[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

本發明特別涉及一種基于自定義地圖區域的導航機器人系統。該基于自定義地圖區域的導航機器人系統，包括機器人本體和遠程控制單元；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。該基于自定義地圖區域的導航機器人系統，架構簡單，實現成本低，不僅能夠完成對指定的未知區域地圖繪制和導航，而且通過使用二維地圖建模還能降低進一步內存占用率，節約運算成本，提高導航效率。

技術領域

本發明涉及智能機器人導航技術領域，特別涉及一種基于自定義地圖區域的導航機器人系統。

背景技術

當前，物流智能搬運機器人、掃地機器人等已在一些城市和家庭中實際應用，無人機、無人車等也在迅速推廣中，這些機器人之所以能快速進入應用階段，與自主定位導航技術的發展密不可分。甚至可以說，自主定位導航技術已經成為機器人產品的核心和焦點之一。

目前需要注意的是，自主導航機器人普遍采用三維地圖。三維地圖需要的精度更高，從而對于傳感器和控制單元的要求精確度更高，實現的成本也必然會過高。同時高精度地圖數據的融合繪制還需要更大運算能力的處理器，運行占用內存過高，無可避免的會出現導航效率低的問題。

基于上述問題，本發明提出了一種基于自定義地圖區域的導航機器人系統。

發明內容

本發明為了彌補現有技術的缺陷，提供了一種簡單高效的基于自定義地圖區域的導航機器人系統。

本發明是通過如下技術方案實現的：

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。

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。

所述超聲波單元用于獲取激光雷達和深度攝像頭(如玻璃、鏡子等)無法探測的障礙物信息，并將獲取信息傳輸至控制單元。

所述定位單元包括慣性測量單元和輪式里程計。

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。

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。

本發明基于自定義地圖區域的導航機器人系統，導航方法包括以下步驟：

S1、用戶通過遠程控制單元(遙控裝置)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；