标签的信号强度选择强度最大的标签。
从RFID读写器的数据帧中获取检测到的RFID标签的信号强度，将接收到的标签的信号强度根据所属的房间进行汇总，即用接收到的属于同一楼层号及同一房间号的标签的信号强度汇总。然后选取汇总后的多个总信号强度中强度最大对应的标签，即取最强信号强度所在的楼层号及房间号，从而防止误判，提高准确度。
根据强度最大的标签的编号获取标签对应的楼层号及房间号。通过对应关系表获得楼层号及房间号。
S143，若UWB楼层号与RFID楼层号相同，则所在位置为RFID标签所在的楼层号及房间号。将基站传过来的楼层号与从标签解析到的楼层号进行对比，楼层号相同才给出机器人当前的楼层号和房间号。
可选的，该方法还包括：S15，根据所述所在位置调取对应的地图，根据所述地图进行二次定位和/或导航。从而有效解决了导航定位及地图调取的问题。
该位置信息通过ROS消息的形式发布。同时将该位置信息及二次定位后的位置信息融合后一起以MQTT(消息队列遥测传输)消息的形式上传到服务器，以供调度机器人跨楼层施工使用，及供终端显示使用。
本实施例通过UWB与RFID的结合来确定机器人所在的位置，能够减少数据量及避免温湿度带来的精度影响，从而提高定位精度，并且能够降低成本，还能够保证在任意位置唤醒机器人时，机器人知道当前所在的楼层号及房间号。
实施例二
本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了确定机器人位置的方法。图3是本发明实施例二提供的一种定位方法的流程示意图。如图3所示，根据UWB基站的信号强度确定所述UWB基站所在的楼层号具体包括如下步骤：
S21，根据各基站的信号强度选择距离最近的基站。
S22，根据距离最近的基站的编号确定在执行件内或楼层内。
具体的，增加所述执行件内基站。图4是本发明实施例二提供的一种定位方法中增加执行件内基站的结构示意图。如图4所示，以执行件与楼层的分界线为对称轴，在所述执行件内及所述楼层内分别设置所述UWB基站。即每栋楼电梯内放置1个UWB基站，每层楼电梯出口处放置1个UWB基站。
优选的，执行件为电梯，但不以此为限。
在本实施例中，UWB基站的编号与楼层号的对应关系表中还包含：是否为执行件内的基站。
S23a，若确定为楼层内，则根据距离最近的基站的编号获取楼层号。通过对应关系表确定为楼层内，获取到UWB楼层号后获取RFID楼层号，然后判断UWB楼层号与RFID楼层号是否相同，相同则给出机器人当前的楼层号及房间号。
S23b，若确定为执行件内，则所在位置为执行件内。通过对应关系表确定为执行件内后忽略楼层号，再给出机器人当前在执行件内。
本实施例通过在执行件内及楼层内分别设置UWB基站，从而能够区分机器人在执行件内还是在楼层内，进而提高定位精准度。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种定位方法，其特征在于，包括：
根据楼层布局放置UWB基站；
根据房间大小放置RFID标签；
机器人根据UWB基站和/或RFID标签的信号强度确定所在位置；
机器人根据UWB基站和/或RFID标签的信号强度确定所在位置，包括：
根据UWB基站的信号强度确定所述UWB基站所在的楼层号；
根据RFID标签的信号强度确定所述RFID标签所在的楼层号及房间号；
若UWB楼层号与RFID楼层号相同，则所在位置为RFID标签所在的楼层号及房间号。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据UWB基站的信号强度确定所述UWB基站所在的楼层号，包括：
根据各基站的信号强度选择距离最近的基站；
根据距离最近的基站的编号获取基站对应的楼层号。
3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述根据各基站的信号强度选择距离最近的基站，包括：
若接收到的总信号强度减去任一个基站的信号强度的差值小于预设值，则判断所述基站处于视距状态；
选取视距状态下距离最近的基站。
4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据RFID标签的信号强度确定所述RFID标签所在的楼层号及房间号，包括：
根据各标签的信号强度选择强度最大的标签；
根据强度最大的标签的编号获取标签对应的楼层号及房间号。
5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于，根据各标签的信号强度选择强度最大的标签，包括：
将接收到的标签的信号强度根据所属的房间进行汇总；
选取汇总后的多个总信号强度中强度最大对应的标签。
6.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，根据距离最近的基站的编号获取基站对应的楼层号，之前还包括：
根据距离最近的基站的编号确定在执行件内或楼层内；
相应的，根据距离最近的基站的编号获取基站对应的楼层号，包括：
若确定为楼层内，则根据距离最近的基站的编号获取楼层号；
根据距离最近的基站的编号获取基站对应的楼层号，之后还包括：
若确定为执行件内，则所在位置为执行件内。
7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，确定在执行件内或楼层内包括：
增加所述执行件内基站。
8.根据权利要求7所述的定位方法，其特征在于，所述增加所述执行件内基站，包括：
以执行件与楼层的分界线为对称轴，在所述执行件内及所述楼层内分别设置所述UWB基站。
9.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述机器人根据UWB基站和/或RFID标签的信号强度确定所在位置之后还包括：
根据所述所在位置调取对应的地图；
根据所述地图进行二次定位和/或导航。
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