CN114705195A - 一种轨道机器人定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道机器人定位方法和装置，该定位方法包括以下步骤：获取轨道机器人实时位置的第一定位信息和起始位置的第二定位信息，其中，所述第一定位信息和所述第二定位信息为轨旁定位色块的颜色信息，所述色块以预设规律沿轨道方向排布；根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息。本发明的轨道机器人定位方法和装置能够克服轨道机器人在轮胎打滑、卡滞等情况下造成的定位偏差问题，同时也无需专门设置定位校准点以对轨道机器人的定位信息进行校准。

Description

一种轨道机器人定位方法和装置

技术领域

本发明属于轨道机器人定位领域，特别涉及一种轨道机器人定位方法和装置。

背景技术

轨道机器人是依赖于轨道行走的机器人。机器人工作内容是针对设备、装置进行特征信息采集或者操作，由于设备、装置位置固定，于是机器人根据被采集、***作对象的位置设定工作内容。因此机器人工作过程中必须精确知道自己的位置。

当前普遍使用的轨道机器人定位方式为以电机编码器为基础，以二维码、条形码、磁感应、射频卡等辅助定位中的一种或多种辅助修正。即机器人根据伺服电机编码器记录电机旋转角度，再结合定位轮的轮径计算当前位置，这种计算方法中通常会有测量误差，除去编码器累计误差外，机器人在轨道走行过程中出现定位轮打滑或者卡滞时根据编码器计算所得机器人位姿出现偏差；测量误差非常大，定位精度差。

现有技术为了进一步提高测量精度，在采用电机和定位轮进行轨道机器人位置计算的同时在轨道关键点处设置辅助定位标识，机器人在运行经过辅助定位标识时读取标识信息，并根据标识信息修正通过编码器计算所得位置的偏差。此定位方法中，如果机器人在轨道任意位置进行启动后无法确定自身位置，必须运动经过一个辅助定位标识后才能确定自身位置。即不能实时获取轨道机器人的精确定位。

发明内容

针对上述问题，本发明采用的技术方案是：一种轨道机器人定位方法，所述定位方法包括以下步骤：

获取轨道机器人实时位置的第一定位信息和起始位置的第二定位信息，其中，所述第一定位信息和所述第二定位信息为轨旁定位色块的颜色信息，所述色块以预设规律沿轨道方向排布；

根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息。

可选地，所述颜色信息为所述色块的n个颜色通道的亮度值信息，其中n为正整数，当n大于1时，n个颜色通道由低位至高位分别为第一颜色通道至第n颜色通道。

可选地，所述预设规律为：

所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递增，m为大于1的正整数；

当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递增，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长进m，低位的所述颜色通道的亮度值清零进入新循环。

可选地，所述预设规律为：

各所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递减，m为大于1的正整数；

当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递减，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长减m，低位的所述颜色通道置高进入新循环。

可选地，所述第一定位信息为(E_n,E_n-1,...,E₁)，第二定位信息为(S_n,S_n-1,...,S₁)，其中，E_j(j=n,n-1,...,1)为轨道机器人实时位置处色块的各颜色通道的亮度值，S_j(j=n,n-1,...,1)为起始位置处色块的各颜色通道的亮度值；

当n大于1时，在所述根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息的步骤中，包括以下步骤：

判断所述第一定位信息中各颜色通道的亮度值E_i是否处于两步亮度值之间，其中，1<i≤n，且i为正整数；

若处于两步亮度值之间，则将第一定位信息中处于两步亮度值之间的颜色通道的所有低位颜色通道的亮度值归零。

可选地，在所述的根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息的步骤中，具体为：

根据以下公式计算所述实时位置信息：

式中，若第一定位信息中的E_i处于两步亮度值之间，则(E_i-S_i)×R_i向上取整，其中取整指取两步亮度值中的上一步亮度值；S_E为所述轨道机器人实时位置与起始位置的距离；k_j为各颜色通道的亮度值变化步数；R_j为各颜色通道的比例因子；d为每个色块沿轨道方向的长度。

可选地，所述比例因子的计算方法包括：

获取任意两个色块的检测颜色信息，记为第一色块检测颜色信息和第二色块检测颜色信息，并获取所述两个色块的实际颜色信息，记为第一色块实际颜色信息和第二色块实际颜色信息；

计算所述第一色块检测颜色信息和第二色块检测颜色信息中同一颜色通道的亮度值的差值，以及所述第一色块实际颜色信息和第二色块实际颜色信息中同一颜色通道的亮度值的差值；

根据所述检测颜色信息的差值以及所述实际颜色信息的差值确定各颜色通道的比例因子。

可选地，所述定位方法还包括以下步骤：

周期性获取所述轨道机器人的加速度；

根据所述加速度计算所述轨道机器人的当前速度；

根据所述当前速度以及所述轨道机器人的实时位置信息计算下一周期内任意时间的预测位置信息；

根据所述轨道机器人前进方向上的终点定位色块的颜色信息和所述预测位置信息，对所述轨道机器人的速度进行控制。

可选地，所述色块为基于光学三原色的混合色块，所述光学三原色的红绿蓝对应形成3个所述颜色通道，每个所述颜色通道的亮度值变化范围为0~255。

以及，一种轨道机器人定位装置，所述定位装置包括：

定位信息获取模块，用于获取轨道机器人实时位置的第一定位信息和起始位置的第二定位信息，其中，所述第一定位信息和所述第二定位信息为轨旁定位色块的颜色信息，所述色块以预设规律沿轨道方向排布；

微控制器，用于根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息。

可选地，所述颜色信息为所述色块的n个颜色通道的亮度值信息，其中n为正整数，当n大于1时，n个颜色通道由低位至高位分别为第一颜色通道至第n颜色通道。

可选地，所述预设规律为：

所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递增，m为大于1的正整数；

当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递增，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长进m，低位的所述颜色通道的亮度值清零进入新循环。

可选地，所述预设规律为：

所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递减，m为大于1的正整数；

当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递减，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长减m，低位的所述颜色通道置高进入新循环。

可选地，所述第一定位信息为(E_n,E_n-1,...,E₁)，第二定位信息为(S_n,S_n-1,...,S₁)，其中，E_j(j=n,n-1,...,1)为轨道机器人实时位置处色块的各颜色通道的亮度值，S_j(j=n,n-1,...,1)为起始位置处色块的各颜色通道的亮度值；

当n大于1时，在所述根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息的步骤中，包括以下步骤：

判断所述第一定位信息中各颜色通道的亮度值E_i是否处于两步亮度值之间，其中，1<i≤n，且i为正整数；

若处于两步亮度值之间，则将第一定位信息中处于两步亮度值之间的颜色通道的所有低位颜色通道的亮度值归零。

可选地，所述微控制器在确定所述轨道机器人的实时位置信息时，具体为：

根据以下公式计算所述实时位置信息：

式中，若第一定位信息中的E_i处于两步亮度值之间，则(E_i-S_i)×R_i向上取整，其中取整指取两步亮度值中的上一步亮度值；S_E为所述轨道机器人实时位置与起始位置的距离；k_j为各颜色通道的亮度值变化步数；R_j为各颜色通道的比例因子；d为每个色块沿轨道方向的长度。

可选地，所述定位装置还包括：

加速度获取模块，用于周期性获取所述轨道机器人的加速度；

所述微控制器还用于，根据所述加速度计算所述轨道机器人的当前速度，根据所述当前速度以及所述轨道机器人的实时位置信息计算下一周期内任意时间的预测位置信息，并根据所述轨道机器人前进方向上的终点定位色块的颜色信息和所述预测位置信息，对所述轨道机器人的速度进行控制。

本发明由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：能够实现轨道机器人的实时定位，且轨道机器人在行程范围内的任何位置启动都可通过采集第一定位信息和第二定位信息这两个特征数据来计算并确定轨道机器人当前的位置。相比较于现有技术，本发明的轨道机器人定位方法和装置能够克服轨道机器人在轮胎打滑、卡滞等情况下造成的定位偏差问题，同时也无需专门设置定位校准点以对轨道机器人的定位信息进行校准。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1示出了根据本发明实施例的轨道机器人定位方法的步骤流程图；

图2示出了根据本发明实施例的轨道机器人速度控制方法步骤流程图；

图3示出了根据本发明实施例中色块的一种设计示意图。

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的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如图1所示的本发明实施例的轨道机器人定位方法的步骤流程图，本发明实施例的轨道机器人定位方法包括以下步骤：

S11：获取轨道机器人实时位置的第一定位信息和起始位置的第二定位信息；

S12：根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息。

其中，所述第一定位信息和所述第二定位信息为轨旁定位色块的颜色信息，所述轨旁定位色块以预设规律沿轨道方向排布。且起始位置可以是轨道上的任意位置，且色块之间的排布是连续且不间断的，每个色块沿轨道方向的宽度为d，多个色块连续排布构成色板。

可选地，所述颜色信息为所述色块的n个颜色通道的亮度值信息，其中n为正整数。

在执行步骤S11之前，还包括步骤S10：获取比例因子R，以对获取的颜色信息进行校正，具体包括以下几个步骤：

S101：获取任意两个色块的检测颜色信息，记为第一色块检测颜色信息和第二色块检测颜色信息，并获取所述两个色块的实际颜色信息，记为第一色块实际颜色信息和第二色块实际颜色信息；

S102：计算所述第一色块检测颜色信息和第二色块检测颜色信息中同一颜色通道的亮度值的差值，以及所述第一色块实际颜色信息和第二色块实际颜色信息中同一颜色通道的亮度值的差值；

S103：根据所述检测颜色信息的差值以及所述实际颜色信息的差值确定各颜色通道的比例因子。

当n大于1时，即包括多个颜色通道，n个颜色通道由低位至高位分别为第一颜色通道至第n颜色通道。且所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递增或递减。

较佳的，为实现色块的各颜色通道中相邻两步亮度值之间的过渡点的定位，取m为大于1的正整数。

亮度值为递增的情况下，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递增，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长进m，低位的所述颜色通道的亮度值清零进入新循环；当亮度值为递减的情况下，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递减，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长减m，低位的所述颜色通道置高进入新循环。

其中，定义所述第一定位信息为(E_n,E_n-1,...,E₁)，第二定位信息为(S_n,S_n-1,...,S₁)，其中，E_j(j=n,n-1,...,1)为轨道机器人实时位置处色块的各颜色通道的亮度值，S_j(j=n,n-1,...,1)为起始位置处色块的各颜色通道的亮度值。

若n大于1，在执行步骤S12时，具体包括以下步骤：

S121：判断所述第一定位信息中各颜色通道的亮度值E_i是否处于两步亮度值之间，其中，1<i≤n，且i为正整数；

S122：若处于两步亮度值之间，则将第一定位信息中处于两步亮度值之间的颜色通道的所有低位颜色通道的亮度值归零，再执行步骤S123；若E_i均不处于两步亮度值之间，则直接执行步骤S123。

S123：根据以下公式计算所述实时位置信息：

式中，若第一定位信息中的E_i处于两步亮度值之间，则(E_i-S_i)×R_i向上取整，其中取整指取两步亮度值中的上一步亮度值；S_E为所述轨道机器人实时位置与起始位置的距离；k_j为各颜色通道的亮度值变化步数；R_j为各颜色通道的比例因子；d为每个色块沿轨道方向的长度。

具体实施例一：

当n为1时，即包括一个颜色通道，即色块之间为单一颜色的渐变。

在本实施例中，步骤S12通过以下公式计算轨道机器人的实时位置：

式中，E为轨道机器人所处色块的亮度值，S为起始位置处色块的亮度值；R为该颜色通道的比例因子；d为每个色块沿轨道方向的长度。

在本实施例中，计算比例因子的公式为：

式中，C_1a、C_2a分别为第一色块实际亮度值和第二色块实际亮度值，C_1b、C_2b分别为第一色块检测亮度值和第二色块检测亮度值。

具体实施例二：

以n=3为例，如图3示出的色块的一种设计示意图，所述色块为基于光学三原色的 混合色块，所述光学三原色的红绿蓝对应形成3个所述颜色通道，定义第三颜色通道为R颜 色通道，第二颜色通道为G颜色通道，第一颜色通道为B颜色通道。每个所述颜色通道的亮度 值变化范围为0~255，且步长m=3，即k为86（在0~255的256个亮度值中，以步长为3递增或递 减，共有86个变化步数，k的计算公式为

，符号“

”表示向上取整）。

此时，若第一定位信息中的R颜色通道的亮度值处于两步亮度值之间，则G颜色通道和B颜色通道的亮度值均处于满255和新循环0之间，如轨道机器人位于色块(0,255,255)至色块(3,0,0)之间，则基于S121至S123可知，则根据下列公式计算S_E：

式中，(E_R-S_R)×R_R向上取整，其中取整指取两步亮度值中的上一步亮度值。

若第一定位信息中的R颜色通道的亮度值未处于两步亮度值之间，G颜色通道的亮度值处于两步亮度值之间，则B颜色通道的亮度值处于满255和新循环0之间，如轨道机器人位于色块(0,0,255)至色块(0,3,0)之间，则基于S121至S123可知，则根据下列公式计算S_E：

式中，(E_G-S_G)×R_G向上取整，其中取整指取两步亮度值中的上一步亮度值。

若第一定位信息中的R颜色通道和G颜色通道的亮度值均未处于两步亮度值之间，则根据以下公式计算所述实时位置信息：

式中，R_R、R_G、R_B分别为RGB三个颜色通道的比例因子，S_R、S_G、S_B分别为起始位置中RGB三个颜色通道的亮度值，E_R、E_G、E_B分别为实时位置中RGB三个颜色通道的亮度值。

在本实施例中，选取纯白色块(255,255,255)和纯黑色块(0,0,0)两个色块作为计算比例因子的第一色块和第二色块。在色板的一端可预留颜色传感器校正区，即由上述的第一色块和第二色块构成，再进行其他色块的规律排布，该两个色块长度可比其他色块长度较长，以方便在***初次安装时进行校正。计算比例因子R_R、R_G、R_B的公式为：

式中，C_Rw、C_Rb分别为纯白色块实际亮度值和纯黑色块在R颜色通道内的检测亮度值，C_Gw、C_Gb分别为纯白色块实际亮度值和纯黑色块在G颜色通道内的检测亮度值，C_Bw、C_Bb分别为纯白色块实际亮度值和纯黑色块在B颜色通道内的检测亮度值。

进一步的，若三种颜色形成的多个色块排布长度不够，可安装并行的渐变色板以满足需要，渐变色规则可采用低位渐变色板的高位颜色通道满256后高位渐变色板的低位色进一步。

在一些其他的实施例中，实施例二中的RGB三种颜色也可不混合，即每块色块由红绿蓝三种颜色形成的并行的三个单色颜色通道。

优选的，如图2所示的轨道机器人速度控制方法步骤流程图，所述机器人定位方法还包括对轨道机器人速度的控制，具体包括以下步骤：

S21：周期性获取所述轨道机器人的加速度；

一般的，通过加速度传感器获取轨道机器人的加速度，加速度传感器安装时要保证传感器正方向与轨道始终平行，即安装在与轨道固定的距离且整个运动过程与轨道切线方向保持一致。

S22：根据所述加速度计算所述轨道机器人的当前速度；

机器人初始启动时的速度V ₀=0，加速度a ₀ =0。设定定时周期为T1的读取循环中断时钟，每到T1中断，则当前速度计算公式为：

式中，i表示周期T1的中断次数。

S23：根据所述当前速度V _i 以及所述轨道机器人的实时位置信息S_E计算下一周期内任意时间的预测位置信息；

其中，根据上述步骤，设定时钟T1是从0开始的递增时钟，最大计数值为CountMax，设T1的任意时刻的计数值为CountT1，则可预测下一周期内任意时间的轨道机器人的预测位置信息，计算公式为：

S24：根据所述轨道机器人前进方向上的终点定位色块的颜色信息和所述预测位置信息，对所述轨道机器人的速度进行控制。

根据步骤S21至S24，通过对轨道机器人的定位实现对其的速度控制，当机器人前进过程中接近轨道终点或者后退过程中接近轨道起始点时，按照距离递减速度，避免运动速度太高刹车不及冲出轨道造成不必要损失。

此外，还提供本发明实施例的一种轨道机器人定位装置，所述定位装置包括定位信息获取模块、微控制器。其中，定位信息获取模块用于获取轨道机器人实时位置的第一定位信息和起始位置的第二定位信息；微控制器用于根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息。

其中，所述第一定位信息和所述第二定位信息为轨旁定位色块的颜色信息，所述轨旁定位色块以预设规律沿轨道方向排布。且起始位置可以是轨道上的任意位置，且色块之间的排布是连续且不间断的。

在本实施例中，所述定位信息获取模块可为单原色传感器，单原色传感器为设置有单原色滤光片的颜色传感器，单原色传感器可以将单色光的强弱转换为频率输出，光线越强输出频率越大，输出频率范围从2Hz－500kHz，从而检测到颜色的亮度值，通过选择颜色传感器的数量以及对应的检测颜色，从而实现的各个颜色的亮度值检测，且单原色传感器的宽度范围小于d。

其中，所述颜色信息为所述色块的n个颜色通道的亮度值信息，其中n为正整数，当n大于1时，n个颜色通道由低位至高位分别为第一颜色通道至第n颜色通道。

所述预设规律为：所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递增或递减，且m为大于1的正整数；在递增时，当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递增，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长进m，低位的所述颜色通道的亮度值清零进入新循环。在递减时，当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递减，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长减m，低位的所述颜色通道置高进入新循环。

所述第一定位信息为(E_n,E_n-1,...,E₁)，第二定位信息为(S_n,S_n-1,...,S₁)，其中，E_j(j=n,n-1,...,1)为轨道机器人实时位置处色块的各颜色通道的亮度值，S_j(j=n,n-1,...,1)为起始位置处色块的各颜色通道的亮度值。

较佳的，在装置工作之前，还包括对装置中的颜色检测信息进行校正，因此，本装置还包括颜色校正模块，用于获取比例因子，具体如上述定位方法的实施例中对应的步骤流程，在此不做赘述。

所述微控制器在确定所述轨道机器人的实时位置信息时，具体步骤如上述本发明实施例的定位方法中的步骤S121至S123。

更佳的，本发明实施例的定位装置还包括加速度获取模块，加速度获取模块用于周期性获取所述轨道机器人的加速度；所述微控制器还用于根据所述加速度计算所述轨道机器人的当前速度，根据所述当前速度以及所述轨道机器人的实时位置信息计算下一周期内任意时间的预测位置信息，并根据所述轨道机器人前进方向上的终点定位色块的颜色信息和所述预测位置信息，对所述轨道机器人的速度进行控制。具体的控制方法如上述本发明实施例的定位方法，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (16)

1.一种轨道机器人定位方法，其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：

获取轨道机器人实时位置的第一定位信息和起始位置的第二定位信息，其中，所述第一定位信息和所述第二定位信息为轨旁定位色块的颜色信息，所述色块以预设规律沿轨道方向排布；

根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息。

2.如权利要求1所述的轨道机器人定位方法，其特征在于，所述颜色信息为所述色块的n个颜色通道的亮度值信息，其中n为正整数，当n大于1时，n个颜色通道由低位至高位分别为第一颜色通道至第n颜色通道。

3.如权利要求2所述的轨道机器人定位方法，其特征在于，所述预设规律为：

所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递增，m为大于1的正整数；

当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递增，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长进m，低位的所述颜色通道的亮度值清零进入新循环。

4.如权利要求2所述的轨道机器人定位方法，其特征在于，所述预设规律为：

各所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递减，m为大于1的正整数；

当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递减，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长减m，低位的所述颜色通道置高进入新循环。

5.如权利要求3或4所述的轨道机器人定位方法，其特征在于，所述第一定位信息为(E_n,E_n-1,...,E₁)，第二定位信息为(S_n,S_n-1,...,S₁)，其中，E_j(j=n,n-1,...,1)为轨道机器人实时位置处色块的各颜色通道的亮度值，S_j(j=n,n-1,...,1)为起始位置处色块的各颜色通道的亮度值；

当n大于1时，在所述根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息的步骤中，包括以下步骤：

判断所述第一定位信息中各颜色通道的亮度值E_i是否处于两步亮度值之间，其中，1<i≤n，且i为正整数；

若处于两步亮度值之间，则将第一定位信息中处于两步亮度值之间的颜色通道的所有低位颜色通道的亮度值归零。

6.如权利要求5所述的轨道机器人定位方法，其特征在于，在所述的根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息的步骤中，具体为：

根据以下公式计算所述实时位置信息：

式中，若第一定位信息中的E_i处于两步亮度值之间，则(E_i-S_i)×R_i向上取整，其中取整指取两步亮度值中的上一步亮度值；S_E为所述轨道机器人实时位置与起始位置的距离；k_j为各颜色通道的亮度值变化步数；R_j为各颜色通道的比例因子；d为每个色块沿轨道方向的长度。

7.如权利要求6所述的轨道机器人定位方法，其特征在于，所述比例因子的计算方法包括：

获取任意两个色块的检测颜色信息，记为第一色块检测颜色信息和第二色块检测颜色信息，并获取所述两个色块的实际颜色信息，记为第一色块实际颜色信息和第二色块实际颜色信息；

计算所述第一色块检测颜色信息和第二色块检测颜色信息中同一颜色通道的亮度值的差值，以及所述第一色块实际颜色信息和第二色块实际颜色信息中同一颜色通道的亮度值的差值；

根据所述检测颜色信息的差值以及所述实际颜色信息的差值确定各颜色通道的比例因子。

8.如权利要求1所述的轨道机器人定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括以下步骤：

周期性获取所述轨道机器人的加速度；

根据所述加速度计算所述轨道机器人的当前速度；

根据所述当前速度以及所述轨道机器人的实时位置信息计算下一周期内任意时间的预测位置信息；

根据所述轨道机器人前进方向上的终点定位色块的颜色信息和所述预测位置信息，对所述轨道机器人的速度进行控制。

9.如权利要求2至4任一项所述的轨道机器人定位方法，其特征在于，所述色块为基于光学三原色的混合色块，所述光学三原色的红绿蓝对应形成3个所述颜色通道，每个所述颜色通道的亮度值变化范围为0~255。

10.一种轨道机器人定位装置，其特征在于，所述定位装置包括：

定位信息获取模块，用于获取轨道机器人实时位置的第一定位信息和起始位置的第二定位信息，其中，所述第一定位信息和所述第二定位信息为轨旁定位色块的颜色信息，所述色块以预设规律沿轨道方向排布；

微控制器，用于根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息。

11.如权利要求10所述的轨道机器人定位装置，其特征在于，所述颜色信息为所述色块的n个颜色通道的亮度值信息，其中n为正整数，当n大于1时，n个颜色通道由低位至高位分别为第一颜色通道至第n颜色通道。

12.如权利要求11所述的轨道机器人定位装置，其特征在于，所述预设规律为：

所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递增，m为大于1的正整数；

当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递增，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长进m，低位的所述颜色通道的亮度值清零进入新循环。

13.如权利要求11所述的轨道机器人定位装置，其特征在于，所述预设规律为：

所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m逐步递减，m为大于1的正整数；

当n大于1时，位于低位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长m递减，当亮度值计满循环结束后，高一位的所述颜色通道的亮度值以预定色变步长减m，低位的所述颜色通道置高进入新循环。

14.如权利要求12或13所述的轨道机器人定位装置，其特征在于，所述第一定位信息为(E_n,E_n-1,...,E₁)，第二定位信息为(S_n,S_n-1,...,S₁)，其中，E_j(j=n,n-1,...,1)为轨道机器人实时位置处色块的各颜色通道的亮度值，S_j(j=n,n-1,...,1)为起始位置处色块的各颜色通道的亮度值；

当n大于1时，在所述根据所述第一定位信息和所述第二定位信息确定所述轨道机器人的实时位置信息的步骤中，包括以下步骤：

判断所述第一定位信息中各颜色通道的亮度值E_i是否处于两步亮度值之间，其中，1<i≤n，且i为正整数；

若处于两步亮度值之间，则将第一定位信息中处于两步亮度值之间的颜色通道的所有低位颜色通道的亮度值归零。

15.如权利要求14所述的轨道机器人定位装置，其特征在于，所述微控制器在确定所述轨道机器人的实时位置信息时，具体为：

根据以下公式计算所述实时位置信息：

式中，若第一定位信息中的E_i处于两步亮度值之间，则(E_i-S_i)×R_i向上取整，其中取整指取两步亮度值中的上一步亮度值；S_E为所述轨道机器人实时位置与起始位置的距离；k_j为各颜色通道的亮度值变化步数；R_j为各颜色通道的比例因子；d为每个色块沿轨道方向的长度。

16.如权利要求10所述的轨道机器人定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括：

加速度获取模块，用于周期性获取所述轨道机器人的加速度；

所述微控制器还用于，根据所述加速度计算所述轨道机器人的当前速度，根据所述当前速度以及所述轨道机器人的实时位置信息计算下一周期内任意时间的预测位置信息，并根据所述轨道机器人前进方向上的终点定位色块的颜色信息和所述预测位置信息，对所述轨道机器人的速度进行控制。

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