現階段，隨著(zhù)科技的進(jìn)步，機器人技術(shù)不斷地發(fā)展，機器人已經(jīng)代替了人力勞動(dòng)力，商業(yè)資金的注入，促進(jìn)了機器人領(lǐng)域的發(fā)展。目前，移動(dòng)機器人在實(shí)際應用上較為廣泛，定位技術(shù)就是核心的一項技術(shù)。移動(dòng)機器人定位是在所處的環(huán)境中，可以實(shí)現導航能力。機器人定位技術(shù)的發(fā)展，是傳感器的發(fā)展，隨著(zhù)傳感器在應用上存在差異，同時(shí)定位也會(huì )不一致。在小型室內移動(dòng)機器人中，智能傳感器和新型傳感器的應用趨于自動(dòng)化、智能化，在定位上越加精準。

現階段，隨著(zhù)機器人技術(shù)和人工智能的發(fā)展，在醫療，航天，工業(yè)等領(lǐng)域機器人已得到了廣泛的應用。移動(dòng)機器人要按照所處的環(huán)境以及位置采取精確地定位，機器人的定位精度是判斷其完成任務(wù)的一項標準，是否高效、順利地完成任務(wù)。

移動(dòng)機器人定位系統，該系統主要是在室內環(huán)境情況下進(jìn)行的運行，這項系統在定位的誤差上小于12cm，其中關(guān)聯(lián)系統是定位精度。定位系統的構成主要是ZigBee網(wǎng)絡(luò )，其中測試的平臺以及利用計算等方式提高其定位上的精度，精度可以達到0.63m，該系統可以滿(mǎn)足定位上的需求。與此同時(shí)，采用超聲波針對機器人系統采取定位，這種系統中還應用了無(wú)線(xiàn)定位電子標簽技術(shù)，應用超聲波可以將距離實(shí)現測量，同時(shí)降低定位上的不精準，在同一個(gè)環(huán)境下，就能采用射頻識別定位系統進(jìn)行定位，另外，還可以利用無(wú)線(xiàn)電子標簽和機器人中的傳感器實(shí)現互聯(lián)互通，通過(guò)計算等方式獲得定位，在定位的精度上很高。有的專(zhuān)家還提出了地圖匹配的方法，應用可信度算法，可以將移動(dòng)機器人的全球定位系統的定位精度大大提高，利用GPS數據可以將經(jīng)緯度獲取，與此同時(shí)還構建了電子地圖，然后利用電子地圖將機器人的運行軌跡從而確定。該定位采用了全球定位系統中的有效信息，通過(guò)這些信息更好地服務(wù)于系統，該定位的精度主要是依靠全球定位系統中所提供的數據。

目前，隨著(zhù)小型室內移動(dòng)機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，作為研究人員要按照方法和技術(shù)的不同，將定位精度采取對比，每種方式和方法都有各自的優(yōu)勢和缺點(diǎn)。要按照室內機器人定位技術(shù)應用不同的傳感器，以下是室內機器人定位技術(shù)的幾個(gè)核心技術(shù)。

GPS定位技術(shù)是目前而言應用為廣泛的應用技術(shù)，在導航、測繪等各個(gè)領(lǐng)域都廣受青睞，也有人將其作為室內機器人的定位技術(shù)應用，但很快就發(fā)現它具有致命的缺陷：GPS的定位原理是利用太空當中的衛星通過(guò)電磁波向地面接收站發(fā)送所處位置并附上時(shí)間戳，地面接收到信號后可利用信號傳輸時(shí)間來(lái)得出衛星與接收站的距離，采用三個(gè)衛星傳回的數據就能夠確定接收點(diǎn)位置，但它所使用的信號會(huì )在傳播途中受損，當達到地面時(shí)，信號已經(jīng)較弱，很難再穿透建筑物，因此用于室內機器人時(shí)定位精度會(huì )大打折扣。

視覺(jué)定位是利用視覺(jué)傳感器針對信息實(shí)現的采集以及獲取?，F階段，利用高質(zhì)量數碼照相機就能獲取高清的圖像，可以信息的來(lái)源，分析和處理采集的圖像。視覺(jué)定位需要在內部和外部實(shí)現自主的定位，外部固定安裝圖片要應用傳感器，移動(dòng)物體上要將圖像敏感元件進(jìn)行安裝，才能讓信息實(shí)現傳遞，要利用圖像處理和算法進(jìn)行定位。自主定位也就是在載體上安裝照相機，針對圖像采取收集和定位。視覺(jué)定位在應用上較為簡(jiǎn)便，同時(shí)精度比較高，其中誤差在幾毫米。但是，視覺(jué)定位需要有資源庫和強大的處理器。

超聲波定位中傳感器是按照超聲波的傳輸特性和原理相融合的，其中將超聲波信息的電參量實(shí)現了轉換，利用傳感器發(fā)射和接受超聲波信號。因為超聲波信息要有很好的反射性質(zhì)，并且聲波信號在傳播過(guò)程中媒介的變化會(huì )很小，超聲波在空氣的傳播速度都是定值，然后按照速度和反射性質(zhì)進(jìn)行定位。另外，要利用超聲波發(fā)生器將信號發(fā)出，如果超聲波遭遇到障礙物就會(huì )立即反射，此時(shí)超聲波接收器就能接收到信號，對于物體的定位需要應用多個(gè)超聲傳感器。超聲定位系統的定位精度較高，誤差能夠控制在5cm以?xún)?，并且響應速度快，可達0.1s，定位范圍則是某一篇場(chǎng)地內部，能夠契合室內定位的要求。

紅外線(xiàn)定位是利用傳感器針對紅外線(xiàn)信號采取采集，然后按照紅外線(xiàn)的相位以及能量完成采樣，后要按照特征進(jìn)行統一的計算完成定位，其中定位算法和定位方法基本一致，都是應用光學(xué)傳感器將信號實(shí)現接收。傳感器收到信號之后，電源就會(huì )自動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行信號的傳輸，此時(shí)紅外信號就會(huì )測量到物體，同時(shí)采樣器就會(huì )有信號發(fā)出，對于脈沖信號可以采用計數器進(jìn)行計算。與此同時(shí)，脈沖信號計數器，如果紅外信號會(huì )作用到光電探測器上，就會(huì )形成電脈沖信號，信號可以將計數器進(jìn)行計算和控制，后將脈沖的數量確定出目標激勵。紅外線(xiàn)定位技術(shù)只能應用于直線(xiàn)視距內的定位，且當房間中有燈光或者熒光時(shí)，很容易受到干擾，另外，紅外線(xiàn)由于具有一定的衰減性，在應用范圍上不是很廣，一般不能單獨作為定位技術(shù)在室內機器人當中使用，但是它對于環(huán)境的敏感性是非常強的，可結合其他技術(shù)共同使用。

激光雷達定位技術(shù)可以把雷達和激光器綜合起來(lái)構成組合體，包含了雷達和激光的各自特點(diǎn)，可以更好地完成精準定位和測量工作，已經(jīng)普遍運用于高端定位行業(yè)。這兩者在集合之后，利用慣性測量可以建立起一個(gè)具有高精準度定位和高抗干擾性的定位系統，特別是針對個(gè)別特定環(huán)境和移動(dòng)環(huán)境下的定位過(guò)程中，定位的優(yōu)勢就顯得格外明顯，可以更有效地完成精準定位。但因為雷達和激光器所組成的系統需要投入更多的資金，因此在運用過(guò)程中還是有所約束。

傳統室內機器人的定位系統采用攝像頭和激光掃描儀等進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，并將所獲得的數據和圖像傳回處理系統，建立局部室內地圖，完成定位工作。這種定位模式具有諸多缺陷，例如所需計算的數據量十分龐大，反應速度不夠靈敏，很難達到實(shí)時(shí)定位的效果，并且設備成本較高，承載攝像頭、掃描儀的機器人體積相對而言也較大，會(huì )使得室內空間看起來(lái)有些逼仄。采用超寬帶定位系統，使用控制器來(lái)對標簽進(jìn)行控制，使用三邊定位法就能夠確定機器人所處位置，并使用串口將傳輸回來(lái)的位置參數發(fā)送給控制器，再由主控制器據此對機器人路徑作出合理規劃，使其規避障礙物，順利在室內移動(dòng)和動(dòng)作，并能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將機器人的位置信息、行為、路徑規劃、速度等參數上傳到用戶(hù)終端，例如手機和電腦，使用戶(hù)能夠遠距離對機器人進(jìn)行操控和監管。實(shí)際經(jīng)驗表明，采用超寬帶定位系統能夠達到較高的定位精度，將誤差控制在10cm以?xún)?，甚至更短?/p>

超寬帶技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)UWB，乃是近些年來(lái)興起的無(wú)線(xiàn)載波通信技術(shù)，與傳統的載波通信技術(shù)相比，它采用的并非正弦載波，而是納秒級的非正弦載波，其頻譜很寬，能夠攜帶的信息量十分龐大，雖然為無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，但傳輸速率能遠遠高出有線(xiàn)通信，傳輸效率更高，定位精度也較高。并且它的系統并不復雜，相比起其他定位技術(shù)而言，它要簡(jiǎn)單得多，更容易實(shí)現全數字化，只需用數字方式產(chǎn)生脈沖并對其進(jìn)行調制，所有所需電路都能夠由一個(gè)小型芯片來(lái)承載，成本很低；發(fā)射信號時(shí)的功率譜密度不高，信號在傳播途中不容易被截獲，發(fā)生干涉衍射的概率也較低，抗干擾能力強，能夠完美適應密集多徑的室內場(chǎng)所的工作環(huán)境，提高室內機器人定位的精度。此外，它所使用的攜帶數據的脈沖是間歇性脈沖，而且持續時(shí)間較短，系統消耗的電能較低，功率大約為常用藍牙設備功率的1/20左右，幾乎不會(huì )影響機器人的續航能力，并且輻射低、相應設備的壽命較高。還有，它能夠將通信與定位結合為一個(gè)整體，利用一個(gè)系統同時(shí)完成兩種工作，節省機器人內部空間，對于縮小室內機器人體積具有重要的推動(dòng)作用，它的信號穿透能力極強，哪怕在穿越重重阻隔、到達室內時(shí)也不會(huì )出現明顯衰弱，在地下室也能夠順利完成定位，這是GPS技術(shù)很難比較的。后，GPS技術(shù)只能確定物體的絕對位置，但超寬帶技術(shù)卻能夠給出相對位置，更能適應室內機器人的工作特性，為用戶(hù)提供詳細的位置信息。

室內機器人超寬帶定位系統的結構主要由移動(dòng)控制端、三個(gè)基站、電源、主控制器等構成，其中移動(dòng)控制端也就是客戶(hù)的手機或者電腦中安裝的APP，三個(gè)基站用于定位，電源可使用12V左右的蓄電池，可根據機器人的實(shí)際情況選擇不同規格的電源。其環(huán)境信息采集模塊可以使用超聲波傳感器和紅外傳感器共同構建，以提高所采集環(huán)境參數的準確性，還可增加多種傳感器，對諸如空氣濕度、光照強度、溫度等多種參數進(jìn)行測量，使機器人能夠在完成定位工作之余實(shí)現對室內環(huán)境的監測，并在此基礎上調整室內環(huán)境，為居民提供更舒適的居住體驗，提高其生活質(zhì)量。機器人定位所用主程序并不復雜，只需要設置成啟動(dòng)后進(jìn)行一次系統初始化，清除之前的目標指令，并等待來(lái)自客戶(hù)端的新指令，接收完成后，開(kāi)啟定位設備，啟動(dòng)定位功能，完成指令或者向目標物體運動(dòng)，到達目標位置或者完成動(dòng)作后就停止移動(dòng)，若在途中遇到障礙物，就通過(guò)環(huán)境信息采集模塊上傳和反饋的信息進(jìn)行路徑重新規劃，避開(kāi)障礙物，繼續前行并自動(dòng)上傳位置信息和環(huán)境信息、速度等參數，供用戶(hù)進(jìn)行查看和調整。

目前的移動(dòng)機器人在一定程度上可以實(shí)現自主移動(dòng)和相應的操作，但由于移動(dòng)機器人的導航功能還相對落后，目前的機器人在進(jìn)行操作時(shí)還不能全面實(shí)現自主的道路判定和計劃，還是要靠人工提前設定才可以達到后的運作，所以將來(lái)機器人低昂為導航技術(shù)的發(fā)展防線(xiàn)就是達到移動(dòng)機器人的自主操作。不管是資金還是人才的培養，我國也在機器人行業(yè)進(jìn)行了更多的投資，并制定了《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展五年規劃》，以此來(lái)實(shí)現對我國機器人發(fā)展的足夠重視和支持，并針對激光SLAM導航技術(shù)在移動(dòng)機器人上的運用給予了政策支撐，進(jìn)而加速我國移動(dòng)機器人導航技術(shù)上的快速發(fā)展。

在進(jìn)行導航時(shí)，移動(dòng)機器人要通過(guò)了解四周的環(huán)境，把掌握到的所有信息收集完成后進(jìn)行匯總，然后根據設定的路線(xiàn)前進(jìn)。目前我國的移動(dòng)機器人在導航技術(shù)上還不夠先進(jìn)，加上傳感接收器也比較落伍，所以如果處于煩瑣的環(huán)境下機器人就不能更全面的分析，從醫出現很多問(wèn)題。所以，在今后發(fā)展移動(dòng)機器人定位導航技術(shù)時(shí)，要提升移動(dòng)機器人在整合信息上的功能，保障所有的信息統一是今后移動(dòng)機器人導航技術(shù)發(fā)展的方向。除此之外，還可以充分將目前的導航技術(shù)進(jìn)行統一，全面利用超聲波、CPS定位和視覺(jué)成像技術(shù)，進(jìn)而提升機器人收集和匯總信息的功能。

在經(jīng)濟條件和科技條件逐步提升的如今，居民開(kāi)始追求更高質(zhì)量的生活，對于居住環(huán)境的要求也逐漸提升，想要實(shí)現對居住環(huán)境的智能管理和操控，首先應當對其進(jìn)行詳細的監測，而未來(lái)的小型室內機器人除了完成簡(jiǎn)單指令外，必然還需要融合更加多樣化的功能，例如對于室內居住環(huán)境的監測。完善的環(huán)境監測和定位一體化系統能夠對環(huán)境中的有害氣體例如甲醛等的濃度進(jìn)行監測，對煤氣、天然氣等危害氣體的含量進(jìn)行測量，并收集諸如溫度、濕度等與居住環(huán)境舒適度密切相關(guān)的參數，向用戶(hù)端的APP上發(fā)送相關(guān)信息，當某種數據超標時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出警報，提醒主人對此進(jìn)行處理。此外，它還可利用定位技術(shù)實(shí)現精準環(huán)境調控，根據主人指令對室內的電子設備等進(jìn)行操控和管理，通過(guò)開(kāi)啟空調、排氣系統、拉窗簾等方式來(lái)調節室內環(huán)境，營(yíng)造更加舒適、更能滿(mǎn)足個(gè)性化需求的環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。

綜上所述，隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，在機器人學(xué)的研究中，小型室內機器人定位技術(shù)一直是為核心和關(guān)鍵的一項技術(shù)，在以后的分析探索關(guān)鍵內容就是提升機器人的自主定位能力和其高精準度定位能力，并優(yōu)化定位算法，來(lái)確保小型室內機器人定位技術(shù)具有更高的可靠性和高速性。