[發(fā)明專利]基于IMU數(shù)據(jù)更新激光數(shù)據(jù)的方法和機(jī)器人

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010570141.2
• 申請日: 2020-06-21
• 公開（公告）號: CN111948673A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳卓標(biāo);周和文;黃惠保
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海市一微半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;G01C21/18;G01C21/16;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于IMU數(shù)據(jù)更新激光數(shù)據(jù)的方法和機(jī)器人，該方法包括以下步驟：S1：機(jī)器人的激光雷達(dá)獲取機(jī)器人周圍環(huán)境中障礙物的激光數(shù)據(jù)；S2：機(jī)器人進(jìn)行行走，機(jī)器人獲取設(shè)定時(shí)間內(nèi)的IMU數(shù)據(jù)；S3：機(jī)器人基于激光數(shù)據(jù)和IMU數(shù)據(jù)更新機(jī)器人移動后將要獲取的激光數(shù)據(jù)。機(jī)器人通過IMU數(shù)據(jù)和初始的激光數(shù)據(jù)更新機(jī)器人在后續(xù)運(yùn)動過程中將要獲取的激光數(shù)據(jù)，提高了機(jī)器人更新激光數(shù)據(jù)的速度和根據(jù)激光數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)的速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于IMU數(shù)據(jù)更新激光數(shù)據(jù)的方法和機(jī)器人。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)環(huán)境下，機(jī)器人為了使定位更加精準(zhǔn)都會采用激光雷達(dá)來作為定位和檢測模塊，但是一般使用的激光雷達(dá)，其幀率一般為每秒5轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)的傳輸較慢，在一些需要響應(yīng)快的場合顯然是不夠的，如：避障、脫困、沿邊等。如果采用幀率較高的激光雷達(dá)，雖然響應(yīng)速度較快，但是幀率較高的激光雷達(dá)價(jià)格比較高昂，會使機(jī)器人生產(chǎn)成本比較高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于IMU數(shù)據(jù)更新激光數(shù)據(jù)的方法和機(jī)器人，大大提高了機(jī)器人的響應(yīng)速度。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種基于IMU數(shù)據(jù)更新激光數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟：S1：機(jī)器人的激光雷達(dá)獲取機(jī)器人周圍環(huán)境中障礙物的激光數(shù)據(jù)；S2：機(jī)器人進(jìn)行行走，機(jī)器人獲取設(shè)定時(shí)間內(nèi)的IMU數(shù)據(jù)；S3：機(jī)器人基于激光數(shù)據(jù)和IMU數(shù)據(jù)更新機(jī)器人移動后將要獲取的激光數(shù)據(jù)。機(jī)器人通過IMU數(shù)據(jù)和初始的激光數(shù)據(jù)更新機(jī)器人在后續(xù)運(yùn)動過程中將要獲取的激光數(shù)據(jù)，提高了機(jī)器人更新激光數(shù)據(jù)的速度和根據(jù)激光數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)的速度。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方案中，步驟S1的具體步驟為：機(jī)器人的激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一圈，根據(jù)激光雷達(dá)的角分辨率將機(jī)器人周圍的環(huán)境信息等分為特定份數(shù)的激光數(shù)據(jù)。機(jī)器人將環(huán)境信息進(jìn)行均分，不僅獲取的數(shù)據(jù)全面，還方便機(jī)器人進(jìn)行計(jì)算。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方案中，所述激光雷達(dá)的角分辨率為1度，激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一圈獲取360份激光數(shù)據(jù)。低成本的激光雷達(dá)的角分辨率一般為1度，采用該激光雷達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取可以降低了機(jī)器人的生產(chǎn)成本，不影響機(jī)器人的計(jì)算結(jié)果。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方案中，步驟S2的具體步驟為：所述IMU至少包括陀螺儀和加速度計(jì)，機(jī)器人根據(jù)獲取到的陀螺儀的數(shù)據(jù)和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)確定設(shè)定時(shí)間內(nèi)機(jī)器人轉(zhuǎn)動的角度和行走的距離。IMU為機(jī)器人常用模塊，機(jī)器人不需額外增加功能模塊，生產(chǎn)成本降低。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方案中，步驟S3的具體步驟為：機(jī)器人以自身為原點(diǎn)建立第一坐標(biāo)系，根據(jù)激光數(shù)據(jù)計(jì)算出障礙物在第一坐標(biāo)系上的坐標(biāo)信息，機(jī)器人根據(jù)設(shè)定時(shí)間內(nèi)的IMU數(shù)據(jù)推算出機(jī)器人的相對運(yùn)動姿態(tài)，并獲取機(jī)器人移動后在第一坐標(biāo)系上的位置坐標(biāo)，機(jī)器人以位置坐標(biāo)作為原點(diǎn)建立第二坐標(biāo)系，根據(jù)障礙物在第一坐標(biāo)系上的坐標(biāo)信息計(jì)算出障礙物在第二坐標(biāo)系上的坐標(biāo)信息，根據(jù)障礙物在第二坐標(biāo)系上的坐標(biāo)信息更新機(jī)器人移動后將要獲取的激光數(shù)據(jù)。通過建立坐標(biāo)系的方法來采用IMU數(shù)據(jù)計(jì)算出機(jī)器人在后續(xù)過程中將要獲取的激光數(shù)據(jù)，機(jī)器人獲取激光數(shù)據(jù)的速度將由IMU的數(shù)據(jù)獲取和傳輸?shù)乃俣葋頉Q定，在提高激光數(shù)據(jù)獲取的速度的同時(shí)還不需要較高的費(fèi)用。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方案中，所述設(shè)定時(shí)間小于機(jī)器人接收兩幀激光數(shù)據(jù)之間的時(shí)間間隔。機(jī)器人只要接收到IMU數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行推算，計(jì)算速度快，提高機(jī)器人的響應(yīng)速度。

一種機(jī)器人，該機(jī)器人采用上述基于IMU數(shù)據(jù)更新激光數(shù)據(jù)的方法來獲取激光數(shù)據(jù)。機(jī)器人采用基于 IMU數(shù)據(jù)更新激光數(shù)據(jù)的方法來獲取激光數(shù)據(jù)，將會提高機(jī)器人針對不同環(huán)境的響應(yīng)速度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于IMU數(shù)據(jù)更新激光數(shù)據(jù)的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的機(jī)器人的第一坐標(biāo)系的示意圖；

圖3為本發(fā)明的機(jī)器人的第二坐標(biāo)系的示意圖。