移动机器人的声波定位方法、声波接收装置及机器人系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111239689 A(43)申请公布日 2020.06.05

(21)申请号 202010131043.9(22)申请日 2020.02.28

(71)申请人 广东美的厨房电器制造有限公司

地址 528311 广东省佛山市顺德区北滘镇

永安路6号

申请人 美的集团股份有限公司(72)发明人 杜海波　周技锋　孙涛　(74)专利代理机构 北京辰权知识产权代理有限

公司 11619

代理人 付婧(51)Int.Cl.

G01S 5/22(2006.01)

权利要求书3页 说明书8页 附图2页

CN 111239689 A(54)发明名称

移动机器人的声波定位方法、声波接收装置及机器人系统(57)摘要

本申请公开了一种移动机器人的声波定位方法、声波接收装置及机器人系统，该方法包括：接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；通过所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。本申请提供的移动机器人的声波定位方法，通过三点定位的方式，利用声波实现对移动机器人的精确定位，定位精度高。

CN 111239689 A

权　利　要　求　书

1/3页

1.一种移动机器人的声波定位方法，应用于声波接收装置，其特征在于，所述声波接收装置包括至少三个声波接收模块；所述方法包括：

接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；其中，所述声波发射装置设置于所述移动机器人上；

通过所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；其中，所述至少三个声波接收模块设置于固定位置；

记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离，包括：

所述声波接收时刻与所述声波发射时刻之差乘以所述声波速度，得到所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接收来自声波发射装置的声波发射时刻之前，所述方法还包括：

同步所述声波接收装置和所述声波发射装置的时刻。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述同步声波接收装置和所述声波发射装置的时刻，包括：

所述声波接收装置无线连接所述声波发射装置，获取所述声波发射装置的时刻，调整自身时刻为与所述声波发射装置的时刻相同；或者，

将所述声波接收装置和所述声波发射装置都同步到网络上的同一时钟。5.一种移动机器人的声波定位方法，应用于声波接收装置，其特征在于，所述声波接收装置设置于所述移动机器人上的固定位置，包括至少三个声波接收模块，所述方法包括：

接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；

通过所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离、所述声波发射装置的位置坐标和所述至少三个声波接收模块的相对位置关系，计算每一所述声波接收模块的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

6.一种移动机器人的声波定位方法，其特征在于，包括：声波发射装置发射声波，并向声波接收装置发送声波发射时刻信号；所述声波发射装置设置于所述移动机器人上，所述声波接收装置包括至少三个声波接收模块，所述至少三个声波接收模块设置于固定位置；

所述声波接收装置接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；

2

CN 111239689 A

权　利　要　求　书

2/3页

所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；通过所述声波接收装置实现以下步骤：

记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

7.一种移动机器人的声波定位方法，其特征在于，包括：声波发射装置发射声波，并向声波接收装置发送声波发射时刻信号；其中，所述声波接收装置设置于所述移动机器人上的固定位置，所述声波接收装置包括至少三个声波接收模块；

所述声波接收装置接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；通过所述声波接收装置实现以下步骤：

记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离、所述声波发射装置的位置坐标和所述至少三个声波接收模块的相对位置关系，计算每一所述声波接收模块的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

8.一种声波接收装置，其特征在于，用于设置于固定位置，包括处理器以及与所述处理器电连接的存储器、无线通信单元和至少三个声波接收模块；所述无线通信单元用于接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；所述至少三个声波接收模块用于接收来自声波发射装置的声波；所述处理器用于记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；

所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，还用于执行所述计算机程序，以实现：根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

9.一种声波接收装置，其特征在于，用于设置于移动机器人上的固定位置，包括处理器以及与所述处理器电连接的存储器、无线通信单元和至少三个声波接收模块；所述无线通信单元用于接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；所述至少三个声波接收模块用于接收来自声波发射装置的声波；所述处理器用于记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；

所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，还用于执行所述计算机程序，以实现：根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

3

CN 111239689 A

权　利　要　求　书

3/3页

根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离、所述声波发射装置的位置坐标和所述至少三个声波接收模块的相对位置关系，计算每一所述声波接收模块的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

10.一种移动机器人系统，其特征在于，包括移动机器人、声波发射装置和权利要求8或9所述的声波接收装置，所述声波发射装置设置于所述移动机器人上。

4

CN 111239689 A

说　明　书

1/8页

移动机器人的声波定位方法、声波接收装置及机器人系统

技术领域

[0001]本申请涉及声波定位技术领域，具体涉及一种移动机器人的声波定位方法、声波接收装置及机器人系统。

背景技术

[0002]随着技术的发展，人们的生活越来越智能化，智能机器人的应用越来越多，特别是扫地机器人、服务机器人近年更是越来越普遍。利用声波的方式，可以为机器人定位和避障。但是目前都是将声波定位的机器人都是将声波接收装置安装在机器人装置中，这种方式仅能实现声源的方向和大致位置，不能实现精确定位。现有技术方案的麦克风置于机器人上，多麦克风的方案中，利用多麦克风接收到声源信号的时间差仅能计算出声源信号与机器人的相对方向，不能确定距离信息。如图1所示，现有技术使用机器人端放置双麦克风(麦克风3)或者多麦克风方式，声源4设置在充电座5，机器人位置1和机器人位置2与声源4的距离相等。当机器人在识别到声源信号时，只能识别到声源4与机器人前进方向的角度信息，能够让机器人前进方向对准声源方向，并不能确定机器人的具体位置，如图1中机器人并不能知道自己是在位置1还是位置2，因此无法实现对移动机器人的精确定位。发明内容

[0003]本申请的目的是提供一种移动机器人的声波定位方法、声波接收装置及机器人系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。[0004]根据本申请实施例的一个方面，提供一种移动机器人的声波定位方法，应用于声波接收装置，所述声波接收装置包括至少三个声波接收模块；所述方法包括：[0005]接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；其中，所述声波发射装置设置于所述移动机器人上；

[0006]通过所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；其中，所述至少三个声波接收模块设置于固定位置；

[0007]记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0008]根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

[0009]根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。[0010]进一步地，所述根据声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离，包括：[0011]所述声波接收时刻与所述声波发射时刻之差乘以所述声波速度，得到所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离。

5

CN 111239689 A[0012]

说　明　书

2/8页

进一步地，在所述接收来自声波发射装置的声波发射时刻之前，所述方法还包括：

[0013]同步所述声波接收装置和所述声波发射装置的时刻。[0014]进一步地，所述同步声波接收装置和所述声波发射装置的时刻，包括：[0015]所述声波接收装置无线连接所述声波发射装置，获取所述声波发射装置的时刻，调整自身时刻为与所述声波发射装置的时刻相同；或者，

[0016]将所述声波接收装置和所述声波发射装置都同步到网络上的同一时钟。[0017]根据本申请实施例的另一个方面，提供一种移动机器人的声波定位方法，应用于声波接收装置，所述声波接收装置设置于所述移动机器人上的固定位置，包括至少三个声波接收模块，所述方法包括：

[0018]接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；

[0019]通过所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；[0020]记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0021]根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

[0022]根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离、所述声波发射装置的位置坐标和所述至少三个声波接收模块的相对位置关系，计算每一所述声波接收模块的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

[0023]根据本申请实施例的另一个方面，提供一种移动机器人的声波定位方法，包括：[0024]声波发射装置发射声波，并向声波接收装置发送声波发射时刻信号；所述声波发射装置设置于所述移动机器人上，所述声波接收装置包括至少三个声波接收模块，所述至少三个声波接收模块设置于固定位置；

[0025]所述声波接收装置接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；[0026]所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；[0027]通过所述声波接收装置实现以下步骤：

[0028]记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0029]根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

[0030]根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。[0031]根据本申请实施例的另一个方面，提供一种移动机器人的声波定位方法，包括：[0032]声波发射装置发射声波，并向声波接收装置发送声波发射时刻信号；其中，所述声波接收装置设置于所述移动机器人上的固定位置，所述声波接收装置包括至少三个声波接收模块；

[0033]所述声波接收装置接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；[0034]所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；[0035]通过所述声波接收装置实现以下步骤：

[0036]记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0037]根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

6

CN 111239689 A[0038]

说　明　书

3/8页

根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离、所述声波发射装置的位

置坐标和所述至少三个声波接收模块的相对位置关系，计算每一所述声波接收模块的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

[0039]根据本申请实施例的另一个方面，提供一种声波接收装置，用于设置于固定位置，包括处理器以及与所述处理器电连接的存储器、无线通信单元和至少三个声波接收模块；所述无线通信单元用于接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；所述至少三个声波接收模块用于接收来自声波发射装置的声波；所述处理器用于记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0040]所述存储器，用于存储计算机程序；[0041]所述处理器，还用于执行所述计算机程序，以实现：[0042]根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

[0043]根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。[0044]根据本申请实施例的另一个方面，提供一种声波接收装置，用于设置于移动机器人上的固定位置，包括处理器以及与所述处理器电连接的存储器、无线通信单元和至少三个声波接收模块；所述无线通信单元用于接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；所述至少三个声波接收模块用于接收来自声波发射装置的声波；所述处理器用于记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0045]所述存储器，用于存储计算机程序；[0046]所述处理器，还用于执行所述计算机程序，以实现：[0047]根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

[0048]根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离、所述声波发射装置的位置坐标和所述至少三个声波接收模块的相对位置关系，计算每一所述声波接收模块的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

[0049]根据本申请实施例的另一个方面，提供一种移动机器人系统，包括移动机器人、声波发射装置和上述的声波接收装置，所述声波发射装置设置于所述移动机器人上。[0050]本申请实施例的其中一个方面提供的技术方案可以包括以下有益效果：[0051]本申请实施例提供的移动机器人的声波定位方法，通过三点定位的方式，利用声波实现对移动机器人的精确定位，确定移动机器人的具体位置，定位精度高。[0052]本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0053]为了更清楚地说明本申请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

7

CN 111239689 A

说　明　书

4/8页

申请中记载的一些实施例，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。

[0054]图1示出了现有技术的移动机器人的定位方法示意图；

[0055]图2示出了本申请的一个实施例的声波发射装置和声波接收装置的结构框图及其连接关系示意图；

[0056]图3示出了本申请的一个实施例的移动机器人的声波定位方法的流程图。具体实施方式

[0057]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。[0058]本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

[0059]本申请的一个实施例提供了一种移动机器人系统，包括移动机器人、声波发射装置和声波接收装置，所述声波发射装置设置于所述移动机器人上。如图2所示，所述声波发射装置包括处理器1以及分别与处理器1电连接的存储器1、声源(声波发射模块)、时钟保持单元1和无线通信单元1。声波接收装置包括处理器2以及分别与处理器2电连接的一时钟保持单元2和一无线通信单元2和至少三个声音接收传感器(声波接收模块)。

[0060]处理器1和处理器2分别控制无线通信单元1和无线通信单元2每间隔一定时间段即进行一次高精度时间同步，同步方法包括：处理器1和处理器2都同步到网络上的同一高精度时钟，或者通过两无线通信单元互连，实现处理器1和处理器2的时间高精度同步。时间同步后处理器1和处理器2分别通过时钟保持单元1和时钟保持单元2(时钟保持单元可以为晶体或者振荡电路)实现高精度时间同步信号的保持。[0061]处理器1控制声源发射一声波并记录发射时刻，将发射时刻信号以无线通信的方式由无线通信单元1发送给无线通信单元2。无线通信单元2将收到的发射时刻信号发送到处理器2。处理器2分别记录各声音接收传感器接收到声音信号的时刻。处理器2根据接收到无线通信单元2的发射时刻信号和各声音接收传感器接收到声音信号的时刻，计算出各声音接收传感器接收到声音信号的时刻与发射时刻的时间差，以及声音的速度v为340m/s,计算出声波传播的距离。

[0062]再利用已知条件可定位空间上的任一一点声源的位置。假设移动机器人上的声源在空间中的位置为O(x，y，z)，至少三个声音接收传感器设置在充电座上的三个位置固定点A(a1,b1,c1)，B(a2,b2,c2)，C(a3,b3,c3)，选择充电座上任一一点为原点，则A、B、C的位置为已知的(也可以选择A点为原点)。在时刻t，声源发射声波信号，处理器1通过无线通信单元1将t时刻信号发送到无线通信单元2，再通过无线通信单元2将该信号发送到处理器2。充电座的A、B、C处的三个声音接收传感器接收到声波信号的时间分别为ta、tb、tc。列出以下声波传

8

CN 111239689 A

说　明　书

5/8页

输距离计算方程：

[0063][0064][0065]

通过处理器2利用以上三个方程解出三个未知数x、y、z，即可求出O点在空间中的

位置，可以以O点的位置坐标作为移动机器人的位置坐标。[0067]通过以上步骤，计算移动机器人在移动过程中的一连串离散的点的位置坐标，将这些离散的点连续起来即可得到移动机器人的运动轨迹，根据运动轨迹可以制作室内地图，进而实现室内导航。根据运动轨迹可以推算机器人相对于充电座的运动方向。[0068]在某些实施方式中，声源所发出的声波可以是次声波、可闻声声波、超声波，声波发射模块可以是喇叭等电声转换器，声音接收传感器可以是麦克风等声电转换器。[0069]在某些实施方式中，无线通信单元可以发送用于作为发送时间同步的标志信号，也可以作为通信单元实现相互通信。[0070]如图2所示，本申请的一个实施例提供了一种声波接收装置，用于设置于固定位置，包括处理器2以及与所述处理器2电连接的存储器2、无线通信单元2和至少三个声波接收模块(在本实施例中为声音接收传感器1)；所述无线通信单元2用于接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；所述至少三个声波接收模块用于接收来自声波发射装置的声波；所述处理器2用于记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0071]所述存储器2，用于存储计算机程序；[0072]所述处理器2，还用于执行所述计算机程序，以实现：[0073]根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

[0074]根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。[0075]本实施例还提供了一种移动机器人的声波定位方法01，应用于声波接收装置，所述声波接收装置包括至少三个声波接收模块；如图3所示，所述方法包括：[0076]S11、接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；其中，所述声波发射装置设置于所述移动机器人上；[0077]S12、通过所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；其中，所述至少三个声波接收模块设置于固定位置；[0078]S13、记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0079]S14、根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；[0080]S15、根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。[0081]在某些实施方式中，S14、根据声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离，包括：

9

[0066]

CN 111239689 A[0082]

说　明　书

6/8页

所述声波接收时刻与所述声波发射时刻之差乘以所述声波速度，得到所述声波接

收模块与所述声波发射装置的距离。[0083]在某些实施方式中，在S11、接收来自声波发射装置的声波发射时刻之前，所述方法还包括：[0084]S10、同步所述声波接收装置和所述声波发射装置的时刻。[0085]在某些实施方式中，S10、同步声波接收装置和所述声波发射装置的时刻，包括：[0086]所述声波接收装置无线连接所述声波发射装置，获取所述声波发射装置的时刻，调整自身时刻为与所述声波发射装置的时刻相同；或者，

[0087]将所述声波接收装置和所述声波发射装置都同步到网络上的同一时钟。[0088]本申请的另一个实施例提供了一种移动机器人的声波定位方法02，应用于声波接收装置，所述声波接收装置设置于所述移动机器人上的固定位置，包括至少三个声波接收模块，所述方法包括：[0089]S21、接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；[0090]S22、通过所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；[0091]S23、记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0092]S24、根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；[0093]S25、根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离、所述声波发射装置的位置坐标和所述至少三个声波接收模块的相对位置关系，计算每一所述声波接收模块的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。[0094]如图2所示，本实施例还提供了一种移动机器人的声波定位方法03，包括：[0095]S31、声波发射装置发射声波，并向声波接收装置发送声波发射时刻信号；所述声波发射装置设置于所述移动机器人上，所述声波接收装置包括至少三个声波接收模块，所述至少三个声波接收模块设置于固定位置；[0096]S32、所述声波接收装置接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；[0097]S33、所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；[0098]通过所述声波接收装置实现以下步骤：[0099]S34、记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0100]S35、根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；[0101]S36、根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离和每一所述声波接收模块的位置坐标，计算所述声波发射装置的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。[0102]本申请实施例提供的移动机器人的声波定位方法，通过三点定位的方式，可以利用声波实现对移动机器人的精确定位，确定移动机器人的具体位置，定位精度高，解决了现有技术中不能精准确定移动机器人的具体位置的问题。[0103]如图2所示，本申请的另一个实施例提供了一种声波接收装置，用于设置于移动机器人上的固定位置，包括处理器2以及与所述处理器2电连接的存储器2、无线通信单元2和至少三个声波接收模块；所述无线通信单元用于接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；所述至少三个声波接收模块用于接收来自声波发射装置的声波；所述处理器2用于记录

10

CN 111239689 A

说　明　书

7/8页

所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0104]所述存储器2，用于存储计算机程序；[0105]所述处理器2，还用于执行所述计算机程序，以实现：[0106]根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；

[0107]根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离、所述声波发射装置的位置坐标和所述至少三个声波接收模块的相对位置关系，计算每一所述声波接收模块的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。

[0108]本申请的另一个实施例提供了一种移动机器人系统，包括移动机器人、声波发射装置和上述的声波接收装置，所述声波接收装置设置于所述移动机器人上。[0109]本申请的另一个实施例提供了一种移动机器人的声波定位方法04，包括：[0110]S41、声波发射装置发射声波，并向声波接收装置发送声波发射时刻信号；其中，所述声波接收装置设置于所述移动机器人上的固定位置，所述声波接收装置包括至少三个声波接收模块；[0111]S42、所述声波接收装置接收来自声波发射装置的声波发射时刻信号；[0112]S43、所述至少三个声波接收模块接收来自声波发射装置的声波；[0113]通过所述声波接收装置实现以下步骤：[0114]S44、记录所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻；[0115]S45、根据所述声波发射时刻、所述至少三个声波接收模块的声波接收时刻和声波速度，计算每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离；[0116]S46、根据每一所述声波接收模块与所述声波发射装置的距离、所述声波发射装置的位置坐标和所述至少三个声波接收模块的相对位置关系，计算每一所述声波接收模块的位置坐标以确定所述移动机器人的位置。[0117]在本申请的另一实施例中，移动机器人为家用扫地机，移动机器人的声波定位方法，包括以下具体实施步骤：[0118]第一步：扫地机上设置有一超声波声源，在充电座的固定位置上安装三个超声波接收器；

[0119]第二步：扫地机器人和充电座固定时间间隔，通过WIFI模块将本地时间和网络时间做高精度同步，并通过在各自的晶体振荡器，保持高精度的时间信号。[0120]第三步：扫地机器人需要知道自己位置时，处理器控制声源发射超声波信号，记录发送时间t并将时间t通过WIFI发送到充电座上的三个超声波接收器；[0121]第四步：充电座接收到WIFI发送过来的时间t；[0122]第五步：充电座的处理器分别记录充电座上的多声音传感器接收到声音信号的时间；[0123]第六步：将以上时间代入上述声波传输距离计算方程计算声源的位置，从而得到扫地机的位置；[0124]第七步：重复以上步骤即可持续监控扫地机器人的位置信息，根据扫地机的位置信息，就可以实现室内地图建立、行动路径跟踪、清扫导航、自动回充等功能。[0125]本实施例的技术方案通过在充电座上装置三个及以上超声波接收器，在机器人端

11

CN 111239689 A

说　明　书

8/8页

设置一声源的方式，实现三点空间定位，建立扫地机与充电座之间的空间对应关系，进而根据扫地机的运动路径建立平面或者空间地图，根据空间地图能够建立清扫策略。通过本技术方案可以较低成本的方式实现精确确定扫地机与充电座的位置关系，包括方向和距离。[0126]需要说明的是：[0127]术语“模块”并非意图受限于特定物理形式。取决于具体应用，模块可以实现为硬件、固件、软件和/或其组合。此外，不同的模块可以共享公共组件或甚至由相同组件实现。不同模块之间可以存在或不存在清楚的界限。

[0128]在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。

[0129]本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

[0130]应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。[0131]以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

12

CN 111239689 A

说　明　书　附　图

1/2页

图1

图2

13

CN 111239689 A

说　明　书　附　图

2/2页

图3

14

华佗健康网还为您提供以下相关内容希望对您有帮助：

超声波技术 超声波定位目前大多数采用反射式测距法。系统由一个主测距器和若干个电子标签组成，主测距器可放置于移动机器人本体上，各个电子标签放置于室内空间的固定位置。定位过程如下：先由上位机发送同频率的信号给各个电子标签，电子标签接收到后又反射传输给主测距器，从而可以确定各个电子标签到主测距...

捷克科幻作家卡列尔查培于1920年创造了《洛桑万能机器人公司》的幻想剧,其中主人公罗伯特(ROBOTO)是既忠诚又勤劳的机器人,该剧上演后轰动一时,罗伯特的名字也因此成了机器人的代名词,现在机器人的国际名称就叫"罗伯特" (ROBOTO). 机器人小资料 2003-10-19 ◆机器人的“祖先”在中国机器人一词的出现和世界上第一...

米家扫拖机器人2提供了多种扫拖模式，以适应不同清洁需求。全幅高频声波震动拖模式特别适合硬质地面，带来强劲去污能力；而震动拖地模式则更适合软质地面，如地毯。这些模式不仅扩展了机器人的适用范围，也满足了不同家庭的清洁需求。操控方面，用户可以通过米家APP远程控制机器人，设定清扫计划、调整吸力大小...

其次，在智能安防领域，声波识别技术可以被应用于人员身份验证、门禁系统、声波定位等领域。特别是在入侵检测和安防监控方面，声波识别技术有着独特的优势，可以用于检测周围环境的声音变化，并及时生成警报，以保证安全。此外，声波识别技术还可以应用于医疗诊断、工业生产、物联网等领域，有着广泛的应用前景。

1 视觉感知 视觉系统由于获取的信息量更多更丰富，采样周期短，受磁场和传感器相互干扰影响小，质量轻，能耗小，使用方便经济等原因，在很多移动机器人系统中受到青睐。视觉传感器将景物 的光信号转换成电信号。目前，用于获取图像的视觉传感器主要是数码摄像机。在视觉传感器中主要有单目、双目与全景摄像机3...

超声波技术 超声波定位目前大多数采用反射式测距法。系统由一个主测距器和若干个电子标签组成，主测距器可放置于移动机器人本体上，各个电子标签放置于室内空间的固定位置。定位过程如下：先由上位机发送同频率的信号给各个电子标签，电子标签接收到后又反射传输给主测距器，从而可以确定各个电子标签到主测距...

超声波定位技术由于声波的传送速度远低于电磁波，其系统实现难度非常低，可以非常简单地实现系统的无线同步，然后用超声波发送器发送，湖南射频识别室内定位技术哪家强，接收端采用麦克风接收，自己运算位置即可。由于声波的速率比较低，湖南射频识别室内定位技术哪家强，传送相同的内容需要的时间比较长，只有通过...

超声波传感器采用直接反射式的检测模式。位于传感器前面的被检测物通过将发射的声波部分地发射回传感器的接收器，从而使传感器检测到被测物，经单片机系统处理判断前方物体的大小、远近及大体属性。红外测距传感器 红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。...

6.根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。 7.模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。 8.根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究...

扫地机器人又叫懒人扫地机，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。机身为自动化技术的可移动装置，...