[0033] 运动机构104用于根据所述驱动控制信号运行以带动机器人100移动。结合图I和图3，运动机构104包括电机141和由电机141驱动的车轮142。此时驱动控制信号就是电机控制信号，具体是电机的转速信号，电机则根据该转速信号以相应的转速运转，以驱动车轮142。在其他实施例中，运动结构104还可以是其他形式，例如电机驱动履带。如图3所示，运动机构104包括左右两对电机141和车轮142。对左右两个车轮分别用不同的速度驱动，可以让机器人100转向。

[0034] 进一步地，运动结构104还包括转向轮143。转向轮143用于辅助机器人100转向。

[0035] 进一步地，机器人100还包括用于探测运动路径上的障碍物的超声探测器105。超声探测器105在行进方向上不断发射超声波，并检测回波信号，通过计算回波信号返回的时间判定前方是否有障碍物，将判定结果发送到运动控制模块103，由运动控制模块103控制运动机构104转向绕障。

[0036] 定位导航器200包括光标记检测器201、定位导航模块202以及无线模块203。

[0037] 光标记检测器201用于检测所述光标记，并确定所述光标记的坐标。光标记检测器201优选为红外摄像机，用以检测前述的红外光标记。红外摄像机采用CMOS广角摄像头加上红外滤波片构成，并且将镜头进行畸变校正，使得拍摄图像点位置与实际空间点位置(即天花板上的坐标位置)呈线性对应关系。。在利用天花板作为光标记投射面时，定位导航器200固定在地面上，红外摄像机拍摄整个天花板(或者覆盖机器人活动区域的大部分天花板）的视频图像。当前述的光标记发射器101采用其他形式的光源时，光标记检测器201也相适应地采取可检测该光源的摄像机或其他形式的图像设备。

[0038] 定位导航模块202用于根据所述光标记的坐标定位机器人在其运动区域内的位置，并且根据目标位置和机器人的位置规划和修正移动路径，生成导航信号。定位导航模块202红外摄像机摄取的视频流作为输入，分析视频帧中光标记的位置。并且根据对连续帧的分析，确定机器人当前的运动方向、速度以及转动的角速度等。进一步，根据目标位置和机器人当前位置规划和修正移动到目标位置的路径。

[0039] 无线模块203用于将该导航信号发送到机器人100。

[0040] 因此，定位导航模块202包括对机器人100的定位和对机器人100的导航。

[0041] 以图2所示的机器人结构为例，说明定位方法如下。

[0042] 如图4所示，机器人100在室内移动时，发射的激光将在天花板形成两个反射光斑。红外摄像头拍摄到天花板画面，通过设置灰度阈值进行分割，提取出两个反射光斑的位置。两个反射光斑的图像坐标记为（Xl，yi)，（x2，y2)，依照投影公式：

[0043] Q=IT1q,其中，

Figure CN102818568AD00061
[0044] 得到光斑在天花板的实际位置（X1, Y1), (X2, Y2) 0上面公式中，q表示图像点的坐标，Q表示空间点坐标,M为摄像头参数矩阵。

[0045] 在这里，由于机器人上的红外激光器垂直安装，光斑在天花板的实际位置和小车在室内的位置直接对应。机器人在室内的实际坐标位置（X，Y)可用（XpY1), (X2, Y2)的中点表不：

[0046]

Figure CN102818568AD00062
[0047] 设上一帧图像检测得到机器人在室内的实际坐标位置为（X ' ,Y')，则机器人在两帧之间运动的方向角a为：

[0048]

Figure CN102818568AD00063
[0049] 由于激光发射器是对称安装于机器人左右两侧的，如图5所示，机器人的实际运动方向与（X1, Y1), (X2, Y2)的连接线方向垂直，为：

[0050]

Figure CN102818568AD00064
或者

Figure CN102818568AD00065
[0051] 依照机器人在两帧之间运动的连续性，机器人当前时刻实际的运动方向角e取与a夹角小于90°的那个方向。

[0052] 机器人当前时刻运动的速度V与旋转的角速度《分别近似为：

[0053]

Figure CN102818568AD00066
[0054]

Figure CN102818568AD00067
[0055] 其中，t为两帧的时间差，0 ’为上一帧检测到的实际方向角。

[0056] 以图2所示的机器人结构为例，说明导航方法如下。[0057] 如图6所示，假设目标位置坐标为（Xtl, Ytl),机器人当前运动方向Θ与到目标位置的方向β的夹角e为：

[0058]

Figure CN102818568AD00071
[0059] 机器人采用如下流程躲避障碍物，并到达目标位置；当机器人向目标位置移动时，超声探测器检测到前方是否有障碍物，如果有，沿着障碍物边缘移动，直到前方没有障碍物。

[0060] 其中，控制机器人朝向目标位置移动时，采用如下的控制方法，以减小偏角e且保持一定运动速度为控制目标，由PID控制算法，得到机器人的两轮的控制目标速度和Vk ：

[0061] w = P X e+D X (e_e 1 ) +I X Σ e

[0062] Vl = V0+k X w

[0063] Ve = V0-k X w

[0064] 其中，P、D、I分别为比例、微分、积分控制参数，可依据经验调节；w表示控制量；k为转换系数，由车轮的轮距、轮半径等决定为机器人的基准速度，在距离目标位置较远的位置，Vtl可以较大，在距离目标位置较近的位置，Vtl可以适当减小。

[0065] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。