[發(fā)明專利]一種集群機(jī)器人協(xié)同定位系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011490718.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN112731923B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫志宏;祖爽;張英杰;胡攀攀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢萬(wàn)集光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本發(fā)明公開了一種集群機(jī)器人協(xié)同定位系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：主機(jī)器人，用于構(gòu)建環(huán)境地圖及導(dǎo)航定位；與所述主機(jī)器人通信連接的從機(jī)器人，用于基于所述主機(jī)器人構(gòu)建的地圖以及所述主機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航定位；機(jī)器人控制模塊，用于處理主機(jī)器人和從機(jī)器人之間的定位數(shù)據(jù)和通信數(shù)據(jù)，完成由主機(jī)器人和從機(jī)器人構(gòu)建的集群機(jī)器人之間的協(xié)同操作。本發(fā)明通過(guò)少量的高精度激光雷達(dá)及少量的參照物，提供普通激光雷達(dá)同樣高精度的定位，有效降低自然導(dǎo)航機(jī)器人在集群機(jī)器人定位時(shí)的高成本問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)局部共享高精度雷達(dá)數(shù)據(jù)，提高普通雷達(dá)識(shí)別障礙物的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人定位技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種集群機(jī)器人協(xié)同定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著同時(shí)定位與建圖技術(shù)的發(fā)展，因激光雷達(dá)定位精度高、靈活多變等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的用于移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域，而面對(duì)愈發(fā)復(fù)雜的任務(wù)，單一機(jī)器人效率低，任務(wù)量小，不能滿足實(shí)際需求，機(jī)器人逐步呈現(xiàn)集群化發(fā)展趨勢(shì)。

多線激光雷達(dá)能夠同時(shí)發(fā)射接收多束激光簇，識(shí)別物體的高度并獲取周圍環(huán)境的3D掃描圖，通過(guò)實(shí)時(shí)得到的全局地圖與高精度地圖中的特征物進(jìn)行比對(duì)，相比較單線激光雷達(dá)僅可匹配地圖中的特征點(diǎn)。多線激光雷達(dá)定位精度更高，一直是高精度移動(dòng)機(jī)器人的首選，但因其高昂的成本，始終制約其全面應(yīng)用于集群機(jī)器人。

因此，如何低成本地提高集群機(jī)器人的整體定位精度成為問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本公開提供了一種集群機(jī)器人協(xié)同定位系統(tǒng)及方法，以解決集群機(jī)器人使用SLAM技術(shù)導(dǎo)航定位時(shí)的高成本問(wèn)題。

第一方面，本公開實(shí)施例提供了一種集群機(jī)器人協(xié)同定位系統(tǒng)，包括：

主機(jī)器人，用于構(gòu)建環(huán)境地圖及導(dǎo)航定位；

與所述主機(jī)器人通信連接的從機(jī)器人，用于基于所述主機(jī)器人構(gòu)建的地圖以及所述主機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航定位；

機(jī)器人控制模塊，用于處理主機(jī)器人和從機(jī)器人之間的定位數(shù)據(jù)和通信數(shù)據(jù)，完成由主機(jī)器人和從機(jī)器人構(gòu)建的集群機(jī)器人之間的協(xié)同操作；其中，

所述主機(jī)器人與所述從機(jī)器人之間的相對(duì)位置可實(shí)時(shí)結(jié)算，所述從機(jī)器人基于所述主機(jī)器人構(gòu)建的地圖實(shí)現(xiàn)低精度導(dǎo)航定位，所述從機(jī)器人通過(guò)所述主機(jī)器人的高精度位置進(jìn)行定位修正。

根據(jù)本公開實(shí)施例的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，主機(jī)器人通過(guò)配備的多線激光雷達(dá)掃描環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境地圖，所構(gòu)建環(huán)境地圖通過(guò)通訊模塊廣播發(fā)送至其余主機(jī)器人及從機(jī)器人；

導(dǎo)航過(guò)程中利用多線激光雷達(dá)掃描環(huán)境信息進(jìn)行地圖匹配，實(shí)現(xiàn)自身定位。

根據(jù)本公開實(shí)施例的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，從機(jī)器人通過(guò)通訊模塊接收主機(jī)器人所構(gòu)建的地圖；

導(dǎo)航過(guò)程中從機(jī)器人基于主機(jī)器人所構(gòu)建的環(huán)境地圖利用單線激光雷達(dá)掃描環(huán)境信息進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)粗定位。

根據(jù)本公開實(shí)施例的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，主機(jī)器人與從機(jī)器人相對(duì)位置通過(guò)解算獲取；

所述主機(jī)器人定位模塊設(shè)置有多線激光雷達(dá)、參照物本體以及根據(jù)需要設(shè)置的參照物識(shí)別模塊；

所述從機(jī)器人定位模塊設(shè)置有單線激光雷達(dá)以及根據(jù)需要設(shè)置的參照物識(shí)別模塊；

所述工作環(huán)境中根據(jù)參照物地圖類型布置相應(yīng)固定參照物；

主機(jī)器人構(gòu)建環(huán)境地圖過(guò)程中，利用參照物識(shí)別模塊識(shí)別與定位環(huán)境中的固定參照物，同步構(gòu)建參照物地圖，在導(dǎo)航過(guò)程中作為移動(dòng)式參照物，通過(guò)通訊模塊實(shí)時(shí)廣播自身位置；

從機(jī)器人通過(guò)通訊模塊接收移動(dòng)參照物的位置，通過(guò)參照物識(shí)別模塊識(shí)別并獲取周圍參照物的相對(duì)距離，通過(guò)控制模塊存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)更新參照物全局地圖，并將識(shí)別到的參照物間的相對(duì)關(guān)系與參照物地圖匹配，確定參照物的ID。