一种机器人导航控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人导航控制方法及系统，涉及机器人控制领域。包括：步骤S1，采用定位装置获取机器人的实时位置信息；步骤S2，根据广基线图像、窄基线图像和实时位置信息处理获得导航地图；步骤S3，实时扫描获得扫描地图；包含若干障碍物；步骤S4，对障碍物进行测量得到障碍物高度信息，并标注得到障碍物地图；步骤S5，将障碍物地图与导航地图融合，建立地形测绘图；步骤S6，地形测绘图中的障碍物高度信息小于预先设置的障碍物阈值，则输出第一控制指令；不小于障碍物阈值，则输出第二控制指令；步骤S7，根据第一控制指令翻越障碍物；步骤S8，根据第二控制指令转向回避障碍物。具有以下有益效果：实现机器人的精确导航和有效回避障碍物。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人导航控制方法及系统
本专利技术涉及机器人控制领域，尤其涉及一种机器人导航控制方法及系统。
技术介绍
随着人工智能技术的发展，人们生活水平的提高，机器人的应用也越来越广泛，不仅在工业、农业、医疗、服务、智能家居等行业中得到广泛的应用。现有技术中，机器人导航大多采用摄像传感器探头进行相关图像采集，并对采集的相关图像进行分析处理以提供机器人进行导航，但是单单通过摄像传感器探头进行图像采集的后果是，采集的图像往往比较单一，在后续进行图像分析的过程中获得的位置精度低、导致机器人在导航时往往会出现定位出错或者机器人导航路线出现很大偏差。对于机器人而言，如何进行自动识别前进方向并当出现障碍物时进行适应性回避是业界难以有效处理的问题之一，本专利技术为了解决现有技术中的单一图像分析准确性较差的问题，提出了通过广基线立体相机、窄基线立体相机和全景雷达进行处理建立地形测绘图，机器人通过地形测绘图实现精确导航和有效回避障碍物。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，现提出一种机器人导航控制方法，所述机器人的头部上设置一广基线立体相机、一环境感知装置和一定位装置，包括以下步骤：步骤S1，采用所述定位装置获取所述机器人的实时位置信息；步骤S2，将所述广基线立体相机实时摄像得到的广基线图像和所述窄基线立体相机实时摄像得到的窄基线图像进行匹配，并根据匹配结果和所述实时位置信息处理获得一导航地图；步骤S3，所述环境感知装置实时扫描获得一扫描地图，所述扫描地图中包含若干障碍物；步骤S4，对所述扫描地图中的所述障碍物进行测量得到障碍物高度信息，并将所述障碍物高度信息标注到所述扫描地图中得到障碍物地图；步骤S5，将所述障碍物地图与所述导航地图融合，建立地形测绘图；步骤S6，将所述地形测绘图中的所述障碍物高度信息与预先设置的障碍物阈值进行比较：若所述障碍物高度信息小于所述障碍物阈值，则输出第一控制指令，转向步骤S7；若所述障碍物高度信息不小于所述障碍物阈值，则输出第二控制指令,转向步骤S8；步骤S7，根据所述第一控制指令，控制所述机器人翻越所述障碍物；步骤S8，根据所述第二控制指令，控制所述机器人转向回避所述障碍物。优选的，所述定位装置包括远程卫星定位单元和近场定位单元。优选的，所述环境感知装置包括全景相机和激光雷达，则所述步骤S2包括：步骤S21，所述全景相机对周围环境进行旋转分段扫描获得若干分段图像，同时所述激光雷达实时检测周围环境中的各所述障碍物；步骤S22，结合各所述障碍物对所述分段图像进行拼接获得包含各所述障碍物的所述扫描图像。优选的，所述步骤S4包括：步骤S41，对所述障碍物进行整体扫描，搜寻得到所述障碍物的最高点；步骤S42，对所述障碍物进行高度测量获得障碍物高度信息。优选的，所述步骤S7包括：步骤S71，根据所述障碍物高度信息调整所述机器人重心获得一机器人姿态；步骤S72，保持所述机器人姿态，根据所述第一控制指令翻越所述障碍物。一种机器人导航控制系统，应用于以上任意一项所述的机器人导航控制方法，包括：定位装置，用于获取所述机器人的实时位置信息；匹配模块，连接所述定位装置，用于将所述广基线立体相机实时摄像得到的立体距离图像和所述窄基线立体相机实时摄像得到的前方环境图像进行匹配，并根据匹配结果和所述实时位置信息处理获得一导航地图；扫描模块，用于采用环境感知装置实时扫描获得一扫描地图，所述扫描地图中包含若干障碍物；标注模块，连接所述扫描模块，用于对所述扫描地图中的所述障碍物进行测量得到障碍物高度信息，并将所述障碍物高度信息标注到所述扫描地图中得到障碍物地图；建立模块，连接所述匹配模块和所述标注模块，用于将所述障碍物地图与所述导航地图融合，建立地形测绘图；比较模块，连接所述建立模块，用于对将所述地形测绘图中的所述障碍物高度信息与预先设置的障碍物阈值进行比较，在所述障碍物高度信息小于所述障碍物阈值时，输出第一控制指令，以及在所述障碍物高度信息不小于所述障碍物阈值时，输出第二控制指令；第一执行模块，连接所述比较模块，用于根据所述第一控制指令，控制所述机器人翻越所述障碍物；第二执行模块，连接所述比较模块，用于根据所述第二控制指令，控制所述机器人转向回避所述障碍物。优选的，所述定位装置包括远程卫星定位单元和近场定位单元，近场定位单元进一步包括惯性测量模块和视觉里程计。优选的，所述环境感知装置包括全景相机和激光雷达，则所述扫描模块包括：分段单元，用于采用所述全景相机对周围环境进行旋转分段扫描获得若干分段图像，同时采用所述激光雷达实时检测周围环境中的各所述障碍物；拼接单元，连接所述分段单元，用于结合各所述障碍物对所述分段图像进行拼接获得包含各所述障碍物的所述扫描图像。优选的，所述标注模块包括：搜寻单元，用于对所述障碍物进行整体扫描，搜寻得到所述障碍物的最高点；测量单元，连接所述搜寻单元，用于对所述障碍物进行高度测量获得障碍物高度信息。优选的，所述第一执行模块包括：调整单元，用于根据所述障碍物高度信息调整所述机器人重心获得一机器人姿态；翻越单元，连接所述调整单元，用于保持所述机器人姿态，根据所述第一控制指令翻越所述障碍物。具有以下有益效果：本专利技术通过将广基线立体相机、窄基线立体相机、环境感知装置和定位装置进行结合建立地形测绘图，实现机器人的精确导航和有效回避障碍物。附图说明图1为本专利技术较佳的实施例中，一种机器人导航控制方法的流程示意图；图2为本专利技术较佳的实施例中，扫描图像获得的流程示意图；图3为本专利技术较佳的实施例中，障碍物图像获得的流程示意图；图4为本专利技术较佳的实施例中，机器人翻越障碍物的流程示意图；图5为本专利技术较佳的实施例中，一种机器人导航控制系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。本专利技术为了解决上述问题，现提出一种机器人导航控制方法，机器人的头部上设置一广基线立体相机、一窄基线立体相机、一环境感知装置和一定位装置，如图1所示，包括以下步骤：步骤S1，采用定位装置获取机器人的实时位置信息；步骤S2，将广基线立体相机实时摄像得到的广基线图像和窄基线立体相机实时摄像得到的窄基线图像进行匹配，并根据匹配结果和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人导航控制方法，其特征在于，所述机器人的头部上设置一广基线立体相机、一窄基线立体相机、一环境感知装置和一定位装置，包括以下步骤：/n步骤S1，采用所述定位装置获取所述机器人的实时位置信息；/n步骤S2，将所述广基线立体相机实时摄像得到的广基线图像和所述窄基线立体相机实时摄像得到的窄基线图像进行匹配，并根据匹配结果和所述实时位置信息处理获得一导航地图；/n步骤S3，所述环境感知装置实时扫描获得一扫描地图，所述扫描地图中包含若干障碍物；/n步骤S4，对所述扫描地图中的所述障碍物进行测量得到障碍物高度信息，并将所述障碍物高度信息标注到所述扫描地图中得到障碍物地图；/n步骤S5，将所述障碍物地图与所述导航地图融合，建立地形测绘图；/n步骤S6，将所述地形测绘图中的所述障碍物高度信息与预先设置的障碍物阈值进行比较：/n若所述障碍物高度信息小于所述障碍物阈值，则输出第一控制指令，转向步骤S7；/n若所述障碍物高度信息不小于所述障碍物阈值，则输出第二控制指令,转向步骤S8；/n步骤S7，根据所述第一控制指令，控制所述机器人翻越所述障碍物；/n步骤S8，根据所述第二控制指令，控制所述机器人转向回避所述障碍物。/n...

【技术特征摘要】
1.一种机器人导航控制方法，其特征在于，所述机器人的头部上设置一广基线立体相机、一窄基线立体相机、一环境感知装置和一定位装置，包括以下步骤：
步骤S1，采用所述定位装置获取所述机器人的实时位置信息；
步骤S2，将所述广基线立体相机实时摄像得到的广基线图像和所述窄基线立体相机实时摄像得到的窄基线图像进行匹配，并根据匹配结果和所述实时位置信息处理获得一导航地图；
步骤S3，所述环境感知装置实时扫描获得一扫描地图，所述扫描地图中包含若干障碍物；
步骤S4，对所述扫描地图中的所述障碍物进行测量得到障碍物高度信息，并将所述障碍物高度信息标注到所述扫描地图中得到障碍物地图；
步骤S5，将所述障碍物地图与所述导航地图融合，建立地形测绘图；
步骤S6，将所述地形测绘图中的所述障碍物高度信息与预先设置的障碍物阈值进行比较：
若所述障碍物高度信息小于所述障碍物阈值，则输出第一控制指令，转向步骤S7；
若所述障碍物高度信息不小于所述障碍物阈值，则输出第二控制指令,转向步骤S8；
步骤S7，根据所述第一控制指令，控制所述机器人翻越所述障碍物；
步骤S8，根据所述第二控制指令，控制所述机器人转向回避所述障碍物。


2.根据权利要求1所述的机器人导航控制方法，其特征在于，所述定位装置包括远程卫星定位单元和近场定位单元，所述近场定位单元包括惯性测量模块和视觉里程计。


3.根据权利要求1所述的机器人导航控制方法，其特征在于，所述环境感知装置包括全景相机和激光雷达，
则所述步骤S2包括：
步骤S21，所述全景相机对周围环境进行旋转分段扫描获得若干分段图像，同时所述激光雷达实时检测周围环境中的各所述障碍物；
步骤S22，结合各所述障碍物对所述分段图像进行拼接获得包含各所述障碍物的所述扫描图像。


4.根据权利要求1所述的机器人导航控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S41，对所述障碍物进行整体扫描，搜寻得到所述障碍物的最高点；
步骤S42，对所述障碍物进行高度测量获得障碍物高度信息。


5.根据权利要求1所述的机器人导航控制方法，其特征在于，所述步骤S7包括：
步骤S71，根据所述障碍物高度信息调整所述机器人重心获得一机器人姿态；
步骤S72，保持所述机器人姿态，根据所述第一控制指令翻越所述障碍物。


6.一种机器人导航控制系统，其特征在于，应用于如权利要求1至5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：史超，
申请(专利权)人：深圳国信泰富科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44