[發(fā)明專利]服務(wù)機器人的導(dǎo)航系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110354835.7
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113093749A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶震;趙懷林;周方波;陸升陽;李若楠
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種服務(wù)機器人的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括：傳感器、上位機和下位機，其中，

所述上位機為安裝ROS機器人操作系統(tǒng)的樹莓派，用于處理數(shù)據(jù)和生成控制命令；

所述下位機為基于Cortex-M3的搭建的機器人控制系統(tǒng)，用于底盤控制，電量監(jiān)測；所述上位機通過串口與下位機建立通信；

所述傳感器與上位機相連，用于采集信息數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)機器人的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括：分別與所述上位機連接的激光雷達、Kinect、里程計、加速度計、GPS定位模塊和IMU模塊。

3.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)機器人的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器采集的數(shù)據(jù)信息包括：里程計信息、定位信息、IMU信息、速度信息、點云信息、激光數(shù)據(jù)、深度信息和語音信息。

4.一種語音識別方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1～3任一項所述服務(wù)機器人的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括：

服務(wù)機器人通過Kinect麥克風(fēng)陣列采集語音信息；

采集到的語音信息通過預(yù)處理、加窗分幀及端點檢測進行預(yù)處理，得到預(yù)處理的語音信息；

利用小波變換從所述預(yù)處理的語音信息中提取特征參數(shù)；

應(yīng)用HMM模型識別提取到的特征參數(shù)，以輸出控制指令。

5.一種機器人定位和建圖方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1～3任一項所述服務(wù)機器人的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括：

基于多種傳感器采集的信息數(shù)據(jù)進行點云稀疏化和位姿初步估計；

基于點云稀疏化和位姿初步估計，并使用啟發(fā)式搜索定位結(jié)合子圖確認(rèn)當(dāng)前位姿，并將處理后的點云進行子圖構(gòu)建和柵格更新，最終構(gòu)建柵格地圖；

使用快速篩選法結(jié)合點云信息和外推位姿的方式查找匹配最好的子圖，完成所述柵格地圖的構(gòu)建。

6.如權(quán)利要求5所述的機器人定位和建圖方法，其特征在于，多種傳感器采集的信息數(shù)據(jù)包括：激光雷達獲取的激光點云信息、Kinect獲取的環(huán)境圖像信息、GPS獲取的定位信息、慣導(dǎo)模塊獲取的IMU信息和里程計獲取的里程計信息。

7.一種機器人路徑規(guī)劃方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1～3任一項所述服務(wù)機器人的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括：

將構(gòu)建的地圖進行柵格化處理，并進行障礙物膨脹以避免機器人的撞上障礙物，采用強化學(xué)習(xí)算法進行路徑規(guī)劃。