机器人室内定位解决方
案
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
通过在室内或者室外布设一定数量的UWB定位基站，机器人携带定位标签，最终实现机器人的精准定位导航。
UWB室内定位技术,可以提供最优达2厘米级、一般情况下10厘米以下定位精度，系统定位微基站支持多定位单元扩展，定位微标签支持
刷新率在线调整功能。系统基于先进的基于无线超窄脉冲波的无线定位原理，抗干扰能力强，系统性能稳定可靠，架设简单，维护方便，适合工业应用。
1：无线超窄脉冲定位技术特点
传统的无线定位系统使用WiFi、蓝牙及Zigbee等技术，基于接收信号强度法（RSSI）来对标签位置进行粗略估计，定位精度低，且容易受到干扰，定位稳定性难以适应室内应用的要求。UWB基于超窄脉冲技术的无线定位技术，从根本上解决了这一问题。
无线超窄脉冲电磁波，使用脉冲宽度为ns级的无线脉冲信号作为定位载波，是无线定位领域的定位精度最高，性能最为稳定的技术。在频域上，由于其占用的频带较宽（也被称为超宽带技术，UWB技术），且无线功率密度较低，对于其他的无线设备来说相当于噪声信号，不会对其造成干扰，也加强了自身的抗干扰性。无线定位系统基于超窄脉冲技术，成为国内领先的高精度无线定位产品。
2：定位原理
无线定位系统使用先进的超窄脉冲精确测量飞行时间技术，实现了底层的精确测距/计时；结合位置解算算法，实现了上层的精确定位。其基本原理如下图所示。
基站位置为已知,标签发出无线脉冲,到达每个基站的时间再乘以光速,从而得到标签到每个基站的距离,再通过算法最终就可以得到标签的位置. 3：定位系统构成
无线定位系统的系统架构如下图所示。系统主要包括定位基站、定位标签、定位解算服务器、定位解算引擎及POE交换机、网线等网络设备构成。
4：基站布置方法
根据实际需要,可以实现三维定位,二维定位,一维定位和存在性检测,基站根据需要一般布设为正方形,每隔50-200米之间布设一个,原则就是保证需要定位的对象在同一时间发出的脉冲能够被任意三个基站接收到,从而才能确定定位标签的位置.
另外不能让基站和标签之间有物体遮挡,避免标签发出的信号不能被基站接收到.
产品技术参数
产品内核：STM32F4或者STM32F105
可视化平台： windows三维； Linux ROS 二维
PCB规格：基站 25平方厘米左右；标签4平方厘米左右
精度（实测）：复杂环境静态1厘米动态8厘米；空旷环境：静态 1厘米动态2厘米
刷新速率：定制（标准版为大于50Hz）
数据接口: 开放的API，提供RTS三维数据
距离：视距范围100米*100米
通讯协议：传输速率：最高s
天线名称：贴片式UWB55
其他特点: A.有效减少多径效应带来的衰减 B.机器学习算法 C.非链式动态分布式计算
方*案*由*华*星*北*斗*智*控*提*供
机器人室内定位解决方 案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
通过在室内或者室外布设一定数量的UWB定位基站，机器人携带定位标签，最终实现机器人的精准定位导航。 UWB室内定位技术,可以提供最优达2厘米级、一般情况下10厘米以下定位精度，系统定位微基站支持多定位单元扩展，定位微标签支持
刷新率在线调整功能。系统基于先进的基于无线超窄脉冲波的无线定位原理，抗干扰能力强，系统性能稳定可靠，架设简单，维护方便，适合工业应用。 1：无线超窄脉冲定位技术特点 传统的无线定位系统使用WiFi、蓝牙及Zigbee等技术，基于接收信号强度法（RSSI）来对标签位置进行粗略估计，定位精度低，且容易受到干扰，定位稳定性难以适应室内应用的要求。UWB基于超窄脉冲技术的无线定位技术，从根本上解决了这一问题。 无线超窄脉冲电磁波，使用脉冲宽度为ns级的无线脉冲信号作为定位载波，是无线定位领域的定位精度最高，性能最为稳定的技术。在频域上，由于其占用的频带较宽（也被称为超宽带技术，UWB技术），且无线功率密度较低，对于其他的无线设备来说相当于噪声信号，不会对其造成干扰，也加强了自身的抗干扰性。无线定位系统基于超窄脉冲技术，成为国内领先的高精度无线定位产品。
2：定位原理 无线定位系统使用先进的超窄脉冲精确测量飞行时间技术，实现了底层的精确测距/计时；结合位置解算算法，实现了上层的精确定位。其基本原理如下图所示。 基站位置为已知,标签发出无线脉冲,到达每个基站的时间再乘以光速,从而得到标签到每个基站的距离,再通过算法最终就可以得到标签的位置. 3：定位系统构成 无线定位系统的系统架构如下图所示。系统主要包括定位基站、定位标签、定位解算服务器、定位解算引擎及POE交换机、网线等网络设备构成。
室内定位LBS技术介绍 一、室内定位(LBS)和室外定位(GPS)的区别 室内定位(LBS),又称地理位置服务, 确定移动设备或用户所在的地理位置，提供与位置相关的各类信息服务，例如寻找用户当前位置处1公里范围内的宾馆、影院、图书馆、加油站等的名称和地址。 室外定位(GPS),又称全球定位系统, 任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。 二、室内定位(LBS)-定位技术 与室外卫星定位不一样，室内定位各种技术呈现出百花齐放的场景，如下图所示： 三、室内定位(LBS)技术-硬件和软件 一套完整的蓝牙室内定位系统中，需要以下设备： ?硬件方面： 蓝牙信标–用于广播蓝牙信号。成本低、功耗小、工作时间长、易于部署； 蓝牙网关–是与信标配套的管理设备。用于接收信号，与后台服务器相连； 服务器–后台服务器为常规硬件，主要承载管理后台，以及地图导航等服务。 ?软件方面： 地图引擎–是软件组成体系中的基础；
蓝牙定位引擎–获取用户实时位置； 后台管理系统–主要指管理后台，支持信息的可视化管理。 四、室内定位(LBS)技术-开发 Android SDK是一套基于Android2.1及以上版本设备的应用程序接口，通过调用地图SDK 接口可实现丰富的地图交互服务 五、室内定位(LBS)-应用介绍 被动定位：即有源标签式定位。 人员携带或物资上安装有源定位标签，对人员、物品的位置进行实时、连续的定位，并在地图上进行展示，可查看人与物的实时位置、移动轨迹、当前状态等信息，实现电子围栏、实时预警、数据分析等管理功能。
基于能效的WLAN 室内定位系统模型设计与实现 摘要：基于能效的WLAN室内定位系统模型的设计目的，一方面是为了降低位置指纹数据库规模，另一方面为了减少服务器与客户端的数据传输量，同时减少相关的计算量。为了实现这个定位系统，笔者提出了AP预处理算法、聚类算法以及精定位AP选择算法。该文主要是分析如何设计基于能效的WLAN室内定位系统模型，以及如何实现这个系统的应用目的。 关键词：WLAN；室内；定位系统；模型设计 Abstract：Design model of WLAN indoor positioning system based on energy efficiency，on the one hand is to reduce the size of the location fingerprint database，on the other hand，in order to reduce the amount of data transmission of the server and the client，at the same time，reduce the amount of computation associated.In order to achieve this positioning system，experts have proposed a AP preprocessing algorithm，clustering algorithm and precision positioning AP selection algorithm.This paper is the analysis of how to design the WLAN indoor positioning system model based on energy efficiency，and how to realize the application of the system Key words： WLAN； interior； positioning system； model design 1 前言 由于无线局域网的迅速发展，基于WLAN的室内定位技术也越来越受到相关研究人员的关注。WLAN主要是通过检测无线接入点发射的信号强度判断用户的位置，而根据信号强度来进行定位的系统主要分为两种，其中一种基于传播模型的室内定位系统，另外一种是基于位置指纹算法的室内定位系统，在这两种室内定位系统中，前一种的限制条件比较多，后一种的优势比较突出。但是基于位置指纹算法的室内定位系统的实现需要解决数据库构造、离线采样数据预处理、定位AP的选择以及终端设备位置的估计，因此本文主要是针对这个问题，分析如何设计基于能效的WLAN室内定位系统模型，并加以实现。 2 关于基于能效的WLAN室内定位系统模型设计分析 2.1 定位系统模型整体设计 以往定位系统的能耗比较大，而能耗主要发生在两个点，其中一个点是服务器与客户端的数据交互，另外一个点是在位置估计中的计算。为了使定位系统能耗降低，就必须缩减数据库规模，减少服务器与客户端的信息传输量，同时还要在位置估计的计算过程中选用比较简单的计算方法。基于能效的WLAN室内定位系统模型主要包括两个阶段，一个是离线阶段，包括指纹采集、AP选择、数据库预处理以及聚类等四部分；另一个是在线阶段，包括测量值预处理、大概定位、AP选择以及精确定位等四部分。 2.2 定位系统模型设计特征
无线私人网络的室内定位系统的研究 援引：A Survey Of Indoor Positioning System For Wireless Personal Networks 摘要： 近来，室内定位系统（IPSs）被设计来为个人和设备提供位置信息。私人网络（PNs）被设计来满足用户的需求并且使用户的装备了不同交流软件且在不同地点的设备进行交流并组建一个网络。PNs中的位置可获取服务需要被发展来提供流畅且可获得的私人服务并且提高生活的质量。本篇论文给出了一个易于理解关于多个IPSs的调查。我们以一个PN中的用户的角度比较现存的IPSs和这些系统的大纲轮廓。 1.介绍 准确可靠且实时的室内定位和基于定位的协议和服务在未来通信网络中是不可或缺的。定位系统使得设备的位置信息对于导航，跟踪，监控之类的服务是可获得的。一些基于定位的室内追踪系统已经被应用于医院中的贵重设备上，以免设备被偷盗。 在迅速发展的综合网络和PNs的服务中极为强调用户的需求。人们很多的注意力被放在个人使用的智能情境感知服务上，这使得人们的行为举止更为方便简单。动态和室内环境的不断变化带来的不确定性被定位信息的实用性减小。GPS 是应用最为广泛的卫星定位系统。然而GPS不能在室内使用。相较于室外，室内环境更为复杂，室内有着各种干扰因素。例如气压，噪声，其他的的无线网络信号...... IR，RFID，WLAN，UWB基于这些基本技术，很多公司，大学发展出了很多新的技术。在这篇论文中，我们介绍了很多实用的和科研的IPSs。本篇论文给出了17个现存的17IPSs并且分成了6个标准。我们同样给出了他们各自优点和缺点。 2.个人网络室内定位系统的概述 这一节我们介绍了IPSs和私人网络PNs。我们强调为什么PNs需要位置信息以及现存的IPSs分类。提出了不同的评价标准来比较PNs中的用户需求。
机器人室内定位解决方案 案场各岗位服务流程 销售大厅服务岗： 1、销售大厅服务岗岗位职责： 1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品; 2)保持销售区域台面整洁; 3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等; 4)收集客户意见、建议及现场问题点； 2、销售大厅服务岗工作及服务流程 阶段工作及服务流程 班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域 2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。 班中工作程序服务 流程 行为 规范 迎接 指引 递阅 资料 上饮品 （糕点） 添加茶水工作1）眼神关注客人，当客人距3米距离侯客迎询问客户送客户
注意事项 15度鞠躬微笑问候：“您好！欢迎光临！”2）在客人前方1-2米距离领位，指引请客人向休息区，在客人入座后问客人对座位是否满意：“您好！请问坐这儿可以吗？”得到同意后为客人拉椅入座“好的，请入座！” 3）若客人无置业顾问陪同，可询问：请问您有专属的置业顾问吗？，为客人取阅项目资料，并礼貌的告知请客人稍等，置业顾问会很快过来介绍，同时请置业顾问关注该客人； 4）问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好，这里是XX销售中心，这边请”5）问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好 6）关注客人物品，如物品较多，则主动询问是否需要帮助（如拾到物品须两名人员在场方能打开，提示客人注意贵重物品）； 7）在满座位的情况下，须先向客人致
待； 阶段工作及服务流程 班中工作程序工作 要求 注意 事项 饮料（糕点服务） 1）在所有饮料（糕点）服务中必须使用 托盘； 2）所有饮料服务均已“对不起，打扰一 下，请问您需要什么饮品”为起始； 3）服务方向：从客人的右面服务； 4）当客人的饮料杯中只剩三分之一时， 必须询问客人是否需要再添一杯，在二 次服务中特别注意瓶口绝对不可以与 客人使用的杯子接触； 5）在客人再次需要饮料时必须更换杯 子； 下班程 序1）检查使用的工具及销售案场物资情况，异常情况及时记录并报告上级领导； 2）填写物资领用申请表并整理客户意见；3）参加班后总结会； 4）积极配合销售人员的接待工作，如果下班
基于机器视觉的工件识别和定位文献综述 1.前言 1.1工业机器人的现状与发展趋势 机器人作为一种最典型的应用范围广、技术附加值高的数字控制装备，在现代先进生产制造业中发挥的作用越来越重要，机器人技术的发展将会对未来生产和社会发展起到强有力的推动作用。《2l 世纪日本创建机器人社会技术发展战略报告》指出，“机器人技术与信息技术一样，在强化产业竞争力方面是极为重要的战略高技术领域。培育未来机器人产业是支撑2l 世纪日本产业竞争力的产业战略之一，具有非常重要的意义。” 研发工业机器人的初衷是为了使工人能够从单调重复作业、危险恶劣环境作业中解脱出来，但近些年来，工厂和企业引进工业机器人的主要目的则更多地是为了提高生产效率和保证产品质量。因为机器人的使用寿命很长，大都在10 年以上，并且可以全天后不间断的保持连续、高效地工作状态，因此被广泛应用于各行各业，主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作业。伴随着工业机器人研究技术的成熟和现代制造业对自动生产的需要，工业机器人越来越被广泛的应用到现代化的生产中。 现在机器人的价格相比过去已经下降很多，并且以后还会继续下降，但目前全世界范围的劳动力成本都有所上涨，个别国家和地区劳动力成本又很高，这就给工业机器人的需求提供了广阔的市场空间，工业机器人销量的保持着较快速度的增长。工业机器人在生产中主要有机器人工作单元和机器人工作生产线这两种应用方式，并且在国外，机器人工作生产线已经成为工业机器人主要的应用方式。以机器人为核心的自动化生产线适应了现代制造业多品种、少批量的柔性生产发展方向，具有广阔的市场发展前景和强劲生命力，已开发出多种面向汽车、电气机械等行业的自动化成套装备和生产线产品。在发达国家，机器人自动化生产线已经应用到了各行各业，并且已经形成一个庞大的产业链。像日本的FANUC、MOTOMAN，瑞典的ABB、德国的KUKA、意大利的COMAU 等都是国际上知名的被广泛用于自动化生产线的工业机器人。这些产品代表着当今世界工业机器人的最高水平。 我国的工业机器人前期发展比较缓慢。当将被研发列入国家有关计划后，发展速度就明显加快。特别是在每次国家的五年规划和“863”计划的重点支持下，我国机器人技术的研究取得了重大发展。在机器人基础技术和关键技术方面都取得了巨大进展，科技成果已经在实际工作中得到转化。以沈阳新松机器人为代表的国内机器人自主品牌已迅速崛起并逐步缩小与国际品牌的技术差距。 机器人涉及到多学科的交叉融合，涉及到机械、电子、计算机、通讯、控制等多个方面。在现代制造业中，伴随着工业机器人应用范围的扩大和机器人技术的发展，机器人的自动化、智能化和网络化的程度也越来越高，所能实现的功能也越来越多，性能越来越好。机器人技术的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有实在动作功能的智能化系统。”目前，工业机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展，其发展趋势主要为：结构的模块化和可重构化；控制技术的开放化、PC 化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化；工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。 1.2机器视觉在工业机器人中的应用 工业机器人是FMS（柔性加工）加工单元的主要组成部分，它的灵活性和柔性使其成为自动化物流系统中必不可少的设备，主要用于物料、工件的装卸、分捡和贮运。目前在全世界有数以百万的各种类型的工业机器人应用在机械制造、零件加工和装配及运输等领域，
室内定位解决方案 室内定位顾名思义就是定位室内目标对象的位置，可以是人也可以是物体的位置的一种技术方案，根据定位精度的不同，被广泛使用的定位技术也有多种，像wifi定位技术，蓝牙定位技术，UWBLOC定位技术等。 室内定位要解决的问题概括起来主要有以下几点：1、想要知道目标对象在室内的具体位置，比如说想知道张三现在在哪里，方便找到他。
2、想知道目标对象都去了哪里，该去的地方是否去了，不该去的地方是否到过，也就是想知道目标对象的历史的运动轨迹。 3、某些地方是不允许目标对象进入的，或者只允许某些经过授权的目标对象进入，未经授权的进入要触发报警提醒非法闯入，这就是电子围栏功能了。
4、另外一种需求就是考勤，想要通过定位记录目标对象什么时间点进入，什么时间点离开某区域的。 以上四点就是室内定位主要想解决的一些问题，当然其他的需求还包括室内导航以及互动等功能要求这里就不多做介绍了。 下面的问题我们来探讨如何实现上面的这些功能，我主要介绍下用UWBLOC 技术怎么样来实现上面的这些功能，UWBLOC技术是目前应用比较广泛，精度相对比较高的室内定位技术，定位精度目前可以做到50厘米内。 首先介绍下什么是UWBLOC技术，UWBLOC是英文（UWBLocation）的简称，翻译为中文就是UWB定位技术。UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。
UWBLOC技术是如何来实现室内定位的呢？ 如下图所示，目标对象需要携带一个信号发射源（定位标签）在室内安装信号接收设备（定位基站），信号源发射信号，接收设备接收信号，信号发射到被接收的时间*信号传输速度就可以得到信号发射源到接收基站的距离，通过三个距离就可以算出信号发射源的实时位置，这个就是简单的定位原理。
通过在室内或者室外布设一定数量的UWB定位基站，机器人携带定位标签，最终实现机器人的精准定位导航。 UWB室内定位技术,可以提供最优达2厘米级、一般情况下10厘米以下定位精度，系统定位微基站支持多定位单元扩展，定位微标签支持刷
新率在线调整功能。系统基于先进的基于无线超窄脉冲波的无线定位原理，抗干扰能力强，系统性能稳定可靠，架设简单，维护方便，适合工业应用。 1：无线超窄脉冲定位技术特点 传统的无线定位系统使用WiFi、蓝牙及Zigbee等技术，基于接收信号强度法（RSSI）来对标签位置进行粗略估计，定位精度低，且容易受到干扰，定位稳定性难以适应室内应用的要求。UWB基于超窄脉冲技术的无线定位技术，从根本上解决了这一问题。 无线超窄脉冲电磁波，使用脉冲宽度为ns级的无线脉冲信号作为定位载波，是无线定位领域的定位精度最高，性能最为稳定的技术。在频域上，由于其占用的频带较宽（也被称为超宽带技术，UWB技术），且无线功率密度较低，对于其他的无线设备来说相当于噪声信号，不会对其造成干扰，也加强了自身的抗干扰性。无线定位系统基于超窄脉冲技术，成为国内领先的高精度无线定位产品。
2：定位原理 无线定位系统使用先进的超窄脉冲精确测量飞行时间技术，实现了底层的精确测距/计时；结合位置解算算法，实现了上层的精确定位。其基本原理如下图所示。 基站位置为已知,标签发出无线脉冲,到达每个基站的时间再乘以光速,从而得到标签到每个基站的距离,再通过算法最终就可以得到标签的位置. 3：定位系统构成 无线定位系统的系统架构如下图所示。系统主要包括定位基站、定位标签、定位解算服务器、定位解算引擎及POE交换机、网线等网络设备构成。
ULS(Ultimate Location System)室内定位系统介绍 随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。常州唯康信息科技有限公司开发的ULS是新型的，基于低速UWB的，专门用于测距及低速数据传输的定位技术。ULS系统产品可用于室内外的定位。 ULS应用国际最先进的定位技术，通过测量无线电波的传输时间(ToF)实现对两个点之间的距离测量，再通过三角定位法计算被测点的实际位置。ULS系统包括移动定位点、固定参考点以及主站系统三部分构成。 ULS定位系统具有以下的特点： 一．定位精度高 目前ULS动态测量精度，在室外空旷地带可以达到1米，在室内可以达到2 米。静态测量，在室内外均可达到最高0.1米的精度。并且可以进行3维测量。 而目前的GPS测量的精度在10-40米之间，通过差分GPS一般精度在1-5米。 下表是各种定位技术的精度比较表。
二．适应范围广 ULS基于低速率UWB技术，采用2.4G频段，使用时无需申请许可。它属于中短距离的射频通讯技术，可以通过组网对网络覆盖的所有范围进行定位，因此可以适用于室内外定位。在室外，每个参考点可以覆盖900米的范围，在室内，可以覆盖100米的范围。 三．精度稳定性高 ULS采用ToF方式测距并获得位置信息，不受天气、遮挡物的影响，通过最小二乘法、卡尔曼滤波等多种算法、最大限度摒除了多径效应对精度的影响，因此在室内室外具有几乎一致的精度及稳定性。 四．使用成本低 ULS技术采用同步双边测距技术来减少误差，与采用TDoA及技术的UWB定位系统相比，摒弃了昂贵的同步读写器，无需时钟同步电缆，也不需要昂贵的智能天线，大大降低了成本。参考点只有其它UWB读取器的价格的1/10-1/5，移动点只有其它UWB移动点价格的1/3-1/2。从此定位系统的大规模推广应用成为可能。 五．实时性能好 ULS定位点，每次定位时间为5-10ms，定位更新速率最高可达100Hz。实际应用中，从0.01Hz到20Hz可随意调节。 六．网络容量大 每一个参考点，同时可以对16个移动点进行定位，每次定位耗时5-10ms。这样，如果移动点以1Hz的更新率进行刷新，每一个参考点可以服务1600-3200个参考点。通过特殊处理，一个测量网络可以同时对多达上万个的移动点进行定位。 七．组网方便 ULS采用自适应的组网协议，参考点之间无需配置，可以自动形成一个无线网络，既可用于定位，也可用于定位数据传输。高级版本的ULS参考点具有自动
机器人视觉物体定位方法 本次设计的题目是机器人视觉物体定位。伴随社会发展，机器人的利用越来越普及，出现了多种多样的智能机器人，由此也引发了对机器视觉的研究热潮。文章首先介绍了机器视觉的发展历程，并详细说明了各阶段的特点。接着概述了机器视觉技术的原理，深入剖析了主流视觉物体定位方法。然后介绍了机器人视觉物体定位方法常用的几种应用。最后介绍了几种新颖的视觉物体定位方法，并猜想机器人视觉物体定位技术未来发展方向。 关键词：机器视觉 SLAM技术单目视觉双目视觉多目视觉 第一章：绪论 1.1选题的背景及意义 在我国持续爆发的2019新型冠状病毒（即2019-nCoV）事件中,自动化食品仓储配送系统服务包括机器人、无人驾驶、无人机等再次成为讨论的焦点。配送机器人如何实现自动取货送货？无人驾驶汽车是怎么躲避行人？无人机巡航中怎么确定物体之间的距离？当我们谈到相关的话题时，机器视觉定位是无论如何也绕不开的问题。 自被誉为“机器人之父”的恩格尔伯格先生1959年发明第一台机器人以来，科学家一直把对机器人的研究作为研究的重点方向。传统的机器人缺乏环境感知能力和自动应变能力，仅仅只能在严格的预定义的环境中完成一些预定义和指令下的动作,应用非常有限局限。随着机器人逐渐走进人们的生产和生活中，人们也对机器人提出了更高的要求，希望实现在生产加工中对物体的自动加工、对自身运动轨迹实时的随动检测，节省对其运动轨迹的预先编程，提高生产效率。要达到这些要求，必须同时满足图像信息的获取、采集、处理和输出，这就是本文的研究重点：机器人视觉物体定位方法。
机器人视觉物体定位系统的设计和研发是为了更好地为工业机器人服务，它的本质是发挥摄像机定位以及跟踪性功能，很多企业在自身生产环节依赖于机器人，生产效率明显得到改善。然而很多的机器人是半自动的工作模式，只有在人工操控的指引下才能完成工作任务，这样的机器人实用性很差，无法彻底解放人工，实现自动化操作。为了提高机器人接收外界信息、感知外界信息的能力，进一步提高机器人的工作效率，保障工业生产的精度和质量，在以往的机器人系统中新增全新的计算机图像视觉获取系统,通过视觉图像获取系统中所捕捉的图像和外界信息,对捕捉的图像信息进行处理和分析识别，继而让机器人能够识别外界信息，然后再全面分析图像的基础上完成后续的重建和精准化计算，通过一系列的重建以及精准化的计算全面应用机器人控制柜通讯等等设备，掌控全面的工作，实现机器人对外界信息的跟踪和定位。 1.2国内外研究现状 国外研究现状 国外最先开始视觉物体定位技术的研究，应用领域也相对广泛，并且占据绝对的技术优势，其主要涉及机器人移动导航、三维立体测量、虚拟现实VR技术等。 20世纪60年代,美国mit的robert研究人员提出三维景物分析,标志着立体视觉和影像技术的结合点而诞生。立体视觉在此后20年的时间迅速地发展成为一门新的影像技术学科。到70年代时,以marr为主要代表的一批视觉物体定位方法研究学者已经整理和发展出了一整套关于视觉计算的理论基础。到80 年代后，大量利用空间几何研究双目立体视觉的学者提出了一系列理论与实际成果。 卡内基梅隆大学的Tomasi 和Kanade 等人对立体视觉的研究建立在摄像机为正交投影模型的假设下，分解出了三维结构和相机运行，成功研究出了基于图像的三维重建技术。但是，这项技术存在明显的缺点，由于假设相机为正交投影模型，而这个假设仅仅在物体深度远远大于物体尺寸时才是合理假设。美国
室内外无缝定位及位置综合服务系统 研发与示范应用
目录 一、项目研制背景 (1) （一）、国内外发展现状 (2) （二）、项目研制意义 (11) 二、项目研制内容 (14) （一）、主要研制和示范应用内容 (14) （二）、主要性能指标及先进性 (18) 三、项目研制方案 (20) （一）、技术方案 (20) （二）、关键技术及解决途径 (119) （三）、项目研制基础 (137) （四）、研制进度及实施周期 (149) 四、项目投资测算（财务）（向博、晏博？） (150) （一）、项目总投资及测算依据 (150) （二）、详细资金预算 (150) （三）、年度投资计划 (150) 五、项目组织实施方案 (151) （一）、项目分工 (151) （二）、项目组织 (151) （三）、项目管理 (157) 六、项目推广应用的经济和社会效益 (162)
（一）、经济效益分析 (162) （二）、社会效益分析 (168) 七、有关附件 (170)
一、项目研制背景 随着人类社会的进步，人们越来越关注自身的精确位置信息，以及兴趣点的定位和导航。全球卫星定位系统（GNSS）提供了有效的室外定位手段，成为很多人出行导航的必备工具。继美国的GPS和俄罗斯的GLONASS系统之后，我国北斗导航系统的建设进展顺利，在2012年形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。我国北斗第二代卫星导航系统的民用开发，将服务于国民经济的各领域，是国家信息化建设、提高国家安全保障能力、从根本上扭转我国被国外卫星导航技术长期垄断的被动局面、提高国民经济效率和运行质量的至重任务。但是卫星导航也有它的不足和脆弱性，如卫星信号在受到干扰或遮挡时，将失去定位导航能力，在高楼林立的城市区域以及大型场馆的室内，卫星定位的精度会大幅降低，甚至无法定位，然而，大型公共场馆内部建筑结构复杂、人员密度高、场馆内设备数量大，对室内定位的需求十分迫切，定位与位置服务的“最后一公里”问题日益突出。 本项目顺应我国着力发展室内外无缝导航的战略需求，以行业龙头企业为示范和推广单位，联合采用不同定位技术以达到对室内外各种定位应用的无缝覆盖，同时保证各种场景下定位技术、定位算法、定位精度和覆盖范围的平滑过渡和无缝连接，通过建立自主可控且满足多行业和公众需求的室内外无缝定位及位置综合服务系统，推动行业应用的展开和技术标准规范的建立。本项目的建设实施，将有助于加快室内外定位导航基础设施建设、促进设备研发和产业化，推广基
基于机器视觉的工业机器人定位系统 基于机器视觉的工业机器人定位系统 类别：传感与控制 摘要：建立了一个主动机器视觉定位系统,用于工业机器人对零件工位的精确定位。采用基于区域的匹配和形状特征识别相结合的图像处理方法,该方法经过阈值和形状判据,识别出物体特征。经实验验证,该方法能够快速准确地得到物体的边界和质心,进行数据识别和计算,再结合机器人运动学原理控制机器人实时运动以消除此误差,满足工业机器人自定位的要求。 1.引言目前工业机器人仅能在严格定义的结构化环境中执行预定指令动作，缺乏对环境的感知与应变能力，这极大地限制了机器人的应用。利用机器人的视觉控制，不需要预先对工业机器人的运动轨迹进行示教或离线编程，可节约大量的编程时间，提高生产效率和加工质量。Hagger 等人提出通过基于机器人末端与目标物体之间的误差进行视觉反馈的方法；Mezouar 等人提出通过图像空间的路径规划和基于图像的控制方法。国内这方面主要应用于焊接机器人对焊缝的跟踪。本文利用基于位置的视觉伺服思想，以六自由度垂直关节型喷涂机器人为载体，提出一种基于机器视觉的工业机器人自定位控制方法，解决了机器人末端实际位置与期望位置相距较远的问题，改善了喷涂机器人的定位精度。 2.视觉定位系统的组成机器人视觉定位系统构成如图 1 所示，在关节型机器人末端安装喷涂工具、单个摄像机，使工件能完全出现在摄像机的图像中。系统包括摄像机系统和控制系统：（1）摄像机系统：由单个摄像机和计算机（包括图像采集卡）组成，负责视觉图像的采集和机器视觉算法；（2）控制系统：由计算机和控制箱组成，用来控制机器人末端的实际位置；经 CCD 摄像机对工作区进行拍摄，计算机通过本文使用的图像识别方法，提取跟踪特征，进行数据识别和计算，通过逆运动学求解得到机器人各关节位置误差值，最后控制高精度的末端执行机构，调整机器人的位姿。 图1 喷涂机器人视觉定位系统组成 3.视觉定位系统工作原理 3.1 视觉定位系统的工作原理使用 CCD 摄像机和1394 系列采集卡，将视频信号输入计算机，并对其快速处理。首先选取被跟踪物体的局部图像，该步骤相当于离线学习的过程，在图像中建立坐标系以及训练系统寻找跟踪物。学习结束后，图像卡不停地采集图像，提取跟踪特征，进行数据识别和计算，通过逆运动学求解得到机器人各关节位置给定值，最后控制高精度的末端执行机构，调整机器人的位姿。工作流程如图2 所示。图 2 视觉定位系统软件流程图 3.2 基于区域的匹配本文采用的就是基于区域的相关匹配方法。它是把一幅图像中的某一点的灰度领域作为模板，在另一幅图像中搜索具有相同（或相似）灰度值分布的对应点领域，从而实现两幅图像的匹配。在基于区域相关的算法中，要匹配的元素是固定尺寸的图像窗口，相似准则是两幅图像中窗口间的相关性度量。当搜索区域中的元素使相似性准则最大化时，则认为元素是匹配的。定义P (i, j) P 是模板图像中一点，取以P (i, j) P 为中心的某一邻域作为相关窗口K ，大小为(2w +1)，假设K 在原始图中，水
一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现 摘要：本文设计及实现了一个基于WiFi 射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统，并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP 的RSSI 设定了选择区间，指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值，最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计，如有相同权重值，则比较信号强度距离，取最小者，这种算法在一定程度上克服了RSSI 信号随机抖动对定位的影响，提高了定位的稳定性和精度。经实验测试，此系统在4 米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所，为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端，客户端为配备WiFi 模块的Android 手机。借助该定位系统，基于Android 系统的移动终端可方便地查询自身位置，并获取各种基于位置服务。 1. 引言 位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中，使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务；在仓储物流过程中，对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率；在监狱环境中，及时准确地掌握相关人员的位置信息，有助于提高安全管理水平，简化监狱管理工作。 目前全球定位系统（GPS , GlobalPositioning System）是获取室外环境位置信息的最常用方式。近年来，随着无线移动通信技术的快速发展，GPS 和蜂窝网络相结合的A-GPS（Assisted Global Positioning System）定位方式在紧急救援和各种基于位置服务（LBS,Location-Based Services）中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡，GPS/APGS 等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合，目前无线室内定位技术迅速发展，已成为GPS 的有力补充。 一般来讲，使用无线信号强度获取目标位置信息的过程，就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位系统主要采用红外、超声波、蓝牙、WiFi（Wireless Fidelity）、RFID（Radio FrequencyIdentification）等短距离无线技术。其中基于WiFi 网络的无线定位技术由于部署广泛且低成本较低，因此备受关注。其中由微软开发的RADAR 系统是最早的基于WiFi 网络的定位系统。它采用射频指纹匹配方法，从指纹库中查找最接近的K 个邻居，取它们坐标的平均作为坐标估计。而文献[5]介绍的室内定位系统则基于RSSI 信号的统计特性，采用贝叶斯公式，通过计算目标位置的后验概率分布，来进行定位。 本文同样基于WiFi 网络，设计和实现了一种无线室内定位系统，但与上述定位方法不同，本文采用了基于权值选择的定位算法，在一定程度上减少了RSS.信号随机变化引起的定位误差，实验结果表明，该系统可获得较好的定位精度（4 米）。 2. 系统设计
新型机器人室内定位技术 XXX软件研究所有限公司 一，技术背景 机器人六十年代，自第一台机器人装置诞生以来，机器人的发展经历了一个从低级到高级的发展过程。第一代机器人为示教再现型机器人，是通过计算机来控制多自主的机械装置，通过示教存储程序把信息读取出来并发出指令，也可以根据人示教的结果再现动作，它对于外界的环境没有感知能力。在20世纪70年代后期人们开始研究第二代机器人：带感觉的机器人。这种机器人有类似人类的力觉、触觉、听觉、视觉等。第三代机器人是智能机器人，它是当今机器人发展的热点和重点，机器人通过各种传感器获取环境信息，利用人工智能识别、理解、推理并进行判断和决策来完成一定的任务。因此智能机器人除了具有感知环境和简单的适应环境能力外，还具有较强的识别理解能力和决策规划能力。80年代中期，技术革命的第三次浪潮冲击着全世界，机器人总数每年以30%以上的速度增长。1986年国家把智能机器人课题列为高技术发展计划，进入90年代，在国内市场经济发展的推动下，确定了机器人及其应用工程并重、以应用带动关键技术和基础研究的发展方针，实现了高技术发展与国民经济主战场的密切衔接，研制出有自主支持产权的工业机器人系列产品，并小批量试产，完成了一批机器人应用工程，建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。通过多年的努力，取得了举世瞩目的硕果。本公司的智能移动机器人具备超声、红外等多传感器融合的导航系统，可以在一定的室内环境中自由行走，实现定位与自动避障等功能，在国内处于先进水平，具有一定影响力。 随着机器人技术的发展，具有移动行走功能、环境感知能力以及自主规划能力智能移动机器人得到了各国研究人员的普遍重视，特别是在20世纪八、九十年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术的发展突飞猛进。本公司的智能移动机器人的重要特点在于它的自主性和适应性。自主性是指它可以在一定的环境中，不依赖外部控制，完全自主地执行一定的任务；适应性是指它可以实时识别和测量周围的物体，并根据环境变化，调节自身参数、动作策略以及处理紧急情况。 随着智能移动机器人技术的发展，其在军事、医疗、商业等领域发挥着重要的作用，人们对智能移动机器人的需求和期望也越来越高，越来越迫切，移动机器人研究从而进入了崭新的发展阶段。定位技术是智能移动机器人的研究核心，同时也是其实现完全自动化的关键技术。机器人只有准确知道自身位置，工作空间中障碍物的位置以及障碍物的运动情况等信息，才能安全有效地进行移动，由此可见，自主定位和环境分析是移动机器人最重要的能力之一。
uwb室内定位系统详解 室内定位是物联网的基础服务之一，根据应用场景不同，可以促进企业的运作和营销效率提升，或为消费端用户提供更加便捷的体验。 目前而言室内定位根据服务对象和网络构架的不同，室内定位市场可以分为专用场地应用和通用场地应用两大类，并构成不同的商业模式。 室内定位安全管理系统由硬件定位设备、定位引擎和应用软件构成。系统采用UWB定位技术，通过TDOA到达时间差的算法实现三维定位，定位精度优于30cm，单区域支持多于1000张/秒的定位标签，精度高，容量大。 高精度室内定位系统应用软件支持PC端和移动端访问，并提供位置实时显示、历史轨迹回放、人员考勤、电子围栏、行为分析、多卡判断、智能巡检等功能。主要应用场景有：工厂人员/物资定位、监狱犯人定位、养老院老人定位、隧道/管廊施工人员定位、发电站定位。 室内定位系统架构： 应用层 通过解算层获取位置、人脸对比结果和视频联动视频流数据，以地图的形式实时显示个标签的位置和标签的携带者，并可以选择显示视频联动的监控画面。 服务层 服务层包括定位引擎软件、系统管理软件、对内和对外接口软件组成，这些
软件部署在系统服务器。 网络层 网络层分为局域网，提供数据传输通道。 传输层 传输层也称主干通信网（简称“主干网”），是定位基站、人脸识别和视频联动摄像头（设备）与解算层、应用层之间的数据传输通道，可以选择有线或者无线传输方式。 感知层 设备层主要包括定位基站和标签、人脸识别和视频联动摄像头。通过定位基站与定位标签的UWB定位信道实现对定位标签的定位，通过通信定位基站与定位标签的ZigBee通信信道实现定位基站对定位标签的参数配置、定位标签的状态回传以及定位标签上下行的数据。 UWB室内定位技术与GPS定位技术比较： 高精度室内定位系统使用精度优于0.3米的UWB定位技术，可以实现人员位置的实时监控和运动轨迹的回放，在巡检以及高危作业中结合相关流程可以实现精准的状态和行为监管。
UWB室内定位系统 页脚内容1
1.公司简介 成都恒高科技有限公司，致力于高精度无线定位技术与视觉图像处理技术，打造两者相结合的“四维高精度定位系统”。该系统包含传统意义的无线电三维空间合作式定位安防，并辅以视觉定位、视频联动的非合作式定位监管。 恒高旨在为客户提供全方位定位安防监管，以保障客户的人员物资安全。恒高结合定位及视觉数据，精准分析企业客户的人员行为，规范人员作业方式。在保障安全的同时，提升作业效率，为客户提供了丰厚的利润价值。 恒高依托电子科技大学前沿科学技术，及自身强劲的工程实践团队，在保证高精度定位系统优异效果的同时，将系统产品定价拉低了一个量级。为客户提供价值，并减小客户的成本投入。恒高现已申请专利技术二十余项，软件著作十余项，并不断有新技术转化为知识产权。 恒高拥有多个行业的系统解决方案，已实施于大型基建工地，石油化工，电力电网，养老院，监狱，并积极跟进智能社区，政府机关，机器人导航，旅游，停车场等等。恒高还在不断挖掘高精度定位系统的潜力，以期为更多行业服务。让每一个位置，每一张图像都发挥价值。 匠心永恒，高山景行。恒高于2014年成立至今，秉持匠心不断打磨产品及系统，力求为客户提供最好的产品、系统和解决方案！ 页脚内容2
2.UWB无线定位 2.1系统方案 2.1.1定位概念 2.1.1.1UWB技术原理 超宽带（Ultra Wide-Band，UWB）是一种新型的无线通信技术，根据美国联邦通信委员会的规范，UWB的工作频带为3.1~10.6GHz，系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。UWB信号的发生可通过发射时间极短（如2ns）的窄脉冲（如二次高斯脉冲）通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。 超宽带的主要优势有，低功耗、对信道衰落（如多径、非视距等信道）不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强（能在穿透一堵砖墙的环境进行定位），具有很高的定位准确度和定位精度。 页脚内容3
一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现摘要：本文设计及实现了一个基于WiFi 射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统，并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP 的RSSI 设定了选择区间，指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值，最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计，如有相同权重值，则比较信号强度距离，取最小者，这种算法在一定程度上克服了RSSI 信号随机抖动对定位的影响，提高了定位的稳定性和精度。经实验测试，此系统在4 米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所，为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端，客户端为配备WiFi 模块的Android 手机。借助该定位系统，基于Android 系统的移动终端可方便地查询自身位置，并获取各种基于位置服务。 1. 引言 位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中，使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务；在仓储物流过程中，对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率；在监狱环境中，及时准确地掌握相关人员的位置信息，有助于提高安全管理水平，简化监狱管理工作。 目前全球定位系统（GPS , GlobalPositioning System）是获取室外环境位置信息的最常用方式。近年来，随着无线移动通信技术的快速发展，GPS 和蜂窝网络相结合的A-GPS（Assisted Global Positioning System）定位方式在紧急救援和各种基于位置服务（LBS,Location-Based Services）中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡，GPS/APGS 等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合，目前无线室内定位技术迅速发展，已成为GPS 的有力补充。 一般来讲，使用无线信号强度获取目标位置信息的过程，就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位系统主要采用红外、超声波、蓝牙、WiFi （Wireless Fidelity）、RFID（Radio FrequencyIdentification）等短距离无线技术。其中基于WiFi 网络的无线定位技术由于部署广泛且低成本较低，因此备受关注。其中由微软开发的RADAR 系统是最早的基于WiFi网络的定位系统。它采用射频指纹匹配方法，从指纹库中查找最接近的K 个邻居，取它们坐标的平均作为坐标估计。而文献[5]介绍的室内定位系统则基于RSSI 信号的统计特性，采用贝叶斯公式，通过计算目标位置的后验概率分布，来进行定位。 本文同样基于WiFi网络，设计和实现了一种无线室内定位系统，但与上述定位方法不同，本文采用了基于权值选择的定位算法，在一定程度上减少了RSS.信号随机变化引起的定位误差，实验结果表明，该系统可获得较好的定位精度（4 米）。 2. 系统设计 本系统可为移动终端客户在展馆、商场、校园等应用场景提供定位服务。鉴于移动终端受到计算能力、存储容量和电池电量等诸多限制，所以仅完成简单的信号采集工作，定位计算由定位服务端完成。 定位系统的架构体系如图1 所示。服务端主要负责定位计算和响应终端的定位请求。基于负载均衡考虑，响应位置请求的Web 服务器和运行定位计算的定位服务器分离，数据交换方式采用客户端和Web 服务器相同的数据交换方式。客户端依附于具体对象，主要负责采集周边AP 的无线信号强度，并向服务端提交信号特征，服务器使用客户端采集的信号特征进行定位计算，获得移动终端的位置估计。 客户端和服务端通信采用标准的HTTP协议，编程方便，可扩展性好，客户端程序功能