【技术实现步骤摘要】
一种腿足式智能星表探测机器人感知系统及其工作方法
本专利技术属于计算机视觉领域，具体涉及一种腿足式智能星表探测机器人感知系统及其工作方法，尤其适用于未知、复杂、非结构环境的感知、建图、定位与自主导航等后续深空探测任务需求。
技术介绍
巡视勘察是后续深空探测任务规划其中一项不可或缺的核心需求，具体涉及星表巡视、资源探测、勘探点样品收集、科学仪器投放、科学实验实施等工作，主要目标是尽可能扩大区域科学探测范围，重点解决复杂区域的可达性、操控的精细性及自主性。现有机器人感知系统存在以下问题与不足：配置多台套双目立体视觉相机协同观测，以满足近、中、远不同距离的三维建图要求，多台相机质量、功耗相对较大；机器人在轨导航控制模式均为地面遥操作为主，局部自主避障相结合，处理时间较长，尚不具备智能化、自主化；上述机器人均配置机械臂开展星表地形、材质等非接触勘察，但并未涉及机械臂执行样品采集与转移等精细化操作任务。为此，迫切需要对传统轮式机器人感知系统的方案配置进行技术改进与优化，着重突出集约化、轻量化、智...
【技术保护点】
1.一种腿足式智能星表探测机器人感知系统，其特征在于包括：三维激光传感器(1)、左目可见光相机(4)、右目可见光相机(3)、结构光测量相机(5)、惯性测量单元(2)、工控机(6)；/n三维激光传感器(1)固定安装在机器人前端桅杆顶部，用于实时采集以三维激光传感器(1)为中心的三维地形地貌数据，/n左目可见光相机(4)和右目可见光相机(3)共同构成双目立体视觉，二者均固定安装于机器人前端支架上，用于实时测量待采集样品相对于机械臂末端工具之间的三维位姿；/n结构光测量相机(5)固定安装于机器人前端正下方的安装支架上，用于实时检测机器人行进方向近距离区域内的障碍物及其位置变化，反...
【技术特征摘要】
1.一种腿足式智能星表探测机器人感知系统，其特征在于包括：三维激光传感器(1)、左目可见光相机(4)、右目可见光相机(3)、结构光测量相机(5)、惯性测量单元(2)、工控机(6)；
三维激光传感器(1)固定安装在机器人前端桅杆顶部，用于实时采集以三维激光传感器(1)为中心的三维地形地貌数据，
左目可见光相机(4)和右目可见光相机(3)共同构成双目立体视觉，二者均固定安装于机器人前端支架上，用于实时测量待采集样品相对于机械臂末端工具之间的三维位姿；
结构光测量相机(5)固定安装于机器人前端正下方的安装支架上，用于实时检测机器人行进方向近距离区域内的障碍物及其位置变化，反馈给机器人进行避障；
惯性测量单元(2)固定安装于机器人前端桅杆上，与三维激光传感器(1)固连在一起，保持与激光传感器(1)始终处于相同姿态，用于实时、精确估计三维激光传感器(1)随机器人运动过程中的运动姿态信息；
工控机固定安装于机器人本体上，能够为三维激光传感器(1)、左目可见光相机(4)、右目可见光相机(3)、结构光测量相机(5)、惯性测量单元(2)供电，并提供同步触发信号；工控机能够接收三维激光传感器(1)、结构光测量相机(5)、惯性测量单元(2)输出的原始数据，完成感知系统在线标定、地图构建、机器人定位、障碍物实时检测、路径规划；工控机能够接收来自于左目可见光相机(4)、右目可见光相机(3)的图像信息，完成双目立体视觉内外参标定、待采集样品质心三维坐标及其相对于左目可见光相机之间的瞬时空间位置姿态。
2.根据权利要求1所述的一种腿足式智能星表探测机器人感知系统，其特征在于：工控机(6)还能够独立实现与机械臂控制器、机器人运动控制器之间的遥控指令和遥测数据通信。
3.根据权利要求1所述的一种腿足式智能星表探测机器人感知系统，其特征在于：工控机(6)还能够根据接收三维激光传感器(1)、结构光测量相机(5)、惯性测量单元(2)输出的原始数据，还能够完成激光点云ICP配准与拼接、多层次语义拓扑地图构建、机器人定位、静和动态障碍物实时检测、基于机器人运动约束的路径寻优、轨迹跟踪等处理，为后续腿足式机器人运动控制器提供计算落脚点的可靠依据。
4.根据权利要求3所述的一种腿足式智能星表探测机器人感知系统，其特征在于：多层次语义拓扑地图，包含平面、2.5维、三维多种地图信息。
5.根据权利要求1所述的一种腿足式智能星表探测机器人感知系统，其特征在于：三维激光传感器(1)中心距地面高度约1.1m。
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭启蒙，肖涛，李德伦，陈磊，陈明，马超，周永辉，鲍聪聪，董娜，张运，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11
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