机器人定位终端发射无线同步信号，使信标模块和机器 人定位终端配合同步测试。
[0039]具体的，在预设的运动轨迹上标定好机器人可能达到的位置坐标点，当机器人沿 运动轨迹到达某个坐标点时，依次序呼唤离该坐标点角度最佳的至少两个信标模块；由于 每个信标模块都具有一定的覆盖范围，通过合理安排每个可能达到的坐标处的信标模块位 置，使机器人在允许的全部运动范围内都能够有信标模块的交叉覆盖。其中，两个信标模块 可确定机器人的二维坐标，=个信标模块可确定机器人的=维坐标，可根据电子地图的类 型(平面电子地图和=维电子地图)来确定信标模块的数量。被呼唤的信标按照测试时序安 排向机器人定位终端发射无线同步信号，W使得机器人定位终端在不同的时间段接收到不 同的信标模块发射来的超声波信号。另外，当存在多个机器人时，如果出现请求信标模块冲 突的问题，由电子导航平台查询正在工作的机器人所呼唤的信标模块是否被其它机器人占 用，若已占用，则通知该机器人需间隔某一时间后再动作，间隔时间到后，继续完成后面的 定位测试，从而达到多台机器人同时各自完成各自工作的目的。间隔时间通常设为W毫秒 为单位。还有，当机器人偏离预设的运动轨迹时，仍可根据设于机器人附近的其它运动轨迹 中所规划好的信标模块实现自动定位，从而避免机器人偏离运动轨迹就迷路，不能正常工 作的问题。
[0040] (2)再由信标模块按时序分别向机器人发射已编码的超声波信号，同时收到同步 信号的机器人定位终端启动数据采集时间窗口T，实时采集数据并依次存储，根据接收到的 超声波信号的时序，分别标记接收到的时间为Ti,T2_"Ti，其中，i与所呼唤信标模块的数量 相同；然后处理计算每个时间段接收到的超声波信号数据段，识别其编码，若接收到多组相 同编码的超声波信号，只取最先到达的一组超声波编码信号，剔除其余杂波，再经计算找到 每个时间段最先到达的此组超声波编码信号的起头时间Ti'Jz',。。。,!'/ ; 具体的，启动数据采集时间窗口T后，开始连续采集数据，开启数据采集窗口的那一刻 标记为采集时间零点，在时间窗口内采集的数据全部存入RAM(存储时按照时序依次存储)， 并根据接收到的超声波信号的时序，分别标记接收到的时间为Ti,T2,_Ti;在时间窗口关闭 后，机器人定位终端将立即处理RAM中的数据。其中，根据接收到的超声波信号的时序，分 另IJ标记接收到的时间为Ti,T2,_Ti可W理解为：假设T=0. 15s，根据接收到的超声波信号的 时序，接收到第一个信标模块发射的一组超声波信号的时间为0. 05s，接收到第二个信标模 块发射的一组超声波信号的时间为0.Is,则0~0. 05s的时间段标记为Ti，0. 05s~0.Is的时 间段标记为T2;每个时间段只获取最先到达的一组超声波编码信号，其中，获取最先到达的 一组超声波编码信号是指最先到达某个超声波感应元或某几个超声波感应元上的超声波 信号，且一定是直线到达；其余杂波包括多径效应、非视距传播和超声波反射产生的信号， 剔除运些杂波可解决环境声波的干扰问题； (3) 计算得到超声波接收阵列与每个信标模块之间的距离Zi为Zi=Ti'Xc，其中，c为 超声波信号在常溫下的传播速度，并需要对超声波信号的传播速度c进行修正； (4) 计算得出超声波接收阵列理论中屯、与每个信标模块的距离LiW及信标模块与超声 波接收阵列理论中屯、的右旋角丫 1;其中，超声波接收阵列理论中屯、是指超声波接收阵列的 几何中屯、点；右旋角是指该信标模块与超声波接收阵列理论中屯、之间的距离直线沿超声波 接收阵列理论中屯、的中轴线向右旋转所呈的夹角； (5) 由机器人定位终端甄选出两路或=路信标模块直线到达超声波接收阵列的超声波 信号，并结合内置的电子地图进行计算处理，即分别收发根据步骤（4)计算得到的超声波接 收阵列理论中屯、与运两路或=路信标模块之间的距离，并结合运两路或=路信标模块的固 定坐标计算得出机器人的所在位置的二维坐标数据或=维坐标数据； (6) 将所得的二维坐标数据或=维坐标数据无线传送给电子导航平台，生成机器人的 导航信息并显示； (7) 当机器人运动到半途遇有障碍时，将停止运动，视情况处理。若遇到的障碍是人， 将语音提醒人们让路，如超时不让，则通知电子导航平台，由人工介入处理；若遇到的是物 体，机器人将无线通知电子导航平台，同时自己规划在自己的运动范围内可不可W绕道，若 能够绕过则规划绕道行驶，如不能绕过则通知导航平台，由人工介入处理。
[00川具体的，当机器人运动到半途遇有障碍时，发送指令给CAN总线，CAN总线在接收 到机器人发送的指令后，会把指令传给障碍物扫描主控模块47 ;障碍物扫描主控模块47在 接收到指令后会判定该指令是否有效：如无效，则直接丢弃；如有效，将对指令进行分解， 从中获取到扫描角度信息；根据指令需要测试的角度巧日45° )W及需要扫描的角度范围 设日40° -50° )，障碍物扫描主控模块47控制电机驱动模块46,带动伺服电机42在指令的 角度范围内巧日40° -50° )摆动，与伺服电机46同轴的绝对编码器45同步反馈摆动到的 角度，在此过程中，障碍物扫描主控模块通过指令将需要的角度范围分解为在运个角度前 后一定角度范围内的N巧日50)个点，伺服电机分别在运些点停顿一定时间巧日0. 1秒）；超 声波收发传感器和人体感应传感器将在运些停顿点进行测试，获取到运些点中的数据(超 声波返回时间及强度)，运50个测试点的数据与绝对编码器中的数据依次串起，即获得扫描 数据；障碍物扫描主控模块对扫描数据进行处理，确定在指定的角度上有无障碍物、障碍物 大小及障碍物是否是人。
[0042] 另外，针对上述的若遇到的是物体，机器人能够规划在自己的运动范围内可不可 W绕道，具体是：机器人通过选择附近的其它运动轨迹中所规划好的无障碍的信标模块进 行定位数据计算。
[0043] 为方便描述，本实施例W机器人在室内移动为例进行具体说明。如图2所示：机器 人定位终端2固定安装在机器人1的顶部，它搭载的超声波接收阵列21斜向上安装在机器 人1的顶部中屯、位置，其倾斜角度W能够获得室内最大接收范围为准，超声波接收阵列21 包括若干个圆周分布的超声波感应元。超声波接收阵列21的上部搭载有障碍物扫描仪4 ; 还设有一套电子导航平台3。
[0044] 在墙的两面安装有信标模块A~H，每个信标模块A~H发射的超声波信号都将覆盖 自己的一片区域，当有3路及W上的信号时，则共同覆盖着一片区域，且该覆盖区域形成立 体交叉式，机器人1在室内移动时，都可在形成立体交叉的超声波覆盖区域内行走。当机 器人1需要定位信号时，由机器人定位终端2依据机器人1行走的起始坐标数据，结合定 位后沿预设的运动轨迹可能达到的坐标，计算规划出每个可能达到的坐标处所需的最佳位 置的=个信标模块，按照上述定位方法使被呼唤的信标模块和机器人1配合同步测试，本 实施例中，机器人1从起始坐标沿运动轨迹向前移动，当移动到某处预设的位置坐标上时， 所需的信标模块为D、E、F，信标模块D、E、F的S维坐标分别为D(0, 0, 0)、E(0,Y，0)和F (X, 0, 0)〇
[0045]按D、E、F的时序发射无线同步信号后的信标模块，依次按此时序向机器人定位终 端2发射带有各自编码的超声波信号，同时收到同步信号的机器人1启动数据采集，机器人 1透过所搭载的超声波阵列21将接收到3路W上的信号。如图3所示：根据可靠性需要， 甄选出3路用于计算的超声波信号数据（只采用直线到达的超声波数据，剔除由于多径效 应和非视距传播造成的干扰信号)，计算出机器人所在的=维坐标（X，y，Z):
其中，Li、L2和L3分别为超声波接收阵列理论中屯、与S个信标模块D、F、E的距离。为 便于理解Li、L2和L3的计算过程，本实施例还维坐标为（0, 0, 0)的信标模块D发射的 超声波信号为例对计算Li的过程进行具体说明。参照图4和图5所示：超声波接收阵列包 括16个超声波感应元r〇-rl5,当（0, 0, 0)的信标模块D的超声波发射源发射超声波时，被 超声波接收阵列中的r〇-r4运五个超声波感应元接收，其中Ze-Z4为r〇-r4分别与超声波发 射源的距离，0为超声波接收阵列理论中屯、，R为圆周分布的16个超声波感应元与超声波接 收阵列理论中屯、的距离，Li为超声波发射源与超声波接收阵列理论中屯、的距离，角度b和长 度S为超声波接收阵列的固定尺寸。
[004引其中，在z0-z冲，Z3最小，Z2次小，r3的右旋角为a，角度为直线Z2与长度S之 间的夹角，超声波接收阵列理论中屯、到超声波发射源的的距离Li与最近的超声波感应元r3 的角度偏移为6,此时超声波接收阵列理论中屯、与超声波发射源的角度为丫 1，计算得出：
根据上述公式可求得Li的值，同理可求得L2和L3。其中，Ze-Z4即超声波感应元与超声 波发射源的距离可由上述导航方法中的步骤（1)-步骤（3)获得。
[0047] 由于在外部一定条件下其声速是一定的，当外部条件发生改变，我们可W根据外 部条件的改变量来修正声速。使用经修正后的声速来进行计算，就可W在外在条件改变后 也能计算出精确的距离。
[0048] 由于各信标模块的坐标是固定的，则它们之间的距离(绝对距离）也是固定的。在 超声波有效覆盖范围内的任意一个地方，先在固定的默认