[發(fā)明專利]多機器人定位與建圖系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811323139.4
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109491383A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙懷林;吳正
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應用技術(shù)大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/00;G01C21/16;G01C21/20;G01S17/02;G01S19/42
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種多機器人定位與建圖系統(tǒng)及方法，應用于災后救援，通過機器人的復合傳感器采集數(shù)據(jù)信息，包括：深度信息、IMU信息、里程計信息、定位信息，數(shù)據(jù)更加全面，更能詳實立體地反應災后救援場景環(huán)境；采用基于Rao?Blackwellized粒子濾波算法的gmapping算法進行機器人定位與建圖，建圖效率高；采用A*算法進行全局路徑規(guī)劃，采用動態(tài)窗口算法進行實時路徑規(guī)劃，具有準確、快速的導航能力；采用Movelt進行機械臂控制，排除路徑上的障礙，提高了機器人應對復雜災后救援場景的能力；二個及以上機器人構(gòu)成機器人組，接收上位機的統(tǒng)一調(diào)配，將局部柵格地圖融合成完整地圖，提高了定位與建圖的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及安全救援技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種多機器人定位與建圖系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近幾年來隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，移動機器人應用的環(huán)境更加廣泛，其中比較熱門的移動機器人同時定位與建圖(slam)技術(shù)可以有效的提高機器人的自主完成任務的能力。

但是，在災后救援這種復雜場景中，由于地理環(huán)境復雜、障礙物多、通行性差等的環(huán)境因素，造成了移動機器人救援效率慢，出現(xiàn)故障的可能性大大提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種多機器人定位與建圖系統(tǒng)及方法。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種多機器人定位與建圖系統(tǒng)，應用于災后救援，包括：上位機、二個及以上機器人構(gòu)成的機器人組；其中，所述機器人包括：復合傳感器、處理器、機械臂；所述復合傳感器與處理器連接，用于采集數(shù)據(jù)信息；所述機械臂與所述處理器連接，用于根據(jù)所述處理器生成的操作指令進行障礙排除；所述處理器安裝有ROS(RobotOperating System，機器人操作系統(tǒng))操作系統(tǒng)，用于數(shù)據(jù)處理、生成控制指令、以及與上位機、機器人組中的其他機器人建立數(shù)據(jù)通訊。

可選地，所述復合傳感器，包括：激光雷達、kinetic視覺傳感器、慣導模塊，碰撞檢測模塊、里程計、GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))定位模塊。

可選地，所述機器人的處理器為PC(Personal Computer，個人電腦)機。

可選地，所述數(shù)據(jù)信息包括：深度信息、IMU(Inertial Measurement Unit，慣性測量單元)信息、里程計信息、定位信息。

可選地，所述機器人還包括：報警器，所述報警器與所述處理器連接，用于根據(jù)所述處理器生成的警報指令進行聲光報警。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種多機器人定位與建圖方法，應用于第一方面中任一項所述的多機器人定位與建圖系統(tǒng)；所述方法包括：

機器人接收上位機的控制指令；

機器人的復合傳感器采集數(shù)據(jù)信息；其中，數(shù)據(jù)信息包括：深度信息、IMU信息、里程計信息、定位信息；

機器人的處理器對所述數(shù)據(jù)信息進行處理，構(gòu)建本機的局部柵格地圖；

根據(jù)ROS操作系統(tǒng)中的通訊機制，與機器人組中的其他機器人建立數(shù)據(jù)通訊，獲取其他機器人構(gòu)建的局部柵格地圖；

將所述本機的局部柵格地圖、其他機器人構(gòu)建的局部柵格地圖進行地圖融合，得到獲得完整地圖。

可選地，所述機器人的復合傳感器采集數(shù)據(jù)信息，包括：

激光雷達獲取機器人的周圍環(huán)境目標位置；

kinetic視覺傳感器獲取機器人的周圍環(huán)境目標圖像；

GPS定位模塊獲取機器人的當前定位信息；

慣導模塊獲取機器人的IMU信息；