[發明專利]一種移動機器人的復合導航方法、裝置、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202210181806.X
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114413896A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 胡卉;童文杰
• 申請（專利權）人: 陜西弘毅正清智能科技有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20;G01S17/86;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種移動機器人的復合導航方法，其特征在于，包括：

獲取移動機器人的位姿信息、移動機器人所在環境的點云信息和移動機器人所在環境的圖像信息；

根據所述點云信息與所述位姿信息進行柵格化建圖，得到2d柵格地圖數據；

根據所述圖像信息，使用視覺識別算法進行路況識別，根據路況識別結果生成視覺控制方案；

根據所述2d柵格地圖數據、所述位姿信息和所述點云信息，利用改進的全局路徑規劃算法與局部路徑規劃算法生成激光雷達控制方案；

將所述視覺控制方案與所述激光雷達控制方案進行結合，或利用分級機制將所述視覺控制方案與所述激光雷達控制方案進行優先級排序，根據結合結果或排序結果輸出移動機器人控制指令，完成移動機器人的復合導航。

2.根據權利要求1所述的一種移動機器人的復合導航方法，其特征在于，所述移動機器人包括慣性傳感器、激光雷達傳感器、視覺傳感器和電機位置編碼器；

所述獲取移動機器人的位姿信息、移動機器人所在環境的點云信息和移動機器人所在環境的圖像信息，具體包括：

通過所述激光雷達傳感器獲取所述點云信息；

通過所述慣性傳感器與所述電機位置編碼器獲取所述位姿信息；

通過所述視覺傳感器獲取所述圖像信息。

3.根據權利要求1所述的一種移動機器人的復合導航方法，其特征在于，

利用柵格法，根據所述點云信息與所述位姿信息進行柵格化建圖，得到2d柵格地圖數據。

4.根據權利要求1所述的一種移動機器人的復合導航方法，其特征在于，所述根據所述圖像信息，使用視覺識別算法進行路況識別，根據路況識別結果生成視覺控制方案，具體包括：

將所述圖像信息輸入預先構建的路況識別模型中，輸出所述路況識別結果；所述預先構建的路況識別模型為利用以圖像信息為訓練樣本，對神經網絡模型進行訓練得到；

根據所述路況識別結果進行圖像優化，并通過設定的視覺運動控制邏輯，生成所述視覺控制方案。

5.根據權利要求1所述的一種移動機器人的復合導航方法，其特征在于，所述改進的全局路徑規劃算法為改進的人工勢場算法，所述改進的人工勢場算法為在原斥力勢場函數上增加了斥力和臨時目標點；

所述改進的人工勢場算法包括引力勢場函數、引力函數、斥力勢場函數和斥力函數和勢場合力函數；

所述引力勢場函數的表達式為：

所述引力函數的表達式為：

所述斥力勢場函數的表達式為：

所述斥力函數的表達式為：

所述的勢場合力函數為：

F(X)＝F_a(X)+F_ra(X)+F_rb(X)

其中，

公式中：k_a、k_r和ρ₀均為常數；ρ(X,X_g)為機器人坐標X到目標點X_g的歐式距離；ρ(X,X₀)為機器人坐標X到障礙物點X₀的歐式距離；表示求偏導；

在斥力函數中，F_ra(X)表達的斥力方向為：由障礙物指向X；

在斥力函數中，F_rb(X)表達的斥力方向為：由X指向X_g。

6.根據權利要求1所述的一種移動機器人的復合導航方法，其特征在于，所述根據所述2d柵格地圖數據、所述位姿信息和所述點云信息，利用改進的全局路徑規劃算法與局部路徑規劃算法生成激光雷達控制方案，具體包括：

將所述位姿信息、所述2d柵格地圖數據與所述點云信息載入所述改進的全局路徑規劃算法中，生成全局路徑；

將所述位姿信息、所述2d柵格地圖數據、所述點云信息與所述全局路徑載入所述局部路徑規劃算法中，生成激光雷達控制方案。