[發明專利]一種多旋翼無人機室內導航方法

在審

• 申請號: 201810228585.0
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108445504A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 劉秀蘭;宋永端;劉瑜;賴俊峰;何鎏
• 申請（專利權）人: 迪比（重慶）智能科技研究院有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;G01C21/20
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

1.一種多旋翼無人機室內導航方法，其特征在于：包括在多旋翼無人機上設置二維激光雷達和裝在有ROS系統的處理器，所述二維激光雷達與串口通信模塊連接，所述串口通信模塊通過USB接口與處理器連接；

通過二維激光雷達掃描出多旋翼無人機周圍環境的輪廓數據，并通過串口通信模塊將掃描得到的輪廓輪廓數據發送給處理器；

所述處理器通過如下步驟建立代價地圖，并在建立的代價地圖之上進行室內導航：

S1:通過ROS系統的tf庫創建各坐標系間的坐標變換，所述坐標系包括以多旋翼無人機的移動平臺中心為原點的base_link參考系、以二維激光雷達的中心為原點的base_laser參考系、以及代價地圖的參考坐標系；

S2:ROS系統在收到維二維激光雷達傳來的多旋翼無人機周圍環境的輪廓數據后，以sensor_msgs/LaserScan格式將輪廓數據在系統中發布出去；

S3：發布里程數據信息

多旋翼無人機的里程計將包含速度信息和位姿信息的里程信息發送給處理器，處理器將里程信息向ROS系統發布；

所述速度信息包含兩個部分，一部分是多旋翼機無人機的線速度，另一部分是多旋翼機無人機的角速度；所述線速度明確了多旋翼無人機是向前還是向后移動，角速度明確了多旋翼無人機是向左轉還是向右轉；

所述位姿信息包含兩個部分，一部分顯示多旋翼無人機在歐拉坐標系中的位置，另一部分使用四元數顯示多旋翼無人機的方向，即多旋翼無人機的角位移；

S4：創建地圖

ROS系統通過Slam_mapping節點訂閱ROS系統發布的多旋翼無人機周圍環境的輪廓數據、以及里程計提供的多旋翼無人機的里程信息，并且Slam_mapping以此構建覆蓋無人機周圍環境的網格地圖；Slam_mapping還使用ROS系統中的自適應蒙特卡羅定位算法對多旋翼無人機定位，跟蹤多旋翼無人機的位置，當多旋翼無人機移動時，Slam_mapping實時更新地圖狀態；

S5：在建立代價地圖的基礎上，利用ROS系統導航功能包集全局導航，在代價地圖上建立多旋翼無人機到最終目標的路徑；在多旋翼無人機飛行過程中，當二維激光雷達監測到路徑上障礙物的激光信號投影時，Slam_mapping將障礙物信息引入代價地圖中；所述處理器將多旋翼無人機的幾何參數告知ROS系統導航功能包集，ROS系統導航功能包集的局部導航在多旋翼無人機運動過程中更新可移動的自由空間數據，建立局部代價地圖，并建立臨時躲避障礙物的路徑。

2.如權利要求1所述的多旋翼無人機室內導航方法，其特征在于，所述二維激光雷達為思嵐RPLIDAR二維激光雷達。

3.如權利要求1所述的多旋翼無人機室內導航方法，其特征在于，所述串口通信模塊所使用的芯片為CP2102芯片。