自动扫地机器人的定位方式有哪几种?扫地机器人的定位系统有哪些呢?
1、自动扫地机器人的定位方式有哪几种?
扫地机器人,又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等,是智能家用电器的1种,能凭借1定的人工智能,自动在房间内完成地板清理工作。1般采用刷扫和真空方式,将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒,从而完成地面清理的功能。但是你了解它是如何移动,进行清扫的吗?今天就和大家说说扫地机器人的定位方法。 定位是包括扫地机器人在内的移动机器人自主导航中最基本的环节,也是完成任务必须解决的问题。说到定位,大家首先想到的可能是GPS定位、基站定位等常用的室外定位。与之不同,扫地机器人的定位都是室内定位,其要求定位精度高(最少在亚米级),实时性好,GPS、基站定位等方法无法满足。扫地机器人定位总体上可以分为相对定位和绝对定位,下面我们分别来看。 相对定位法 航位推算法(Dead-ReckoningMethod)是1种经典的相对定位法,也是扫地机器人目前最为广泛使用的1种定位方法。它利用机器人装备的各种传感器获取机器人的运动动态信息,通过递推累计公式获得机器人相对初试状态的估计位置。航位推算较常使用的传感器1般有:码盘,惯性传感器(如陀螺仪、加速度计)等。 码盘法1般使用安装在车轮上的光电码盘记录车轮的转数,进而获得机器人相对于上1采样时刻位置和姿态的改变量,通过这些位移量的累积就可以估计机器人的位置。码盘法优点是方法简单、价格低廉,但其容易受标定误差、车轮打滑、颠簸等因素影响,误差较大。但是由于码盘价格便宜,简单易用,可用于机器人较短时间距离内的位置估计。 惯性传感器使用陀螺仪和加速度计得到机器人的角加速度和线加速度信息,通过积分获得机器人的位置信息。1般情况下,使用惯性传感器的定位精度高于码盘,但是其精度也要受陀螺仪漂移、标定误差、敏感度等问题影响。无论是使用码盘还是惯性传感器,它们都存在1个共同的缺点:有累积误差,随着行驶时间、距离的不断增加,误差也不断增大。因此相对定位法不适合于长时间、长距离的精确定位。 |绝对定位法 绝对定位法是指机器人通过获得外界1些位置等己知的参照信息,通过计算自己与参照信息之间的相互关系,进而解算出自己的位置。绝对定位主要采用基于信标的定位、环境地图模型匹配定位、视觉定位等方法。 a基于信标的定位 信标定位原指在航海或航空中利用无线电基站发出的无线电波实现定位与导航的技术。对机器人室内定位而言是指,机器人通过各种传感器接收或观测环境中已知位置的信标,经过计算得出机器人与信标的相对位置,再代入已知的信标位置坐标,解出机器人的绝对坐标来实现定位。用于定位的信标需满足3个条件: (1)信标的位置固定且信标的绝对坐标已知; (2)信标具有主被动特征,易于辨识; (3)信标位置便于从各方向观测。 信标定位方式主要有3边测量和3角测量。3边测量是根据测量得到的机器人与信标的距离来确定移动机器人位置的方法。3边测量定位系统至少需要3个已知位置的发射器(或接收器),而接收器(或发射器)安装在移动机器人上。3角测量和3边测量的思路大体1致,通过测量移动机器人与信标之间的角度来进行定位。 基于信标的定位系统依赖于1系列环境中已知特征的信标,并需要在移动机器人上安装传感器对信标进行观测。用于信标观测的传感器有很多种,比如超声波传感器、激光雷达、视觉传感器等。可以实时测量,没有累进误差,精度相对较高、稳定性好,提供快速、稳定、精确的绝对位置信息,但安装和维护信标花费很高。市场上已经出现较为成熟的基于信标定位的信标定位扫地机器人,如Proscenic的模拟GPS卫星3点定位技术,iRobot的Northstar导航定位技术,但由于其价格较为昂贵,它们都用于相对高端的产品中。 b环境地图模型匹配定位 是机器人通过自身的各种传感器探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部的地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。通过匹配关系获得自己在全局环境中的位置,从而确定自身的位置。该方法由于有严格的条件限制,只适于1些结构相对简单的环境。 c基于视觉的定位 科学研究统计表明,人类从外界获得信息量约有75%来自视觉,视觉系统是机器人与人类感知环境最接近的探测方式。基于视觉的定位主要分为单目视觉、双目视觉。 单目视觉无法直接得到目标的3维信息,只能通过移动获得环境中特征点的深度信息,适用于工作任务比较简单且深度信息要求不高的情况,如果利用目标物体的几何形状模型,在目标上取3个以上的特征点也能够获取目标的位置等信息,但定位精度不高。 双目立体视觉3维测量是基于视差原理的,即左相机像面上的任意1点只要能在右相机像面,上找到对应的匹配点,就可以确定出该点的3维信息,从而获取其对应点的3维坐标。目前,基于视觉定位的扫地机器人也已有产品推出,iRobot和Dyson分别于2015年及2014年推出了基于视觉定位的高端扫地机器人RoomBa980和360Eye。 定位是扫地机器人自主路径规划的基础。经过多年的研究,虽然受成本、生产等因素的制约,航位推算法仍然是目前采用最广泛的定位方法,但通过算法优化,利用混合定位,可以减小其误差带来的影响。而且,随着视觉定位等较高定位精度的定位方法的进1步成熟,其成本也将逐步下降,并将从高端市场逐渐推向大众市场,到时候扫地机器人的定位精度,智能化水平都将有普遍的提升。想选择合适的扫地机器人给你推荐中国机器人信息网,上面会有你想要的。
2、扫地机器人的定位系统有哪些呢?
定位技术就好比人的感官,让扫地机器人能准确知道自己的位置,目前使用的技术有RPS激光定位系统、vSLAM图像位移定位系统、无线载波室内定位系统。
1、RPS激光定位系统 通过360°不断旋转的激光探头,测量扫地机器人与环境距离变化经过计算得出机器人与信标的相对位置,再代入已知的信标位置坐标,解出机器人的绝对坐标来实现定位。这种定位系统最大的缺点就是探头价格昂贵,而且工作时需要不停地旋转,寿命很有限。
2、vSLAM图像位移定位系统 通过扫地机器人配备高清摄像头向上拍摄天花板图像的偏差变化定位坐标,这种移定位系统对天花板上有参照物的要求比较高,如果参照物的特征信息或者几何形状模糊,都会大大影响定位精度。
3、无线载波室内定位系统 利用3点式导航的原理,根据测量得到的机器人与信标的距离来确定移动机器人位置的方法。3边测量定位系统至少需要3个已知位置的发射器(或接收器),而接收器(或发射器)安装在移动机器人上。3角测量和3边测量的思路大体1致,在扫地机器人定位中则通过充电座和机器人无线载波探头双重测量距离变化定位坐标。这种定位方式得到的坐标精度较高。台湾的proscenic和美国的IRobot这两个品牌的扫地机器人选用的就是这种方式的定位系统。
3、适用于微纳米机器人的定位方式有哪些
机器人家上了解到,传统的旋转电机与丝杠、减速器、轴承等组合的驱动传动结构,引入摩擦、间隙、机械弹性变形等问题,无法满足纳米精度要求 应用于纳米级精密定位领域的执行器主要有: 洛伦茨电机:直线电机、平面电机、音圈电机 固态执行器、压电执行器、磁致伸缩执行器……。
4、自动扫地机器人的定位方式有哪几种
扫地机器人1般有5种定位方式
1、扫地机器人基于信标的定位 信标定位原指在航海或航空中利用无线电基站发出的无线电波实现定位与导航的技术。对机器人室内定位而言是指,机器人通过各种传感器接收或观测环境中已知位置的信标,经过计算得出机器人与信标的相对位置,再代入已知的信标位置坐标,解出机器人的绝对坐标来实现定位。
2、扫地机器人环境地图模型匹配定位 是机器人通过自身的各种传感器探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部的地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。通过匹配关系获得自己在全局环境中的位置,从而确定自身的位置。该方法由于有严格的条件限制,只适于1些结构相对简单的环境。
3、扫地机器人基于视觉的定位 科学研究统计表明,人类从外界获得信息量约有75%来自视觉,视觉系统是机器人与人类感知环境最接近的探测方式。受益于模式识别、机器视觉的发展,基于视觉的机器人定位近年来成为研究热点。
4、扫地机器人地图匹配法定位 机器人通过自身的各种传感器探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部的地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。通过匹配关系获得自己在全局环境中的位置。该方法受环境布局影响大,只适于1些结构相对简单的环境。
5、扫地机器人图像匹配法定位 机器人通过事先移动获得环境中各特征点的图像信息,利用目标物体的几何形状模型,在目标上取3个以上的特征点和探测到的图像特征点进行匹配。属于指纹定位法的1种。 受元器件成本、性能及生产等因素的制约,航位推算法仍然是目前采用最广泛的定位方法,但通过算法优化,引入多种定位技术的混合定位,可以减小其累积误差带来的负面影响。
5、自动扫地机器人的定位方式有哪几种
扫地机器人1般有5种定位方式
1、扫地机器人基于信标的定位 信标定位原指在航海或航空中利用无线电基站发出的无线电波实现定位与导航的技术。对机器人室内定位而言是指,机器人通过各种传感器接收或观测环境中已知位置的信标,经过计算得出机器人与信标的相对位置,再代入已知的信标位置坐标,解出机器人的绝对坐标来实现定位。
2、扫地机器人环境地图模型匹配定位 是机器人通过自身的各种传感器探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部的地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。通过匹配关系获得自己在全局环境中的位置,从而确定自身的位置。该方法由于有严格的条件限制,只适于1些结构相对简单的环境。
3、扫地机器人基于视觉的定位 科学研究统计表明,人类从外界获得信息量约有75%来自视觉,视觉系统是机器人与人类感知环境最接近的探测方式。受益于模式识别、机器视觉的发展,基于视觉的机器人定位近年来成为研究热点。
4、扫地机器人地图匹配法定位 机器人通过自身的各种传感器探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部的地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。通过匹配关系获得自己在全局环境中的位置。该方法受环境布局影响大,只适于1些结构相对简单的环境。
5、扫地机器人图像匹配法定位 机器人通过事先移动获得环境中各特征点的图像信息,利用目标物体的几何形状模型,在目标上取3个以上的特征点和探测到的图像特征点进行匹配。属于指纹定位法的1种。 受元器件成本、性能及生产等因素的制约,航位推算法仍然是目前采用最广泛的定位方法,但通过算法优化,引入多种定位技术的混合定位,可以减小其累积误差带来的负面影响。
6、自动扫地机器人的定位方式有哪几种
扫地机器人1般有5种定位方式
1、扫地机器人基于信标的定位 信标定位原指在航海或航空中利用无线电基站发出的无线电波实现定位与导航的技术。对机器人室内定位而言是指,机器人通过各种传感器接收或观测环境中已知位置的信标,经过计算得出机器人与信标的相对位置,再代入已知的信标位置坐标,解出机器人的绝对坐标来实现定位。
2、扫地机器人环境地图模型匹配定位 是机器人通过自身的各种传感器探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部的地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。通过匹配关系获得自己在全局环境中的位置,从而确定自身的位置。该方法由于有严格的条件限制,只适于1些结构相对简单的环境。
3、扫地机器人基于视觉的定位 科学研究统计表明,人类从外界获得信息量约有75%来自视觉,视觉系统是机器人与人类感知环境最接近的探测方式。受益于模式识别、机器视觉的发展,基于视觉的机器人定位近年来成为研究热点。
4、扫地机器人地图匹配法定位 机器人通过自身的各种传感器探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部的地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。通过匹配关系获得自己在全局环境中的位置。该方法受环境布局影响大,只适于1些结构相对简单的环境。
5、扫地机器人图像匹配法定位 机器人通过事先移动获得环境中各特征点的图像信息,利用目标物体的几何形状模型,在目标上取3个以上的特征点和探测到的图像特征点进行匹配。属于指纹定位法的1种。 受元器件成本、性能及生产等因素的制约,航位推算法仍然是目前采用最广泛的定位方法,但通过算法优化,引入多种定位技术的混合定位,可以减小其累积误差带来的负面影响。