本发明涉及机器人定位技术领域，特别是涉及一种适用于轨道机器人的定位系统和方法。
背景技术
轨道式机器人是一款依赖于轨道行走的机器人。轨道机器人工作时，必须很精确的知道自己所处的位置信息，以便于依据该位置信息做出相应的操作。
使用里程计定位方法是一种重要的相对定位方法，它属于航位推算法，是未知环境中机器人导航定位的主要方法，里程计定位方法能简化确定位姿的基本问题，无需外部传感器信息实现对机器人位置和方向的估计，该方法简单，使机器人系统安装成本低，容易实现实时性工作。
在轨道机器人导航过程中，提供相对准确的里程计信息非常关键，是后续很多工作的基础，因此对其进行测试时需要保证没有严重的错误或偏差。但是在实际定位过程中，由于驱动轮打滑、以及各种误差的影响，获取的位置信息存在误差，并且现有技术中并没有有效的误差矫正方案，从而导致轨道机器人的定位出现较大的误差。
可见，如何实现对轨道机器人位置信息的矫正，以保证轨道机器人定位的准确性，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种适用于轨道机器人的定位系统和方法，可以实现对轨道机器人位置信息的矫正，以保证轨道机器人定位的准确性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种适用于轨道机器人的定位系统，包括轨道触头、机身触头、处理器以及用于实时获取所述轨道机器人里程值的增量式编码器；
所述轨道触头设置于轨道上，所述机身触头设置于所述轨道机器人上，当所述机身触头与所述轨道触头贴合时，所述机身触头获取所述轨道触头输出的电压值；
所述处理器分别与所述增量式编码器以及所述机身触头连接，用于当所述机身触头与所述轨道触头贴合时，获取相对应的里程值和所述电压值；
所述处理器还用于依据所述里程值和所述电压值，计算出相应的偏差值；并依据所述偏差值对所述增量式编码器记录的里程值进行调整。
可选的，所述机身触头包括正极输出触点、负极输出触点和电压检测触点；
相应的，所述轨道触头包括正极输入触点、负极输入触点和模拟量电压输出触点。
可选的，所述增量式编码器设置于所述轨道机器人的从动轮上。
可选的，所述轨道触头的个数为多个，多个所述轨道触头依次设置于所述轨道的预设位置上。
可选的，还包括wifi模块；
所述处理器检测到所述偏差值超过预设阈值时，则通过所述wifi模块向目标设备发送提示信息。
本发明实施例还提供了一种适用于轨道机器人的定位方法，包括：
当机身触头与轨道触头贴合时，获取相对应的里程值和电压值；
依据所述里程值和所述电压值，计算出相应的偏差值；
依据所述偏差值对增量式编码器记录的里程值进行调整。
可选的，所述依据所述里程值和所述电压值，计算出相应的偏差值包括：
依据预先存储的参数信息，将所述里程值转换成移动距离值；
查询预先存储的电压值和距离值的对应关系，以获取与所述电压值相对应的实际距离值；
利用所述移动距离值和所述实际距离值，计算出所述偏差值。
可选的，还包括：
当检测到所述偏差值超过预设阈值时，通过wifi模块向目标设备发送提示信息。
可选的，还包括：
判断在预设时间内是否接收到所述机身触头传输的电压值；
若否，则通过wifi模块向目标设备发送触头损坏的提示信息。
可选的，还包括：
检测是否能够获取到所述增量式编码器记录的里程值；
若否，则通过wifi模块向目标设备发送所述增量式编码器损坏的提示信息。
由上述技术方案可以看出，适用于轨道机器人的定位系统包括轨道触头、机身触头、处理器以及用于实时获取所述轨道机器人里程值的增量式编码器；其中，轨道触头设置于轨道上、机身触头设置于轨道机器人上，当所述机身触头与所述轨道触头贴合时，所述机身触头可以获取所述轨道触头输出的电压值；不同位置的轨道触头其输出的电压值不同。轨道机器人中的处理器分别与增量式编码器以及机身触头连接，用于当所述机身触头与所述轨道触头贴合时，获取相对应的里程值和电压值；依据该里程值可以计算出轨道机器人的移动距离，依据该电压值可以得到轨道机器人的实际移动距离，因此，处理器依据所述里程值和所述电压值，可以计算出相应的偏差值；里程值是确定轨道机器人位置信息的重要因素，依据所述偏差值对所述增量式编码器记录的里程值进行调整，可以实现对轨道机器人位置信息的矫正，以保证轨道机器人定位的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种适用于轨道机器人的定位系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种增量式编码器在轨道机器人的设置位置的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种适用于轨道机器人的定位方法的流程图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
接下来，详细介绍本发明实施例所提供的一种适用于轨道机器人的定位系统。图1为本发明实施例提供的一种适用于轨道机器人的定位系统的结构示意图，该定位系统包括轨道触头1、机身触头2、处理器以及用于实时获取所述轨道机器人3里程值的增量式编码器4。其中，处理器和增量式编码器4未在图1中示出。
所述轨道触头1设置于轨道5上，所述机身触头2设置于所述轨道机器人3上。当所述机身触头2与所述轨道触头1贴合时，所述机身触头2可以获取所述轨道触头1输出的电压值。
轨道触头1和机身触头2采用可导电材质，为了提升轨道触头1和机身触头2的使用寿命，可以采用具有导电和防腐蚀性能的材质。
本发明实施例提供的定位系统，依据轨道触头1和机身触头2来获取电压值，不会受环境中粉尘烟雾或静电等因素的影响，其适用场景较为广泛。
在本发明实施例中，轨道触头1主要用于输出电压值，机身触头2用于检测该电压值。
根据轨道触头1和机身触头2的工作原理，在具体实现中，轨道触头1和机身触头2相贴合时，其接触点可以是一个或多个。接触点的接触面积可以根据实际需求设定，对此不做限定。
当接触点为一个时，此时，轨道触头1中包含有一个触点、机身触头2中包含有一个触点，当这两个触点接触时，机身触头2便可以检测到轨道触头1输出的电压值。依次类推，当接触点为两个时，此时，轨道触头1中包含有两个触点、机身触头2中包含有两个触点，当轨道触头1的两个触点和机身触头2的两个触点一一对应相接触时，机身触头2便可以检测到轨道触头1输出的电压值。
其中，轨道触头1和机身触头2需要电源供电才能正常工作。当接触点为一个时，可以在轨道5上设置电源装置，从而为轨道触头1和机身触头2同时供电。当接触点为两个时，可以在轨道5上设置电源装置，同时为轨道触头1和机身触头2供电；也可以在轨道5上设置电源装置为轨道触头1供电，同时在轨道机器人3上设置电源装置为机身触头2供电。当接触点为两个以上时，可以在轨道5上设置电源装置，同时为轨道触头1和机身触头2供电；也可以在轨道5上设置电源装置为轨道触头1供电，同时在轨道机器人3上设置电源装置为机身触头2供电；还可以只在轨道机器人3上设置电源装置为轨道触头1和机身触头2供电。
考虑到轨道机器人3上往往设置有电源装置，因此，在本发明实施例中，以三个接触点为例，对轨道触点1和机身触点2的工作过程展开介绍。具体的，机身触头2可以包括正极输出触点、负极输出触点和电压检测触点；相应的，所述轨道触头1可以包括正极输入触点、负极输入触点和模拟量电压输出触点。
其中，机身触头2的正极输出触点和负极输出触点，用于输出电压；轨道触头1的正极输入触点和负极输入触点，用于接收所述电压。
为了保证机身触头2输出的电压顺利传输给轨道触头1的输入端，可以将机身触头的电压值和轨道触头的电压值设定为相同的数值，例如，可以将电压设置为5v，此时，当机身触头2和轨道触头1相贴合时，机身触头2可以输出5v的电压给轨道触头1。
轨道触头1的模拟量电压输出触点，用于输出电压值，机身触头2的电压检测触点用于检测所述电压值。
机身触头2和轨道触头相贴合1，也即机身触头2的正负极输出触点和轨道触头1的负正极输入触点相接触，机身触头2的电压检测触点和轨道触头1的模拟量电压输出触点相接触。
机身触头2和轨道触头1的工作原理如下，当机身触头2与轨道触头1贴合时，机身触头2的正负极输出端可以将预设数值的电压传输给轨道触头1的正负极输入端，此时，轨道触头1的模拟量电压输出触点会输出电压值，机身触头2的电压检测触点可以检测到该电压值，并将其传输给处理器。
在实际应用中，只需改变轨道触头1内部的电阻数值比例即可改变模拟量电压输出触点输出的电压值。
在本发明实施例中，轨道触头1的个数可以为多个，可以将多个轨道触头1依次设置于轨道5的预设位置上。
其中，该预设位置可以按照固定的间隔设置，也即可以将多个轨道触头1依次间隔固定距离均匀设置于轨道5上。该预设位置也可以根据实际操作需求进行设定，对此不做限定。
对于多个轨道触头1而言，不同的轨道触头1其在轨道5上的位置不同，考虑到轨道触头1的输出电压值可以调整，因此，在不同位置的轨道触头1可以设定不同的电压输出值。不同的电压输出值对应不同的距离值。
在实际应用中，可以以列表的形式存储电压值和距离值之间的对应关系，并将该对应关系列表预先存储在轨道机器人3的处理器中，以便于处理器获取到电压值后，可以依据该电压值查找到对应的距离值。
需要说明的是，轨道触头实际输出的电压值和设定的电阻数值比例所对应的电压值可能会存在细微的偏差，因此，在建立对应关系时，可以以一定取值范围的电压值对应一个距离值，例如，处于2v～2.4v之间的电压值，其对应的距离值为1500厘米。
轨道机器人3中的处理器分别与所述增量式编码器4以及所述机身触头2连接，用于当所述机身触头2与所述轨道触头1贴合时，获取相对应的里程值和所述电压值。
处理器依据该电压值，通过查询电压值和距离值的对应关系，可以获取该电压值所对应的实际距离值。实际距离值表示轨道机器人3从起始位置到当前位置所移动的实际距离。
传统方式中，会将增量式编码器4设置在驱动轮6上，考虑到驱动轮6会出现打滑的情况，为了进一步提升里程值的准确性，在本发明实施例中，可以将增量式编码器4设置在轨道机器人的从动轮7上，增量式编码器4在轨道机器人3的设置位置的示意图如图2所示，图2中右侧直径较大的转动轮为驱动轮6，左侧直径较小的转动轮为从动轮7，增量式编码器4可以设置在该从动轮7上。
增量式编码器4设置在轨道机器人3的从动轮7上，可以实时获取轨道机器人3的里程值。
以增量式编码器4设置于从动轮7为例，增量式编码器4中记录的里程值反映了轨道机器人3移动过程中从动轮7转动的圈数，从动轮7的半径为固定数值，处理器依据该半径值和里程值，便可以计算出轨道机器人3的移动距离值。
移动距离值是确定轨道机器人位置信息的重要因素，因此移动距离值的准确性是影响轨道机器人准确定位的重要因素。轨道机器人3依据预先存储的从动轮7的半径值，可以将里程值转换成相应的移动距离值。由于移动距离值是通过测量和计算的方式得出，可能会存在一定的误差。
考虑到轨道触头1在轨道上的位置是已知的，依据该电压值获取的距离值是轨道机器人3移动的实际距离值。故此，在本发明实施例中，可以依据该实际距离值对计算得到的移动距离值进行矫正。
具体的，处理器可以依据所述里程值和所述电压值，计算出相应的偏差值；并依据所述偏差值对所述增量式编码器4记录的里程值进行调整。
例如，机器人在轨道上行走至一个轨道触头所在的位置时，通过机身触头可以检测到该轨道触头输出的电压值，假设电压值为2.2v，通过查电压值和距离值的对应关系列表，可以获知该电压值对应的实际距离值为1500厘米，依据增量式编码器记录的里程值计算出的移动距离值为1495厘米。移动距离值和实际距离值的偏差值为1500-1495＝5厘米。之后，轨道机器人行走过程中依据增量式编码器计算得到的移动距离值加上5厘米，即为轨道机器人的实际距离值，从而实现对移动距离值的矫正。直到轨道机器人移动至下一个轨道触头时，则可以开始新一轮的矫正。
为了实现对移动距离值的矫正，需要保证获取的里程值和电压值属于同一时刻，因此，处理器在获取电压值时，需要获取该时刻增量式编码器所记录的里程值。
由上述技术方案可以看出，适用于轨道机器人的定位系统包括轨道触头、机身触头、处理器以及用于实时获取所述轨道机器人里程值的增量式编码器；其中，轨道触头设置于轨道上、机身触头设置于轨道机器人上，当所述机身触头与所述轨道触头贴合时，所述机身触头可以获取所述轨道触头输出的电压值；不同位置的轨道触头其输出的电压值不同。轨道机器人中的处理器分别与增量式编码器以及机身触头连接，用于当所述机身触头与所述轨道触头贴合时，获取相对应的里程值和电压值；依据该里程值可以计算出轨道机器人的移动距离，依据该电压值可以得到轨道机器人的实际移动距离，因此，处理器依据所述里程值和所述电压值，可以计算出相应的偏差值；里程值是确定轨道机器人位置信息的重要因素，依据所述偏差值对所述增量式编码器记录的里程值进行调整，可以实现对轨道机器人位置信息的矫正，以保证轨道机器人定位的准确性。
轨道机器人3可以在电力、化工等危险环境下进行作业，例如，通过轨道机器人3拍摄危险环境下设备的运行情况。在该应用环境下，当轨道机器人定位出现偏差时，轨道机器人的摄像头拍摄的角度会出现偏差，导致拍摄的照片可能无法满足需求，甚至依据该照片进行判断时，会出现误判的情况，针对该种情况，可以当轨道机器人的定位偏差较大时，及时提醒工作人员。
具体的，可以在轨道机器人中设置wifi模块；所述处理器检测到所述偏差值超过预设阈值时，则通过所述wifi模块向目标设备发送提示信息。
目标设备可以是工作人员使用的设备，例如，电脑、手机等。
通过向目标设备发送提示信息可以及时提醒工作人员，轨道机器人定位存在较大误差，以便于工作人员对轨道机器人采集的信息进行合理的判断。
图3为本发明实施例提供的一种适用于轨道机器人的定位方法的流程图，该方法包括：
s301：当机身触头与轨道触头贴合时，获取相对应的里程值和电压值。
在实际应用中，机身触头设置于轨道机器人上，轨道触头设置于轨道机器人所行驶的轨道上。对于机身触头在轨道机器人上的具体位置不做限定，只要保证轨道机器人通过轨道上的轨道触头时，机身触头可以和该轨道触头相贴合即可。
机身触头包括正极输出触点、负极输出触点和电压检测触点；相应的，所述轨道触头包括正极输入触点、负极输入触点和模拟量电压输出触点。
机身触头和轨道触头相贴合时，也即机身触头的正负极输出触点和轨道触头的负正极输入触点相接触，机身触头的电压检测触点和轨道触头的模拟量电压输出触点相接触，此时机身触头的正负极输出端可以将预设数值的电压传输给轨道触头的正负极输入端，相应的，轨道触头的模拟量电压输出触点会输出电压值，机身触头的电压检测触点可以检测到该电压值，并将其传输给处理器。
本发明实施例中，可以将增量式编码器设置在轨道机器人的从动轮上，以获取相对准确的里程值。
随着轨道机器人的移动，增量式编码器记录的里程值会实时的变化，为了保证后续矫正的准确性，需要保证获取的里程值和电压值属于同一时刻，因此，处理器在获取电压值时，需要获取该时刻增量式编码器所记录的里程值。
s302：依据所述里程值和所述电压值，计算出相应的偏差值。
在本发明实施例中，需要将里程值和电压值转换成相应的距离值，以便于计算偏差值。
具体的，可以依据预先存储的参数信息，将所述里程值转换成移动距离值；查询预先存储的电压值和距离值的对应关系，以获取与所述电压值相对应的实际距离值；从而利用所述移动距离值和所述实际距离值，计算出所述偏差值。
其中，增量式编码器中记录的里程值反映了轨道机器人移动过程中从动轮转动的圈数。
从动轮的半径为固定数值，预先存储的参数信息可以包括从动轮的半径值，处理器依据该半径值和里程值，便可以计算出轨道机器人的移动距离值。
在本发明实施例中，轨道触头的个数可以有多个，不同位置的轨道触头，其对应的距离值不同。考虑到，改变轨道触头内部的电阻数值比例即可改变模拟量电压输出触点输出的电压值，因此，在本发明实施例中，可以预先建立电压值和距离值的对应关系，处理器通过查询预先存储的电压值和距离值的对应关系，便可以获取与所述电压值相对应的实际距离值。
实际距离值表示轨道机器人从初始位置到当前位置所移动的实际距离，移动距离值表示计算出的轨道机器人从初始位置到当前位置的移动距离，在本发明实施例中，可以利用实际距离值对移动距离值进行矫正，在具体实现中，可以计算实际距离值和移动距离值的差值，该差值即为偏差值。
s303：依据所述偏差值对增量式编码器记录的里程值进行调整。
对增量式编码器记录的里程值进行调整，实际上是将该里程值转换成距离值后，对该距离值进行调整。
由上述技术方案可以看出，轨道触头设置于轨道上、机身触头设置于轨道机器人上，当所述机身触头与所述轨道触头贴合时，所述机身触头可以获取所述轨道触头输出的电压值；不同位置的轨道触头其输出的电压值不同。轨道机器人中的处理器分别与增量式编码器以及机身触头连接，用于当所述机身触头与所述轨道触头贴合时，获取相对应的里程值和电压值；依据该里程值可以计算出轨道机器人的移动距离，依据该电压值可以得到轨道机器人的实际移动距离，因此，处理器依据所述里程值和所述电压值，可以计算出相应的偏差值；里程值是确定轨道机器人位置信息的重要因素，依据所述偏差值对所述增量式编码器记录的里程值进行调整，可以实现对轨道机器人位置信息的矫正，以保证轨道机器人定位的准确性。
轨道机器人可以在电力、化工等危险环境下进行作业，例如，通过轨道机器人拍摄危险环境下设备的运行情况。在该应用环境下，当轨道机器人定位出现偏差时，轨道机器人的摄像头拍摄的角度会出现偏差，导致拍摄的照片可能无法满足需求，甚至依据该照片进行判断时，会出现误判的情况，针对该种情况，可以当轨道机器人的定位偏差较大时，及时提醒工作人员。
具体的，可以在轨道机器人中设置wifi模块；所述处理器检测到所述偏差值超过预设阈值时，则通过所述wifi模块向目标设备发送提示信息。
目标设备可以是工作人员使用的设备，例如，电脑、手机等。
通过向目标设备发送预警信息可以及时提醒工作人员，轨道机器人定位存在较大误差，以便于工作人员对轨道机器人采集的信息进行合理的判断。
在实际应用中，可能会存在触头损坏的情况，无论是轨道触头损坏还是机身触头损坏，都会导致轨道机器人通过轨道触头时电压值获取失败。为了便于及时提醒工作人员，对触头进行检修，可以设置相应的提示机制。具体的，处理器可以判断在预设时间内是否接收到所述机身触头传输的电压值；若否，则通过wifi模块向目标设备发送触头损坏的提示信息。
预设时间可以依据轨道机器人从一个轨道触头移动至下一个轨道触头所花费的时间进行设定。
当处理器接收到机身触头传输的电压值时开始计时，正常情况下，轨道机器人在预设时间内会经过下一个轨道触头，也即在该预设时间内会接收到机身触头再次传输的电压值，因此，当处理器在预设时间内未接收到机身触头传输的电压值时，则说明触头可能出现了故障，此时处理器可以向目标设备发送触头损坏的提示信息。
通过向目标设备发送触头损坏的提示信息可以及时提醒工作人员触头出现损坏，以便于工作人员对轨道触头和机身触头进行检修，最大程度的降低触头损坏对轨道机器人定位产生的影响。
增量式编码器中记录的里程值，是实现轨道机器人定位的重要因素。增量式编码器的正常工作，是轨道机器人实现定位的前提条件，因此一旦增量式编码器出现损坏，需要对其进行及时的检修，以降低增量式编码器损坏对轨道机器人定位产生的影响。
具体的，处理器可以检测是否能够获取到所述增量式编码器记录的里程值；若否，则通过wifi模块向目标设备发送所述增量式编码器损坏的提示信息。
正常工作状态下，处理器可以实时的获取到增量式编码器记录的里程值，当处理器无法获取到增量式编码器记录的里程值时，则说明该增量式编码器可能出现了损坏，此时，处理器可以通过wifi模块向目标设备发送增量式编码器损坏的提示信息。
通过向目标设备发送增量式编码器损坏的提示信息可以及时提醒工作人员增量式编码器出现损坏，以便于工作人员对增量式编码器进行检修，最大程度的降低增量式编码器损坏对轨道机器人定位产生的影响。
以上对本发明实施例所提供的一种适用于轨道机器人的定位系统和方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。