深圳鹏鲲智科技术有限公司刘健获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳鹏鲲智科技术有限公司申请的专利基于多传感器融合的移动机器人导航定位系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116772831B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310450309.X,技术领域涉及:G01C21/16;该发明授权基于多传感器融合的移动机器人导航定位系统及方法是由刘健;张琦;黄达健;赖飞平;雷远进设计研发完成,并于2023-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于多传感器融合的移动机器人导航定位系统及方法在说明书摘要公布了:本发明属于机器人导航定位领域,公开了一种基于多传感器融合的移动机器人导航定位系统,包括:以给定方式安装于移动机器人工作区域内的至少4个UWB基站;以设定距离间隔安装于连接组件上的两个UWB定位标签以及测量连接组件旋转角速度的陀螺仪共同组成的组合标签装置;用于接收所述标签数据、陀螺仪数据、移动机器人里程计数据,并对接收到的数据进行实时融合处理,输出当前标签装置定位数据和航向角数据的主控装置。本发明通过里程计、陀螺仪、多个UWB标签的数据融合解决了UWB定位系统定位误差大、航向角信息缺乏等问题,可为自动驾驶叉车、堆垛车、牵引车、AGV小车等室内外各类移动机器人提供较为精确的导航定位信息,另外还公开了对应的方法。
本发明授权基于多传感器融合的移动机器人导航定位系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种基于多传感器融合的移动机器人导航定位方法,其特征在于,包括: UWB基站系统,包括安装于移动机器人工作区域内的至少4个UWB基站; 组合标签装置,包括间隔安装于连接组件上的至少两个UWB标签以及测量连接组件旋转角速度的陀螺仪,所述陀螺仪安装在连接组件的中心位置; 主控装置,包括标签接口、陀螺仪接口以及里程计接口,用于接收所述标签装置数据、陀螺仪数据、移动机器人里程计数据,并对接收到的数据进行实时融合处理,输出当前标签装置定位数据和航向角数据; 移动机器人里程计,通过里程计接口与主控装置相连; 所述方法包括以下步骤: S1:构造滑动窗口滤波器对包含NLOS的标签到各基站的距离数据进行检测滤波,得到滤波后的标签到各基站的距离数据; S2:将S1中距离数据按每3个一组分成多个组合,利用最小二乘三边定位算法求解多组定位数据,并根据置信度加权求取标签定位数据,利用此算法分别得到标签A和标签B的定位数据; S3:由标签A和标签B定位数据,计算标签装置航线角,利用卡尔曼滤波算法耦合标签航向角数据及陀螺仪角速度得到融合航向角数据; S4:取标签A和标签B定位数据均值作为组合标签装置定位数据,再利用一阶低通滤波算法耦合标签定位数据、里程计数据及航向角数据得到融合定位数; 所述S1包括以下步骤: S11:通过标签实时获取标签到各个基站距离数据,并根据基站ID将距离数据分别存入对应的数组,假设有m个基站,滑动窗口大小设置为n,则可以得到m个长度为n的距离数组:,其中; S12:记其中一个数组为,则先由以下公式计算距离梯度绝对值数组: ; 计算的标准差,判断该值大于或小于设定标准差阈值,若小于设定标准差阈值则说明距离数组不存在较大的数值跳变情况,受NLOS噪声影响较小,相应距离数据保持原始数值即可;若大于设定标准差阈值则说明距离数组存在较大的数值跳变情况,受NLOS影响较大,其中变化梯度较大的数据包含NLOS噪声的可能性较大,需要将其找出并去除,方法采用步骤S13; S13:遍历标准差大于设定标准差阈值的梯度数组,若第j个数值小于设定梯度阈值的则保留原距离数值即,若大于设定梯度阈值则丢弃该原距离数值,用前一个数值替代,即; S14:对各距离数组重复s12和s13操作即可得到极大程度上滤除NLOS噪声的标签到各基站的距离数据。
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