[實用新型]基于激光掃描與卡爾曼濾波技術的地圖構建機器人

有效

• 申請號: 201820101380.1
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN208132943U
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 郭建文;葉國良;曾志彬;楊文潤;吳國洪
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院;東莞市橫瀝模具科技產業發展有限公司
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16;B25J19/02
• 代理公司: 東莞市十方專利代理事務所(普通合伙) 44391
• 代理人: 羅偉平

本實用新型公開了一種基于激光掃描與卡爾曼濾波技術的地圖構建機器人，涉及機器人技術領域。機器人包括運動平臺、控制主板、超聲波傳感器和360°激光掃描測距雷達，控制主板位于運動平臺上，運動平臺上設有驅動模塊，驅動模塊受控于所述控制主板；超聲波傳感器設有若干個，與所述控制主板雙向連接，用于測量所述運動平臺與障礙物的距離；360°激光掃描測距雷達位于所述運動平臺上，與所述控制主板雙向連接；所述控制主板用于根據所述超聲波傳感器感應的信息控制所述運動平臺進行避障運動并根據所述360°激光掃描測距雷達測量的信息進行地圖構建。所述機器人能夠更完整地、精確地反映環境特征，并提高了機器人的工作效率。

技術領域

本實用新型涉及機器人技術領域，尤其涉及一種基于激光掃描與卡爾曼濾波技術的地圖構建機器人。

背景技術

現代建筑考慮美觀等因素，辦公樓、居室常常使用玻璃門窗做裝飾，而現有的服務機器人大多使用紅外傳感器實現避障功能。紅外傳感器避障的機器人不能準確識別透明玻璃，進而需依靠壓力傳感器與透明玻璃的接觸作用進而實現性接觸避障，導致該機器人的工作效率低；并且該機器人在構建室內地圖時，容易受玻璃墻窗，玻璃裝飾等場地因素的影響，降低了地圖構建系統的的真實性。

現有的移動機器人在地圖構建方面，由于地形、光照等不確定性因素，通過傳感器系統獲得的外部信息往往數據誤差大，并未能有效地處理數據，使機器人不能獲取有效環境特征，導致了地圖構建的不準確性、不全面性。現有的應用在地圖構建領域的移動機器人大多數為各種各樣的輪式機器人，相比履帶式機器人，輪式機器人對于凹凸不平或者沙粒為主的環境的適應性很低，行走不方便，執行任務的效率大大降低；并且輪式機器人需要使用的驅動電機比履帶式機器人多，成本相對較高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是如何提供一種能更完整地、精確地反映環境特征，提高機器人的工作效率的基于激光掃描與卡爾曼濾波技術的地圖構建機器人。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：一種基于激光掃描與卡爾曼濾波技術的地圖構建機器人，其特征在于：包括運動平臺、控制主板、超聲波傳感器和360°激光掃描測距雷達，所述控制主板位于運動平臺上，運動平臺上設有驅動模塊，所述驅動模塊受控于所述控制主板，所述驅動模塊用于驅動所述運動平臺運動；所述超聲波傳感器設有若干個，呈弧狀布置于所述運動平臺上，與所述控制主板雙向連接，用于測量所述運動平臺與障礙物的距離；所述360°激光掃描測距雷達位于所述運動平臺上，與所述控制主板雙向連接，用于對機器人周圍的障礙物信息進行采集；所述控制主板用于根據所述超聲波傳感器感應的信息控制所述運動平臺進行避障運動并根據所述360°激光掃描測距雷達測量的信息進行地圖構建。

進一步的技術方案在于：所述運動平臺包括兩副履帶、四個齒型輪，兩個齒型輪固定件，兩個電機固定件，兩個12V帶減速電機，兩個90°角碼、兩根橫梁、下載板以及上載板；所述齒型輪分別設置在齒型輪固定件的兩端且后端的齒型輪與所述齒型輪固定件可轉動的連接；所述履帶與齒型輪配合；所述兩個12V帶減速電機斜對角分布，通過電機固定件以螺紋連接的方式連接在齒型輪固定件上，所述電機的動力輸出端與前側的齒型輪固定連接；所述兩根橫梁均通過90°角碼以螺紋連接的方式連接兩邊的齒型輪固定件；所述下載板設置在橫梁的上方，下載板的通孔與橫梁的通孔同軸配合；所述上載板通過支桿與下載板連接；所述控制主板通過電機驅動板控制所述電機動作。

進一步的技術方案在于：所述控制主板固定在所述下載板上。

進一步的技術方案在于：所述上載板的橢圓形狀一端設置為朝向機器人的前方；所述超聲波傳感器共有五個，其中三個超聲波傳感器在上載板的扇形區均勻分布，其一朝向機器人的正前方，另外在上載板的左右方向分別設置兩個超聲波傳感器，且位于該上載板邊線的中間位置；所述360°激光掃描測距雷達設置在上載板的中心位置。

優選的，所述控制主板使用樹莓派三代主板。