[發(fā)明專利]一種機(jī)器人貼邊運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010466339.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111538338B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張斌;陳凱;李亮;張歲寒;羅新亮;廖國(guó)勇;王道鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙中聯(lián)重科環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 黃海波

本發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)器人貼邊運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括：第一傳感單元，用于水平采集機(jī)器人前方點(diǎn)云數(shù)據(jù)及墻壁或最近障礙物距離值；第二傳感單元，用于采集機(jī)器人右側(cè)墻壁或最近障礙物距離值；第三傳感單元，用于垂直采集機(jī)器人右前方45°的點(diǎn)云數(shù)據(jù)及最近障礙物距離值；工控機(jī)，用于根據(jù)所述第一傳感單元、第二傳感單元、第三傳感單元采集的數(shù)據(jù)發(fā)送控制指令使機(jī)器人按設(shè)定運(yùn)動(dòng)策略沿走廊貼邊運(yùn)動(dòng)，最終回到并停靠于起點(diǎn)位置。本發(fā)明無(wú)需操作人員進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域中人工進(jìn)行建圖或者采集先驗(yàn)數(shù)據(jù)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和操作風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，非常適用于傳染病醫(yī)院等危險(xiǎn)環(huán)境的自主作業(yè)，具有較高的商業(yè)推廣及市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人控制領(lǐng)域，特別地，涉及一種機(jī)器人貼邊運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

傳染病醫(yī)院平面布局的要求是“三區(qū)兩通道”，三區(qū)是指清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)，清潔區(qū)與污染區(qū)之間要有過(guò)渡區(qū)域。正中央豎直的通道是清潔醫(yī)護(hù)通道，兩側(cè)橫向的通道是一般醫(yī)護(hù)通道。醫(yī)護(hù)人員的生活辦公區(qū)位于潔凈區(qū)，進(jìn)入到半污染區(qū)的走廊，隨后進(jìn)入污染區(qū)病房對(duì)住院病人進(jìn)行醫(yī)治護(hù)理?；颊叩穆肪€是不會(huì)進(jìn)入到清潔區(qū)的。通過(guò)醫(yī)患分通道的分流設(shè)計(jì)，就能有效保障醫(yī)護(hù)人員衛(wèi)生安全，同時(shí)有效開(kāi)展醫(yī)療救治的工作。

因此，目前傳染病醫(yī)院的設(shè)計(jì)以長(zhǎng)廊為主，構(gòu)成回環(huán)形式，采用H型模塊可以像魚(yú)骨頭一樣不斷延長(zhǎng)增加，且污染區(qū)、潔凈區(qū)、半污染區(qū)劃分明顯。

現(xiàn)有室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)主流采用激光SLAM技術(shù)，采用激光SLAM技術(shù)進(jìn)行地圖構(gòu)建的方案必須有先驗(yàn)數(shù)據(jù)以做標(biāo)準(zhǔn)模板的方案，則需先由人工進(jìn)行建圖、采集先驗(yàn)數(shù)據(jù)，此項(xiàng)工作非常關(guān)鍵，直接關(guān)系到后續(xù)機(jī)器人的路徑規(guī)劃及運(yùn)動(dòng)控制。若建圖不成功或數(shù)據(jù)采集不完全，則必須重新建圖及采集數(shù)據(jù)，工作量大。面對(duì)傳染性強(qiáng)的疫情期間，若前期建圖人工參與度高，無(wú)異于提升了人員傳染的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，采用激光SLAM技術(shù)進(jìn)行地圖構(gòu)建，在長(zhǎng)走廊的場(chǎng)景中，由于特征點(diǎn)單一，容易出現(xiàn)漂移，導(dǎo)致系統(tǒng)魯棒性不強(qiáng)，對(duì)于局部凹凸障礙物檢測(cè)不完全，易做出誤判，導(dǎo)致最終建圖效果不好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一方面提供了一種機(jī)器人貼邊運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有激光SLAM技術(shù)在長(zhǎng)走廊場(chǎng)景中因前期建圖人工參與度高導(dǎo)致感染風(fēng)險(xiǎn)大、易做出誤判導(dǎo)致最終建圖效果不好的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種機(jī)器人貼邊運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：

第一傳感單元，用于水平采集機(jī)器人前方點(diǎn)云數(shù)據(jù)及墻壁或最近障礙物距離值；

第二傳感單元，用于采集機(jī)器人右側(cè)墻壁或最近障礙物距離值；

第三傳感單元，用于垂直采集機(jī)器人右前方45°的點(diǎn)云數(shù)據(jù)及最近障礙物距離值；

工控機(jī)，用于根據(jù)所述第一傳感單元、第二傳感單元、第三傳感單元采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)、墻壁或最近障礙物距離值發(fā)送控制指令使機(jī)器人按設(shè)定運(yùn)動(dòng)策略沿走廊貼邊運(yùn)動(dòng)，最終回到并?？坑谄瘘c(diǎn)位置。

進(jìn)一步地，所述第一傳感單元包括：以機(jī)器人行走方向?yàn)檩S線對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)超聲波雙探頭模組、兩個(gè)單點(diǎn)激光雷達(dá)、用于掃描前方水平180°范圍進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集的水平單線激光雷達(dá)；

所述第二傳感單元包括：以垂直機(jī)器人行走方向?yàn)檩S線對(duì)稱設(shè)置的兩超聲波雙探頭模組、兩單點(diǎn)激光雷達(dá)；

所述第三傳感單元包括：垂直單線激光雷達(dá)，安裝設(shè)置在所述機(jī)器人右前方45°，且其垂直掃描夾角涵蓋天花板至地面之間的墻面；

所述單點(diǎn)激光雷達(dá)的安裝高度離地3～8cm。

進(jìn)一步地，還包括：