一种家用机器人定位算法实现方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及家庭机器人技术领域，尤其涉及一种家用机器人定位算法实现方法。
【背景技术】
[0002]随着家用设备的不断智能化，家用机器人能用户会提出更为智能的需求，因此家用机器人市场近来快速增长，甚至超过工业机器人市场。
[0003]目前，家用机器人室内的定位技术包括RFID、LBS、IR、WLAN、Bluetooth，它们根据特定的算法对机器人的位置进行测量来完成定位。目前常见的室内定位系统包括:
红外线室内定位系统，此系统不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播。目前Olivetti研究实验室的Active Badge系统采用该项技术。
[0004]超声波室内定位需要大量的底层硬件设备，因此存在成本较高的缺点。目前Cricket System和Active Bat米用该技术。
[0005]蓝牙室内定位系统，主要不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差。
[0006]RFID，此系统基于信号强度分析法，采用聚合算法对三维空间进行定位，通过标识检测到的信号强弱来表示标识之间的距离。采用该技术的代表有Spo ton、Wave trend和Bewator Cotag等公司。
[0007]然而以上技术处理传感器硬件本身的缺点外，主要因为算法不够优良，导致机器人实际定位中出现了诸多问题，所以机器人室内定位技术需要更优良的算法。
【发明内容】
[0008]本发明主要是解决现有产品所存在的技术问题，从而提供一种家用机器人定位算法实现方法，机器人可以精准定位家里的位置，可以直线绕过障碍物到达目的地，并且空间增加和减少的物品自动识别和绕开。
[0009]本发明提供一种家用机器人定位算法实现方法，具体步骤为:
a.室内布置坐标系统，选取室内不同位置，将机器人测量房间位置生成地图坐标数据；
b.将生成的地图坐标数据和机器人位置数据进行融合，并引入增加物品特征对机器人行走路径的影响数据，将路径数据与相应的位置数据建立关系数据库，作为定位基础数据集；
c.引入向量回归模型，通过地图坐标数据与机器人位置数据的函数关系；
d.将待位置数据代入支撑向量回归模型，计算出节点的位置坐标。
[0010]上述的一种家用机器人定位算法实现方法，所述位置数据为纵横坐标信息、高度坐标信息。
[0011]上述的一种家用机器人定位算法实现方法，所述位置数据为第j节点到第i个坐标系统的测量位置数据设为CredA将该测量位置数据乘以位置数据，作为修正的定位数据集。
[0012]上述的一种家用机器人定位算法实现方法，所述位置数据与地图坐标数据的函数为:
χ=Σi(aix-aix*)ker(Di,D)+bx]]>y=Σi(aiy_aiy氺)ker(Di,D)+by]]>
其中ker()为核函数，alx，alx*，bx分别表示求解x轴的位置估计函数的拉格朗日乘子及偏移量，aly，ai/，by分别表示求解y轴的位置估计函数的拉格朗日乘子及偏移量。
[0013]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简单地介绍，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。
【附图说明】
[0014]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明一种家用机器人定位算法实现方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合本发明的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动的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。
[0016]结合图1所示，对本发明的实施例进行说明。
[0017]本发明实施例中，本发明提供一种家用机器人定位算法实现方法，具体步骤为:
5101.室内布置坐标系统，选取室内不同位置，将机器人测量房间位置生成地图坐标数据；
5102.将生成的地图坐标数据和机器人位置数据进行融合，并引入增加物品特征对机器人行走路径的影响数据，将路径数据与相应的位置数据建立关系数据库，作为定位基础数据集；
5103.引入向量回归模型，通过地图坐标数据与机器人位置数据的函数关系；
5104.将待位置数据代入支撑向量回归模型，计算出节点的位置坐标。
[0018]上述的一种家用机器人定位算法实现方法，所述位置数据为纵横坐标信息、高度坐标信息。
[0019]上述的一种家用机器人定位算法实现方法，所述位置数据为第j节点到第i个坐标系统的测量位置数据设为CredA将该测量位置数据乘以位置数据，作为修正的定位数据集。
[0020]上述的一种家用机器人定位算法实现方法，所述位置数据与地图坐标数据的函数为:χ=Σi(aix-aix*)ker(Di，D)+bx]]>γ=Σ i(aiy-aiy>!<)ker(Di，D)+by]]>
设有1个位置已知的地图坐标数据(AP)及m个位置已知的机器人，假终端其到地图坐标数据的位置数据Α=τ ll···iml· ········ xll· · · xml，] ]>fi j 表不第 i 个机器人到第 j个地图坐标数据的信号传输时延，能量矩阵(RSS)B=rsl l· · ·rsml·········rsll··&CenterDot ;rsml，] ]>rsi j表示第i个机器人到第j个地图坐标数据以及坐标pos=xl，yl&CenterDot ;· ·xm，ym]]>均为已知。贝丨】需要估计函数关系pos = f(D)，D=AT+BTo
[0021]其中ker()为核函数，α1χ，αι/，?3χ分别表示求解x轴的位置估计函数的拉格朗日乘子及偏移量，aiy，ai/，by分别表不求解y轴的位置估计函数的拉格朗日乘子及偏移量。
[0022]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而不是全部的实施例，并不用以限制本发明。对于所属领域的普通技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而不是全部的实施例，并不用以限制本发明。对于所属领域的普通技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种家用机器人定位算法实现方法，其特征是，具体步骤为: a.室内布置坐标系统，选取室内不同位置，将机器人测量房间位置生成地图坐标数据； b.将生成的地图坐标数据和机器人位置数据进行融合，并引入增加物品特征对机器人行走路径的影响数据，将路径数据与相应的位置数据建立关系数据库，作为定位基础数据集； c.引入向量回归模型，通过地图坐标数据与机器人位置数据的函数关系； d.将待位置数据代入支撑向量回归模型，计算出节点的位置坐标。2.根据权利要求1所述一种家用机器人定位算法实现方法，其特征在于，所述位置数据为纵横坐标信息、高度坐标信息。3.根据权利要求1所述一种家用机器人定位算法实现方法，其特征在于，所述位置数据为第j节点到第i个坐标系统的测量位置数据设为CredA将该测量位置数据乘以位置数据，作为修正的定位数据集。4.根据权利要求1所述一种家用机器人定位算法实现方法，其特征在于，所述位置数据与地图坐标数据的函数为: χ=Σi(aix-aix*)ker(Di,D)+bx]]> y=Σi(aiy_aiy氺)ker(Di,D)+by]]> 其中ker()为核函数，alx，ai/，bx分别表示求解x轴的位置估计函数的拉格朗日乘子及偏移量，aly，ai/，by分别表示求解y轴的位置估计函数的拉格朗日乘子及偏移量。
【专利摘要】本发明提供一种家用机器人定位算法实现方法，实现了机器人在室内定位的准确性和灵活性，运用现有的传感器就可以实现，不需要更换硬件，节省了陈本。同时机器人的定位算法适应任何尺寸和构造平面的房间，也适用于移动和变换的家庭平面空间。
【IPC分类】H04W64/00, H04W4/04
【公开号】CN105491534
【申请号】CN201610043201
【发明人】林鲁鹏, 刘玉伟
【申请人】深圳市爱华兴模具有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月23日