[發明專利]一種基于自定義地圖區域的導航機器人系統

在審

• 申請號: 202210755535.4
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115014357A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 李靜;馬辰;高明;王建華
• 申請（專利權）人: 山東新一代信息產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01S15/86;G01S15/89;G01S17/86;G01S17/89;B25J11/00
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 郗艷榮

1.一種基于自定義地圖區域的導航機器人系統，其特征在于：包括機器人本體和遠程控制單元；

其中，機器人本體包括：激光雷達、深度攝像頭、超聲波單元、定位單元、控制單元、機械單元和交互單元；

所述激光雷達、深度攝像頭和超聲波單元用于獲取障礙物信息，并將獲取信息傳輸至控制單元；

所述機械單元包括機器人驅動模塊，用于控制機器人的本體移動；

所述定位單元用于獲取機器人本體的位姿信息，并將獲取信息傳輸至控制單元；

所述控制單元是機器人的核心單元，用于根據機器人本體的位姿信息、機器人本體周圍的環境信息以及障礙物信息創建該區域的二維地圖，并且根據障礙物信息規劃避障路徑，最終將具體導航路徑發送給機械單元；

所述交互單元實現用戶與機器人的信息交互。

2.根據權利要求1所述的基于自定義地圖區域的導航機器人系統，其特征在于：所述激光雷達用于獲取障礙物的位置和激光雷達高度平面的尺寸信息，并將獲取信息傳輸至控制單元；

所述深度攝像頭用于獲取機器人本體周圍的環境信息，并將獲取信息傳輸至控制單元。

3.根據權利要求2所述的基于自定義地圖區域的導航機器人系統，其特征在于：所述超聲波單元用于獲取激光雷達和深度攝像頭無法探測的障礙物信息，并將獲取信息傳輸至控制單元。

4.根據權利要求1所述的基于自定義地圖區域的導航機器人系統，其特征在于：所述定位單元包括慣性測量單元和輪式里程計。

5.根據權利要求4所述的基于自定義地圖區域的導航機器人系統，其特征在于：所述慣性測量單元通過測量機器人的角速度和加速度實現對機器人的位置定位。

6.根據權利要求4所述的基于自定義地圖區域的導航機器人系統，其特征在于：所述輪式里程計通過測量機器人本體的轉動弧度實現對機器人的姿態定位。

7.根據權利要求1～6任意一項所述的基于自定義地圖區域的導航機器人系統，其特征在于：導航方法包括以下步驟：

S1、用戶通過遠程控制單元發出操作指令，操控機器人本體進入自定義地圖區域；

S2、用戶向機器人本體發送建圖指令，控制單元接收定位單元傳送的機器人本體位姿信息、激光雷達和超聲波單元傳送的障礙物信息和深度攝像頭傳送的環境信息，固定頻率采樣，創建指定區域的二維地圖，直至用戶控制機器人走完所有的自定義地圖區域，并確定保存地圖，就此完成二維地圖創建；

S3、行進過程中，控制單元根據激光雷達、深度攝像頭和超聲波單元實時反饋的機器人本體周圍的環境信息，約束機器人本體運動的軌跡，并將避障軌跡重新發送給機械單元；

S4、用戶通過交互單元監控機器人本體的導航過程，隨時操作暫停或中斷任務。

8.根據權利要求7所述的基于自定義地圖區域的導航機器人系統，其特征在于：所述步驟S3中，用戶在機器人本體的地圖管理系統內添加指定點位為目標點，下發給控制單元，通過控制單元計算最佳行走路徑，再下發給機械單元，控制機器人本體到達指定點位。