[發(fā)明專(zhuān)利]一種帶有多傳感器融合的移動(dòng)式機(jī)器人及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911105892.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110764511A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦統(tǒng)云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州大成有方數(shù)據(jù)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/02
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 32267 蘇州市方略專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 馬廣旭

一種帶有多傳感器融合的移動(dòng)式機(jī)器人及其控制方法，包括移動(dòng)式機(jī)器人主體、控制硬件、微型主板控制器、多傳感器、電機(jī)反饋裝置；所述控制硬件、微型主板控制器、多傳感器、電機(jī)反饋裝置安裝在所述移動(dòng)式機(jī)器人主體上，所述移動(dòng)式機(jī)器人主體、控制硬件、微型主板控制器、多傳感器、電機(jī)反饋裝置通過(guò)數(shù)據(jù)線和WIFI相互連接。本發(fā)明所述的帶有多傳感器融合的移動(dòng)式機(jī)器人及其控制方法，基于2D激光雷達(dá)和深度相機(jī)的多信息融合，控制方法簡(jiǎn)單，提升了移動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)的精度和穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有多傳感器融合的移動(dòng)式機(jī)器人及其控制方法。

背景技術(shù)

智能機(jī)器人發(fā)展成為各國(guó)發(fā)展的重要的一部分，成為當(dāng)世界科技領(lǐng)域最為重要的一個(gè)先機(jī)，成為國(guó)家戰(zhàn)略的重要組成部分，吸引了大量科技工作者的關(guān)注和研究，大力發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，對(duì)推動(dòng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)改善人民生活具有重要的意義。

上世紀(jì)60年代末期，斯坦福研究院的Shakey機(jī)器人項(xiàng)目開(kāi)辟了移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域，Shakey機(jī)器人使用攝像機(jī)，距離傳感器，碰撞傳感器等多傳感器融合實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人對(duì)環(huán)境的感知和路徑的規(guī)劃。該項(xiàng)目提出了環(huán)境感知、環(huán)境重建，路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制等概念，奠定了移動(dòng)機(jī)器人的研究基礎(chǔ)。在以后的幾十年間，研究人員基于這些概念進(jìn)行了大量探索性的研究并取得了許多成果。

在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，移動(dòng)機(jī)器人的工作需要準(zhǔn)確的獲取環(huán)境信息，建立環(huán)境地圖，對(duì)運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行規(guī)劃。在執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中能實(shí)時(shí)的進(jìn)行避障，完成準(zhǔn)確操作。移動(dòng)機(jī)器人普遍受限于傳感器和計(jì)算能力的不足的影響，難以快速的構(gòu)建出平面地圖，準(zhǔn)確度低，響應(yīng)速度慢。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010502527.6公開(kāi)了一種移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)以及控制移動(dòng)人系統(tǒng)的方法，該移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)用于僅當(dāng)信標(biāo)機(jī)中的遙控器接收模塊以低功耗探測(cè)到從移動(dòng)機(jī)器人發(fā)送的信號(hào)時(shí)，通過(guò)向移動(dòng)機(jī)器人報(bào)告用于限定移動(dòng)機(jī)器人的行進(jìn)區(qū)域的響應(yīng)信號(hào)以提高信標(biāo)機(jī)的電池的能量效率，沒(méi)有對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的構(gòu)建平面地圖、準(zhǔn)確度、響應(yīng)速度上做出改進(jìn)和提高。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種帶有多傳感器融合的移動(dòng)式機(jī)器人及其控制方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基于2D激光雷達(dá)和深度相機(jī)的多信息融合，提高了移動(dòng)機(jī)器人對(duì)環(huán)境中信息感知水平，增加了移動(dòng)機(jī)器人對(duì)復(fù)雜環(huán)境障礙物的探測(cè)能力，避免了由于單一傳感器性能導(dǎo)致的一系列的缺點(diǎn)，提升移動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)的精度和穩(wěn)定性，控制方法簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景廣泛。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種帶有多傳感器融合的移動(dòng)式機(jī)器人，其特征在于，包括移動(dòng)式機(jī)器人主體、控制硬件、微型主板控制器、多傳感器、電機(jī)反饋裝置；所述控制硬件、微型主板控制器、多傳感器、電機(jī)反饋裝置安裝在所述移動(dòng)式機(jī)器人主體上；所述移動(dòng)式機(jī)器人主體、控制硬件、微型主板控制器、多傳感器、電機(jī)反饋裝置通過(guò)數(shù)據(jù)線和WIFI相互連接。

進(jìn)一步的，上述的帶有多傳感器融合的移動(dòng)式機(jī)器人，所述多傳感器包括2D激光雷達(dá)、深度相機(jī)、模糊控制器，所述2D激光雷達(dá)、深度相機(jī)的檢測(cè)結(jié)果通過(guò)所述模糊控制器進(jìn)行融合。

現(xiàn)有技術(shù)中的移動(dòng)式機(jī)器人，多采用單傳感器。其中，2D激光雷達(dá)是依靠激光，感知周?chē)h(huán)境，單次測(cè)量是十分準(zhǔn)確，受外部環(huán)境變化影響小的，但是數(shù)據(jù)點(diǎn)稀疏，只能獲取到激光雷達(dá)所在高度的二維信息，對(duì)于低矮或者垂下的障礙物束手無(wú)策。而深度相機(jī)利用rgb圖像與Depth圖像聯(lián)合，能夠感知空間三維信息，環(huán)境信息豐富，但是深度相機(jī)把圖像作為感知環(huán)境信息的方法，帶來(lái)了一系列的缺點(diǎn)，首先圖像本身對(duì)環(huán)境光照變化非常敏感，弱紋理環(huán)境下特征點(diǎn)相對(duì)較少，甚至難以檢測(cè)足夠的特征匹配點(diǎn)數(shù)目。

因此，激光雷達(dá)能提供環(huán)境的二維信息，深度相機(jī)能夠獲取環(huán)境的三維信息。將激光雷達(dá)和深度相機(jī)的立體視覺(jué)融合，可以彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)。