[發明專利]機器人系統和機器人導航地圖建圖系統及方法

在審

• 申請號: 201910196698.1
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN111693046A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 劉哲;王悅翔;尹慧昕;曹抒陽
• 申請（專利權）人: 錐能機器人（上海）有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 上海上谷知識產權代理有限公司 31342
• 代理人: 蔡繼清

本申請公開了機器人系統和機器人導航地圖建圖系統及方法。本申請的機器人系統包含有建圖機器人和導航機器人。建圖機器人和導航機器人可以同時在同一工作區域內工作并由機器人管理系統來協調管理。本申請的導航地圖在首次建圖時，地面上設有可移除的標記物。在完成首次建圖后，該可移除標記物被移除。本申請的建圖系統中，可以隨時獲得工作區域的地面紋路特征，并根據所獲得的地面紋路特征來決定是否更新導航地圖。

技術領域

本發明涉及機器人，具體涉及機器人的導航系統及方法。

背景技術

目前工業中應用的傳統機器人的導航和定位方式，有電磁、磁條、二維碼導航，以及激光導航等幾類。電磁導航在AGV的行駛路徑上埋設金屬線，并在金屬線上加載導引頻率，通過對導引頻率的識別來實現AGV的導航。磁條導航以在地面上貼磁條代替在地下埋線的方式，使用磁帶感應信號實現導航。二維碼導航，通過在路徑上間隔一定距離鋪設二維碼的方式，通過比對二維碼在攝像頭下的位置推算并糾正AGV自身的位姿。激光導航基于激光雷達，對周圍環境進行環掃并采集反射光的信息，從而判斷自己在場景中的位置。

本發明的發明人發現，現有技術中，電磁導航技術和磁條導航技術對地面進行大幅度改造，電磁導航技術甚至需要預先埋設磁釘，工業可應用場景狹窄。此外，這兩種技術幾乎不存在人機交互，在避障、改變預設路徑等方面實現成本極高，同時這兩種技術無法在單場景實現密集運行和多機并聯。而二維碼導航技術雖然解決了地面鋪設成本高的問題，但是在很多場景下，不允許出現地面標識物(如醫療場景)。此外，在多機型混用場景中，二維碼易出現損毀、臟污，導致二維碼無法識別或者識別錯誤，需要很高的人力維護成本。

激光導航目前大規模依賴于反光板，對周圍環境及光照條件有一定要求，且在動態環境下適應能力極差，只能用于室內簡單場景，不能適應多貨物、多機器的復雜環境。此外，激光導航成本極高，且短期內沒有下降成本的可能。傳統的視覺導航存在識別精度低，需要環境特征強，運行速度慢等特點。

發明內容

本發明的目的是提供一種機器人系統、機器人導航地圖建圖系統及建圖方法，其可用于大面積場景，無需鋪設永久的定位標識物。

為實現上述目的，本發明提供了一種機器人導航地圖建圖方法，該方法中，預先設置一運動路徑，所述運動路徑上設置多個可移除標記物，建圖機器人位于所述運動路徑上，所述建圖方法包括步驟：

在所述建圖機器人沿著所述運動路徑行進時，通過所述建圖機器人的特征采集模塊記錄沿途的特征，并在運動到所述可移除標記物時獲得對所述建圖機器人的位姿進行校準的信息以進行校準；以及

對所述特征采集模塊所記錄的特征及對應位姿信息進行處理或將所述特征采集模塊所記錄的特征及對應位姿信息發送至服務器進行處理，以獲得導航地圖。

一實施例中，所述建圖方法進一步包括步驟：對所述建圖機器人的特征采集模塊的坐標原點與所述運動路徑的坐標原點進行標定。特征采集模塊會將傳感器所采集到的特征建立到自身的坐標系中。

一實施例中，在獲得所述導航地圖之后，所述可移除標記物被移除。

一實施例中，所述建圖方法進一步包括在獲得所述導航地圖之后，使得所述建圖機器人繼續通過所述特征采集模塊記錄沿途的特征，以及將新記錄到的所述特征及對應位姿信息更新至所述導航地圖或將新記錄到的所述特征及對應位姿信息發送至服務器以更新所述導航地圖。

一實施例中，所述可移除標記物包含有可識別的參照位姿信息。

一實施例中，所述可移除標記物是人工可識別的標記物，所述人工可識別的標記物對應于參照位姿信息。

一實施例中，所述特征采集模塊是攝像頭，通過所述建圖機器人的攝像頭拍攝沿途的地面紋路特征。