[實用新型]基于深度視覺導航的重載多足機器人

有效

• 申請號: 201721893648.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN207650650U
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 倪銀堂;陳貴江;溫秀蘭;劉瀟;陶德臣;王家能;張超;王振豪
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

本實用新型公開了基于深度視覺導航的重載多足機器人及其運動規劃方法，其中多足機器人本體包括機器人負載平臺、機器人足部系統和深度視覺裝置部分，控制方法包括基于深度視覺導航的行進控制。本機器人使用線性單元作為驅動裝置，相比于關節型多足機器人可以承載很大的重量，解決了關節型多足機器人功率和流量消耗波動等問題；還可以實現快速更改機器人的前進方向和全地形快速行進，具有很高的實用價值。

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，具體涉及一種基于深度視覺導航的重載多足機器人。

背景技術

現有技術中，多足機器人一般是關節型機器人，其具有如下幾個通病：(1)由于關節側向放置，導致載重能力很弱，不能夠進行重載行進；(2)復雜空間的行進控制難度高，求運動學逆解求旋轉角度難；(3)行進速度較慢，對電機要求較高；(4)不具備每個執行機構的反饋，只能進行開環控制。

基于以上原因，需要一種能夠進行重載的多足機器人被設計出來，機器人可以大大提高工作效率和自適應性；與此同時使用價格較低的視覺設備進行圖像處理進行定位導航，提高機器人的實用價值。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種基于深度視覺導航的重載多足機器人，提供一種重載多足機器人，使用機器視覺完成機器人的定位和導航，并可以通過在軟件端的更改提高，機器人的適應性，解決現有技術中存在的上述問題。

技術方案：為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

基于深度視覺導航的重載多足機器人，其特征在于：多足機器人本體包括由下至上依次連接的機器人足部系統、機器人負載平臺和深度視覺裝置；其中，

所述機器人足部系統由若干條支撐腿組成，每條支撐腿包括連接機構、一個基節、一個轉節、一個腿節和一個支撐足，其中，所述連接機構與機器人負載平臺連接，所述基節的頂部與所述連接機構相連，基節的底部與所述轉節的中心通過旋轉電機相連，轉節的末端與腿節相連，每個腿節的末端安裝有支撐足；

所述機器人負載平臺用于擺放機器人所需搭載的重物，所述機器人負載平臺的上表面沿中心對稱設置有橫向安裝的內置數字式位移傳感器的管狀直線電機；

所述深度視覺裝置由“L”型支撐架和雙目視覺相機組成，“L”型支撐架的一端水平設置且其末端與雙目視覺相機連接，另一端垂直設置且其末端通過電機安裝在機器人負載平臺的中心。

所述連接機構由絲桿導軌和滑塊組成，絲桿導軌的外殼與所述機器人負載平臺連接，滑塊與基節相連；所述基節的底部通過旋轉電機與轉節的中心相連，轉節上部設置有斜拉結構，與基節通過軸承相連；所述腿節使用內置數字式位移傳感器的管狀直線電機作為執行機構，固定在轉節的兩端，腿節末端與支撐足相連，每個支撐足底部均裝有壓電傳感器，用于反饋機器人的姿態。

所述機器人足部系統由六條支撐腿組成，沿著所述機器人負載平臺的中心呈周向均布設置。六足機構相對于四足結構具有兩個冗余支撐點，穩定性更高，相對于八足及八足以上機構的建模難度和控制難度都要低。

基于深度視覺導航的重載多足機器人，其行進控制方法包括以下步驟：

步驟一：對雙目視覺相機進行標定，求出雙目視覺相機的內參和外參；

步驟二：根據深度視覺裝置底部電機的反饋求出機器人的前進方向，采集機器人前進方向下雙目視覺相機視域內對應的深度數據和RGB數據，對得到的深度數據進行去噪處理，得到平滑的深度數據；再對深度數據進行求導，得到反映深度數據平滑程度的平滑度數據；

步驟三：根據雙目視覺相機的內參，將深度數據和平滑度數據轉為三維點云數據，并求出平滑度數據的三維點云模型，對平滑度數據的三維點云模型進行八叉樹空間索引，對處理后的點云模型使用包圍盒法進行數據精簡；