多传感器信息融合的智能机器人导航装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多传感器信息融合的智能机器人导航装置，所述导航装置包括：锚点，固定于路径上任一点；机器人，与所述锚点通信连接，并沿路径巡航；所述锚点通过超声波传感判断路径上的障碍物是否为动态障碍物，若是，则标记所述动态障碍物，并生成关于所述动态障碍物的第一运动信息，且发送至所述机器人；所述机器人根据所述第一运动信息标记所述动态障碍物，并通过自身监测生成关于所述动态障碍物的第二运动信息；当所述机器人进行避障路径规划时，以所述第一运动信息作为决策依据；当所述机器人进行紧急避险时，以所述第二运动信息作为决策依据，从而提高了机器人快速应对复杂动态环境的能力

【技术实现步骤摘要】
多传感器信息融合的智能机器人导航装置、方法以及介质


[0001]本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及一种多传感器信息融合的智能机器人导航装置
、
方法以及介质
。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的提高与科学技术的发展，机器人因其代替了一些重复性的劳动被广大消费者认可
。
机器人的应用范围很广，包括导览
、
讲解
、
运输
、
带路
、
安保
、
巡逻
、
监护等工作
。
不可避免地，机器人撞人
、
机器人跌落或是机器人撞击物体的事件时有发生，这给人们的生命财产安全带来极大的威胁
。
当前机器人多数为简单地检测机器人离障碍物的距离小于阈值后停止运动或是需要人工干预脱困，自主性较差，降低了服务机器人使用的效率
。
[0003]参考申请人的在先申请，专利号：
CN 112083730 A
，公开了一种融合多组传感器数据在复杂环境中避障的方法，上避障层通过深度摄像头和激光雷达进行避障，下避障层通过超声波和碰撞检测进行避障，相当于上避障层进行远距离避障判定，下避障层进行近距离避障判定，通过上下避障层的传感器数据进行融合，从而提高针对复杂环境进行避障决策的准确性
。
然而，仅通过传感器类型的堆砌，并不能进一步提高避障决策的速率和准确性，太多的信息类型反而会阻碍决策的速度，太多权重不同甚至彼此矛盾的信息只会影响决策的准确性，这在静态环境避障中并不明显，但在动态环境避障中尤为明显
。
例如，服务机器人在人流大的环境中，为了快速准确地决策，需要的不再是获取更加丰富的传感信息，而是过滤大部分不断变化，且不可预测的动态数据，迅速在多样化的传感信息类型中，选取对当前环境最有参考价值的数据类型，并稳定推进自己的巡航任务，避免机器人原地待机保安全的消极情况发生
。
[0004]因此，需要提供一种能够快速应对复杂动态环境的多传感器信息融合的智能机器人导航方法和装置
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能够快速应对复杂动态环境的多传感器信息融合的智能机器人导航方法和装置
。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供一种多传感器信息融合的智能机器人导航装置，所述导航装置包括：锚点，固定于路径上任一点；机器人，与所述锚点通信连接，并沿路径巡航；所述锚点通过超声波传感判断路径上的障碍物是否为动态障碍物，若是，则标记所述动态障碍物，并生成关于所述动态障碍物的第一运动信息，且发送至所述机器人；所述机器人根据所述第一运动信息标记所述动态障碍物，并通过自身监测生成关于所述动态障碍物的第二运动信息；
当所述机器人进行避障路径规划时，以所述第一运动信息作为决策依据；当所述机器人进行紧急避险时，以所述第二运动信息作为决策依据
。
[0007]更优地，多个所述锚点分别设置于机器人的巡航路径上，以每一锚点作为节点构建平面坐标系，所述锚点通过超声波传感判断机器人和动态障碍物相对锚点的位置坐标和运动速度；所述第一运动信息为所述动态障碍物在所述平面坐标系中的位置
、
运动方向和运动速率；当所述机器人进行避障路径规划时，所述机器人根据所述动态障碍物在所述平面坐标系中的位置和运动方向预判动态障碍物的运动路径，并调整自身的巡航路径；所述机器人根据所述动态障碍物的运动速率调整自身的运动速度
。
[0008]更优地，所述机器人包括：运动底座，执行路径巡航；下避障层，设于所述运动底座上，用于近距离监测障碍物，所述下避障层包括：第一处理单元和与所述第一处理单元相连的超声波模块；所述超声波模块监测所述动态障碍物，并生成第二运动信息，且发送至所述第一处理单元，所述第二运动信息包括所述动态障碍物相对所述机器人的距离；所述超声波模块监测到的所述动态障碍物相对所述机器人的距离记为
D
，所述机器人与所述动态障碍物的安全距离记为
A
，当满足关系式：
D
＜
A
时，所述第一处理单元发送紧急避险指令至所述运动底座，所述运动底座执行停止路径巡航的动作
。
[0009]更优地，所述下避障层还包括：碰撞检测模块，与所述第一处理单元相连，用于监测机器人是否与动态障碍物发生碰撞，若是，则发出警报
。
[0010]更优地，所述机器人还包括：上避障层，设于所述下避障层远离所述运动底座的一侧，所述上避障层包括：第二处理单元以及与所述第二处理单元相连的激光雷达模块；所述激光雷达模块扫描所述机器人周围的环境，并将扫描数据发送至所述第二处理单元；所述第二处理单元构建环境地图，且调用所述锚点构建的平面坐标系数据，并标记所述锚点在所述环境地图中对应所述平面坐标系的位置
。
[0011]更优地，所述激光雷达模块扫描路径上的障碍物，所述第二处理单元判断所述障碍物是否为动态障碍物，若是，则标记所述动态障碍物，并生成关于所述动态障碍物的第三运动信息，所述第三运动信息包括所述动态障碍物在所述环境地图中的位置
、
运动方向和运动速率；当所述机器人未处于所述锚点的有效监测范围内，且需要进行避障路径规划时，以所述第三运动信息作为决策依据
。
[0012]更优地，所述上避障层还包括：深度摄像模块，与所述激光雷达模块并排设置，并与所述第二处理单元相连，且用于采集所述机器人周围环境的图像，并将数据导入到地图中，用作环境地图中的物体贴图
。
[0013]更优地，当所述机器人处于所述锚点的有效检测范围内，且所述锚点发送所述第一运动信息至所述机器人时，所述第二处理单元调用所述第一运动信息，并对比所述第一运动信息和所述第三运动信息；当所述第一运动信息与所述第三运动信息的误差大于预设阈值时，以所述第一运动信息作为避障路径规划的第一决策依据，并通知用户排查误差原因；当所述第一运动信息与所述第三运动信息的误差小于预设阈值时，将发送所述第一运动信息的锚点标记为可靠锚点
。
[0014]一种多传感器信息融合的智能机器人导航方法，所述方法包括步骤：路径上任一点的锚点与机器人通信连接，并通过超声波传感判断路径上的障碍物是否为动态障碍物，若是，则标记所述动态障碍物，并生成关于所述动态障碍物的第一运动信息，且发送至所述机器人；所述机器人根据所述第一运动信息标记所述动态障碍物，并通过自身监测生成关于所述动态障碍物的第二运动信息；当所述机器人进行避障路径规划时，以所述第一运动信息作为决策依据；当所述机器人进行紧急避险时，以所述第二运动信息作为决策依据
。
[0015]一种计算机存储介质，用于计算机存储，所述计算机存储介质存储有一个或多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现所述的方法
。
[0016]本专利技术具有如下有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多传感器信息融合的智能机器人导航装置，其特征在于，所述导航装置包括：锚点，固定于路径上任一点；机器人，与所述锚点通信连接，并沿路径巡航；所述锚点通过超声波传感判断路径上的障碍物是否为动态障碍物，若是，则标记所述动态障碍物，并生成关于所述动态障碍物的第一运动信息，且发送至所述机器人；所述机器人根据所述第一运动信息标记所述动态障碍物，并通过自身监测生成关于所述动态障碍物的第二运动信息；当所述机器人进行避障路径规划时，以所述第一运动信息作为决策依据；当所述机器人进行紧急避险时，以所述第二运动信息作为决策依据
。2.
根据权利要求1所述的多传感器信息融合的智能机器人导航装置，其特征在于，多个所述锚点分别设置于机器人的巡航路径上，以每一锚点作为节点构建平面坐标系，所述锚点通过超声波传感判断机器人和动态障碍物相对锚点的位置坐标和运动速度；所述第一运动信息为所述动态障碍物在所述平面坐标系中的位置
、
运动方向和运动速率；当所述机器人进行避障路径规划时，所述机器人根据所述动态障碍物在所述平面坐标系中的位置和运动方向预判动态障碍物的运动路径，并调整自身的巡航路径；所述机器人根据所述动态障碍物的运动速率调整自身的运动速度
。3.
根据权利要求2所述的多传感器信息融合的智能机器人导航装置，其特征在于，所述机器人包括：运动底座，执行路径巡航；下避障层，设于所述运动底座上，用于近距离监测障碍物，所述下避障层包括：第一处理单元和与所述第一处理单元相连的超声波模块；所述超声波模块监测所述动态障碍物，并生成第二运动信息，且发送至所述第一处理单元，所述第二运动信息包括所述动态障碍物相对所述机器人的距离；所述超声波模块监测到的所述动态障碍物相对所述机器人的距离记为
D
，所述机器人与所述动态障碍物的安全距离记为
A
，当满足关系式：
D
＜
A
时，所述第一处理单元发送紧急避险指令至所述运动底座，所述运动底座执行停止路径巡航的动作
。4.
根据权利要求3所述的多传感器信息融合的智能机器人导航装置，其特征在于，所述下避障层还包括：碰撞检测模块，与所述第一处理单元相连，用于监测机器人是否与动态障碍物发生碰撞，若是，则发出警报
。5.
根据权利要求3所述的多传感器信息融合的智能机器人导航装置，其特征在于，所述机器人还包括：上避障层，设于所述下避障层远离所述运动底座的一侧，所述上避障层包括：第二处理单...

【专利技术属性】
技术研发人员：林森，韦文丰，李忠庄，许维潇，于放，
申请(专利权)人：双擎科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：