[發(fā)明專(zhuān)利]一種多模態(tài)導(dǎo)航方法及移動(dòng)機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710160082.X
• 申請(qǐng)日: 2017-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106908055A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅濤;方健;唐豪杰;陳偉;陳劍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安科智慧城市技術(shù)（中國(guó)）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/00
• 代理公司: 廣東廣和律師事務(wù)所44298
• 代理人: 章小燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及室外安保、巡邏機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多模態(tài)導(dǎo)航方法及移動(dòng)機(jī)器人。

背景技術(shù)

隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，在警用巡邏的安保行業(yè)中，日常的巡邏作業(yè)任務(wù)也逐漸朝機(jī)器人方向發(fā)展?，F(xiàn)有的安保巡邏機(jī)器人通常能夠完成自主巡邏過(guò)程中得到圖像采集，視頻傳輸，關(guān)鍵信息采集等，其核心的功能是能夠正確根據(jù)事先設(shè)定的巡邏軌跡路線(xiàn)進(jìn)行自主導(dǎo)航巡邏。因此，室外的定位導(dǎo)航技術(shù)是解決安保巡邏機(jī)器人自主巡邏的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)是通過(guò)對(duì)固定區(qū)域的地圖構(gòu)建，生成全局的巡邏地圖，并通過(guò)自定位方法，實(shí)現(xiàn)精確定位，完成自主導(dǎo)航。

室外警用巡邏、安保機(jī)器人通常需要在較大的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)自主移動(dòng)，而在室外實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航的方法主要有GPS定位導(dǎo)航方法，多線(xiàn)激光雷達(dá)實(shí)時(shí)地圖構(gòu)建方法。這些方法能夠解決自主導(dǎo)航問(wèn)題，但是GPS信號(hào)容易受到高樓或大樹(shù)的遮擋，使其應(yīng)用受限，而多線(xiàn)激光雷達(dá)本身價(jià)格昂貴，難以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)申請(qǐng)?zhí)朇N201610424163.1的專(zhuān)利，提出了一種精確的室內(nèi)外組合導(dǎo)航方法，該方法利用了慣性測(cè)量單元、WIFI導(dǎo)航單元、GNSS導(dǎo)航單元來(lái)進(jìn)行組合完成室內(nèi)外的精確定位導(dǎo)航，但是由于WiFi信號(hào)傳輸距離的有限，同時(shí)GNSS導(dǎo)航單元信號(hào)容易被遮擋，其適用的范圍只是小區(qū)域的導(dǎo)航，并不適用于室外的大范圍固定區(qū)域的導(dǎo)航方式。

現(xiàn)有技術(shù)申請(qǐng)?zhí)朇N201610564309.2的專(zhuān)利，提出了一種單軸陀螺儀、傾角儀和里程計(jì)的組合導(dǎo)航裝置及方法，該方法利用單軸陀螺儀來(lái)測(cè)移動(dòng)平臺(tái)的具體姿態(tài)，傾角儀來(lái)測(cè)當(dāng)前平臺(tái)的傾斜姿態(tài)，里程計(jì)用來(lái)測(cè)量行進(jìn)的距離，該方法能夠在一定行程內(nèi)完成導(dǎo)航功能，由于陀螺儀、傾角儀以及里程計(jì)傳感器固有的誤差，該種方法不能缺乏自糾正機(jī)制保證移動(dòng)平臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間在固定路線(xiàn)上的穩(wěn)定導(dǎo)航。使得其在室外的固定區(qū)域大范圍導(dǎo)航過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)偏離軌跡難以校正等問(wèn)題。

室外警用巡邏、安保機(jī)器人通常需要在較大的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)自主移動(dòng)，而在室外實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航的方法主要有GPS定位導(dǎo)航方法，多線(xiàn)激光雷達(dá)實(shí)時(shí)地圖構(gòu)建方法。這些方法能夠解決自主導(dǎo)航問(wèn)題，但是GPS信號(hào)容易受到高樓或大樹(shù)的遮擋，使其應(yīng)用受限，而多線(xiàn)激光雷達(dá)本身價(jià)格昂貴，難以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提出一種多模態(tài)導(dǎo)航方法及移動(dòng)機(jī)器人，旨在針對(duì)室外移動(dòng)巡邏機(jī)器人平臺(tái)的應(yīng)用情況，充分解決復(fù)雜路況的機(jī)器人定位導(dǎo)航問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)低成本化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種多模態(tài)導(dǎo)航方法，應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人，所述移動(dòng)機(jī)器人包括第一導(dǎo)航模塊、第二導(dǎo)航模塊以及第三導(dǎo)航模塊；所述方法包括：

分別獲取所述第一導(dǎo)航模塊、第二導(dǎo)航模塊以及第三導(dǎo)航模塊對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)航數(shù)據(jù)、第二導(dǎo)航數(shù)據(jù)、第三導(dǎo)航數(shù)據(jù)；

分別獲取所述第一導(dǎo)航模塊、第二導(dǎo)航模塊以及第三導(dǎo)航模塊對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值、第二導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值、第三導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值；

計(jì)算所述第一導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值與所述第一導(dǎo)航數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值之間的第一誤差；計(jì)算所述第二導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值與所述第二導(dǎo)航數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值之間的第二誤差；計(jì)算所述第三導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值與所述第三導(dǎo)航數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值之間的第三誤差；

選擇所述第一誤差、第二誤差、第三誤差中最小的值對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航模塊進(jìn)行導(dǎo)航。

可選地，所述第一誤差為所述第一導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值與所述第一導(dǎo)航數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值的誤差向量的模值；所述第二誤差為所述第二導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值與所述第二導(dǎo)航數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值的誤差向量的模值；所述第三誤差為所述第三導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值與所述第三導(dǎo)航數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值的誤差向量的模值。

可選地，所述第一誤差為所述第一導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值與所述第一導(dǎo)航數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值的誤差向量的模值與第一增益值之間的乘積；所述第二誤差為所述第二導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值與所述第二導(dǎo)航數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值的誤差向量的模值與第二增益值之間的乘積；所述第三誤差為所述第三導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值與所述第三導(dǎo)航數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值的誤差向量的模值與第三增益值之間的乘積。

可選地，所述第一增益值與所述第一導(dǎo)航模塊的測(cè)量精度成反比；所述第二增益值與所述第二模塊的測(cè)量精度成反比；所述第二增益值與所述第三模塊的測(cè)量精度成反比。

可選地，所述第一導(dǎo)航模塊為RTK-GPS導(dǎo)航模塊；所述第二導(dǎo)航模塊為航位推算導(dǎo)航模塊；所述第三導(dǎo)航模塊為視覺(jué)導(dǎo)航模塊。

此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，包括：

第一導(dǎo)航模塊，用于獲取第一導(dǎo)航數(shù)據(jù)及第一導(dǎo)航信號(hào)的當(dāng)前值；