自主移動機器人的一個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，機器人都可以確定自身與周圍環(huán)境的位置關系，得以根據(jù)任務作出正確決策和路徑選擇。因此定位技術(shù)對機器人實現(xiàn)自主功能是必不可少的。

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

　　激光全局定位傳感器原理

　　傳感系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)機構(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，激光經(jīng)旋轉(zhuǎn)鏡面機構(gòu)向外發(fā)射，當掃描到由后向反射器構(gòu)成的合作路標時，反射光經(jīng)光電接收器件處理作為檢測信號，啟動數(shù)據(jù)采集程序讀取旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的碼盤數(shù)據(jù)（目標的測量角度值）。通過通訊傳遞到上位機進行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)已知參考路標的位置和檢測信息，就可以計算出傳感器當前在路標坐標系下的位置和方向。

　　當傳感器檢測到合作路標時，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，此信號經(jīng)過濾波整形后作為捕捉信號，鎖存碼盤讀數(shù)，同時向CPU申請中斷，讀取碼盤計數(shù)值并計算出當前路標的方位角。濾波整形電路的另一個作用是：當由于自然光或燈光的直射而使光電轉(zhuǎn)換器工作時，它可以根據(jù)信號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)倍頻計數(shù)器轉(zhuǎn)換為16位計數(shù)值，每度計數(shù)值為84，這樣定位系統(tǒng)的最小角度分辨率可達到0.012°。旋轉(zhuǎn)鏡面機構(gòu)每轉(zhuǎn)一周o由傳動機構(gòu)發(fā)出一回零信號使計數(shù)器清零o以保證碼盤計數(shù)器只記錄掃描一周內(nèi)的路標角度位置讀數(shù)，同時告訴CPU獲取數(shù)據(jù)的起點，旋轉(zhuǎn)鏡面機構(gòu)由電機驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)可達每秒10周，以滿足機器人行走時的位置采樣速率。

　　單片機與上位機之間采用串行通訊。上位機為車載數(shù)據(jù)處理機，以發(fā)送命令方式控制定位傳感器的啟動和接收單片機傳輸?shù)穆窐私嵌葦?shù)據(jù)，并根據(jù)這些信息和已知路標地圖，計算傳感器的當前位置和方向，單片機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。