自主移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)基本功能是可以自我確定自身在環(huán)境中的位置定位。這就使得無論是在結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，機(jī)器人都可以確定自身與周圍環(huán)境的位置關(guān)系，得以根據(jù)任務(wù)作出正確決策和路徑選擇。因此定位技術(shù)對(duì)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主功能是必不可少的。

　　目前，應(yīng)用于機(jī)器人的定位方法有很多，如借助里程計(jì)、方向計(jì)等內(nèi)部傳感器定位；借助超聲、激光測(cè)距儀等主動(dòng)傳感器定位；以及通過攝像機(jī)等視覺傳感器實(shí)現(xiàn)定位等。在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，一般是在環(huán)境中預(yù)先建立電磁，可視路標(biāo)或特殊地貌等已知信標(biāo)。機(jī)器人通過檢測(cè)信標(biāo)的位置關(guān)系來確定自身位置，而與具體的外部環(huán)境無關(guān)。

　　激光全局定位傳感器原理

　　傳感系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、反射鏡、激光器、光電接收和數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)炔糠纸M成。工作時(shí)，激光經(jīng)旋轉(zhuǎn)鏡面機(jī)構(gòu)向外發(fā)射，當(dāng)掃描到由后向反射器構(gòu)成的合作路標(biāo)時(shí)，反射光經(jīng)光電接收器件處理作為檢測(cè)信號(hào)，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集程序讀取旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的碼盤數(shù)據(jù)（目標(biāo)的測(cè)量角度值）。通過通訊傳遞到上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)已知參考路標(biāo)的位置和檢測(cè)信息，就可以計(jì)算出傳感器當(dāng)前在路標(biāo)坐標(biāo)系下的位置和方向。

　　當(dāng)傳感器檢測(cè)到合作路標(biāo)時(shí)，反射激光束使光電轉(zhuǎn)換器工作，產(chǎn)生接收調(diào)制脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過濾波整形后作為捕捉信號(hào)，鎖存碼盤讀數(shù)，同時(shí)向CPU申請(qǐng)中斷，讀取碼盤計(jì)數(shù)值并計(jì)算出當(dāng)前路標(biāo)的方位角。濾波整形電路的另一個(gè)作用是：當(dāng)由于自然光或燈光的直射而使光電轉(zhuǎn)換器工作時(shí)，它可以根據(jù)信號(hào)頻率的不同將其濾除而不產(chǎn)生中斷，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。為提高角度分辨率，轉(zhuǎn)角編碼器的數(shù)值經(jīng)倍頻計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為16位計(jì)數(shù)值，每度計(jì)數(shù)值為84，這樣定位系統(tǒng)的最小角度分辨率可達(dá)到0.012°。旋轉(zhuǎn)鏡面機(jī)構(gòu)每轉(zhuǎn)一周o由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出一回零信號(hào)使計(jì)數(shù)器清零o以保證碼盤計(jì)數(shù)器只記錄掃描一周內(nèi)的路標(biāo)角度位置讀數(shù)，同時(shí)告訴CPU獲取數(shù)據(jù)的起點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)鏡面機(jī)構(gòu)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)可達(dá)每秒10周，以滿足機(jī)器人行走時(shí)的位置采樣速率。

　　單片機(jī)與上位機(jī)之間采用串行通訊。上位機(jī)為車載數(shù)據(jù)處理機(jī)，以發(fā)送命令方式控制定位傳感器的啟動(dòng)和接收單片機(jī)傳輸?shù)穆窐?biāo)角度數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些信息和已知路標(biāo)地圖，計(jì)算傳感器的當(dāng)前位置和方向，單片機(jī)利用回零中斷通過中斷方式將一周采集數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)。