揭秘扫地机器人是如何进行室内定位的
相信屏幕前的各位看官应该都有过扫地的经历,回想一下扫地的过程,可以分解为两个主要的动作:走到某个位置;将其打扫干净。
与之相应的,作为人类扫地劳动的替代者扫地机器人也包含两个主要的系统:自主导航系统和清扫系统。
如果说清扫系统是扫地机器人冠以扫地之名的本钱,是扫地机器人之心;那么自主导航系统就是它冠以机器人之名的底气,是扫地机器人之脑。
如果没有自主导航系统,那么它只能被称为扫地机器而不是扫地机器人。
下面就让我们具体来看一下扫地机器人的底气是怎么产生的。
机器人导航的三个经典问题
说到机器人的自主导航,简单来说可以归结为由MIT教授JohnJ.Leonard和原悉尼大学教授Hugh Durrant-Whyte提出的三个问题:
(1)Where am I?
(2)Where I am going?
(3)How should I go there?
第一个问题是机器人的定位问题,即如何根据现在观测到的和前面已知的信息,判断机器人在当前环境中的位置。
第二个和第三个问题,实际上就是指定一个目标,然后规划一定的路径来实现这个目标。
对一般的移动机器人来说,这个目标是一个点,即点到点导航。
而对扫地机器人来说,其目标不是到达某一点,而是遍历某一个区域,以实现对房间的清扫。
今天让我们先来看一下第一个问题,即扫地机器人的定位。
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。