[發明專利]機器人系統及其戶外建圖導航方法

有效

• 申請號: 201710799890.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107479554B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 陳鋆;黃玲
• 申請（專利權）人: 海南飛行者科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;李余江

本發明公開了一種機器人系統及其戶外建圖導航方法，機器人系統包括移動機器人、無人機系統以及控制中心，所述移動機器人與無人機系統均與所述控制中心有線或無線連接，所述無人機系統可在所述移動機器人上停靠，所述無人機系統包括無人機本體、無人機定位模塊以及視覺元件，所述移動機器人包括移動平臺、機器人定位模塊以及探測單元。無人機系統采集的RGB圖像數據用于輔助構建地圖，控制中心根據地圖結合移動機器人探測單元探測的環境信息進行自主避障導航；基于本發明機器人系統的戶外建圖導航方法可實現機器人的自動導航，算法簡單，建圖較為精確。

技術領域

本發明涉及智能機器人領域，特別是涉及一種機器人系統及其戶外建圖導航方法。

背景技術

當前智能機器人領域蓬勃發展，各種用途的智能機器人層出不窮，機器人自動建圖導航技術是機器人領域的核心技術，目前的主流解決方案是依靠激光雷達、景深相機、超聲波探測器等傳感器進行環境探測與導航，每種傳感器均有其優缺點，因此大部分需要多種傳感器組合使用，成本很高且一般只適合室內使用，當使用范圍拓展到戶外，由于戶外環境特征比戶內復雜得多，其建圖的難度與成本與室內導航相比不在一個數量級，包括目前很多主流汽車廠商的無人車項目也在此技術上卡殼，要找到技術與成本的平衡點及其重要。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種通過無人機系統輔助移動機器人建圖的機器人系統及其戶外建圖導航方法。

技術方案：為實現上述目的，本發明的機器人系統，包括移動機器人、無人機系統以及控制中心，所述移動機器人與無人機系統均可與所述控制中心通訊，所述無人機系統可在所述移動機器人上停靠，所述無人機系統包括無人機本體、無人機定位模塊以及視覺元件，所述移動機器人包括移動平臺、機器人定位模塊以及探測單元。

進一步地，所述移動機器人上設置有用于與無人機系統進行對接的對接單元，移動機器人與無人機系統之間設有用于輔助微調相對位置的輔助對接系統；輔助對接系統包括由分散設置的多個獨立的分散單元組成的分散單元組以及可與每個分散單元進行單獨互動的獨立單元，所述分散單元組與獨立單元兩者中其中之一安裝在移動機器人上，另一個安裝在無人機系統上。

進一步地，所述移動機器人上設置有一個或多個標記點。

進一步地，所述獨立單元即為所述視覺元件，所述分散單元為二維碼。

進一步地，所述獨立單元與分散單元兩者中其中之一為信號發射器，另一個為信號接收器。

進一步地，所述信號發射器為紅外燈，所述信號接收器為紅外線感光元件。

基于上述機器人系統的戶外建圖導航方法，其建圖導航方法包括以下步驟：

步驟一：控制中心控制無人機系統脫離所述移動機器人，無人機系統的視覺元件在空中對地面的環境進行RGB圖像數據采集；當無人機系統完成采集任務或電量降低至某一閾值，控制中心控制無人機系統降落并與所述移動機器人對接；

步驟二：無人機系統將采集的RGB圖像數據傳回至所述控制中心，所述控制中心對RGB圖像數據進行特征提取、識別并進行地圖構建；

步驟三：控制中心根據更新后的地圖結合移動機器人探測單元探測的環境信息進行自主避障導航。

進一步地，步驟一中控制中心控制無人機系統降落并與所述移動機器人對接的步驟包括：

1）控制中心根據移動機器人與無人機系統的位置信息控制兩者產生相對運動使無人機系統處于所述移動機器人的上空；

2）無人機系統降落至一定高度，并在所述移動機器人的上方的一定范圍內隨機路徑規劃飛行；