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基于融合定位方法的室外机器人控制系统技术方案

技术编号:45426564 阅读:27 留言:0更新日期:2025-06-04 19:09
本发明专利技术公开了基于融合定位方法的室外机器人控制系统,包括定位导航模块、交互模块和执行模块,所述定位导航模块分别与交互模块和执行模块建立数据连接,交互模块与执行模块建立数据连接;本发明专利技术通过融合RTK、UWB和IMU单元,利用各单元协同工作,解决了交通隔离机器人在复杂城市道路环境中的连续精确定位问题;本发明专利技术提出通过定位信号衰减模型来判断机器所在的道路场景及实现对应较优定位方法的精准切换,实现了交通隔离机器人高精度定位;本发明专利技术通过将定位信号衰减地图与障碍物地图融合为双因子环境地图,生成一条既避开障碍物又考虑定位信号衰减因素的最优路径并导航,从而保证定位精度和导航的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人,具体为基于融合定位方法的室外机器人控制系统


技术介绍

1、随着科技的发展,移动机器人在智能交通领域的应用愈发广泛。在复杂交通环境下,城市道路呈现出复杂化、立体化的特点,涉及多种场景的切换,这对移动机器人的定位与导航提出了很高的要求。

2、目前已知的相关技术如申请号为cn116356739a的专利所提出的自移式交通隔离机器人、系统及其车道隔离方法,该专利涉及的交通隔离机器人使用惯性导航模块计算出的经纬度信息实现道路环境中的定位,并将位置信息与起点位置或目标终点进行比对来进行路径跟踪与导航。此种定位方法存在以下缺陷:其惯性导航模块通过测量加速度和角速度来推算位置变化,其定位误差会随着时间与行驶距离的增加而不断累积,使得定位精度逐渐降低,且在经过减速带、坑洼路面时会导致惯性导航模块测量数据发生偏差,进而影响定位精度。目前已知的相关技术如申请号为cn118089739a的专利所提出的一种基于rtk、uwb与ins的室内外定位系统与方法,该专利中提出了通过rtk的观测卫星数判断单元在室内还是在室外进而来选择不同的定位方法,因为rt本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于融合定位方法的室外机器人控制系统,包括定位导航模块(1)、交互模块(2)和执行模块(3),其特征在于:所述定位导航模块(1)分别与交互模块(2)和执行模块(3)建立数据连接,交互模块(2)与执行模块(3)建立数据连接。

2.根据权利要求1所述的基于融合定位方法的室外机器人控制系统,其特征在于:所述定位导航模块(1)包括定位子模块(11)、地图构建子模块(12)和决策与导航子模块(13)。

3.根据权利要求2所述的基于融合定位方法的室外机器人控制系统,其特征在于:所述定位子模块(11)包括RTK单元(111)、UWB单元(112)和IMU单元(113),RT...

【技术特征摘要】

1.基于融合定位方法的室外机器人控制系统,包括定位导航模块(1)、交互模块(2)和执行模块(3),其特征在于:所述定位导航模块(1)分别与交互模块(2)和执行模块(3)建立数据连接,交互模块(2)与执行模块(3)建立数据连接。

2.根据权利要求1所述的基于融合定位方法的室外机器人控制系统,其特征在于:所述定位导航模块(1)包括定位子模块(11)、地图构建子模块(12)和决策与导航子模块(13)。

3.根据权利要求2所述的基于融合定位方法的室外机器人控制系统,其特征在于:所述定位子模块(11)包括rtk单元(111)、uwb单元(112)和imu单元(113),rtk单元(111)通过无线网络与固定基站连接,接收差分信号,利用内置高精度算法解算,输出厘米级定位结果,uwb单元(112)作为定位标签,与多个uwb基站通信,获取精确距离信息,imu单元(113)集成多种传感器,实时提供机器人的加速度、角速度和磁力计测量值,在rtk信号受干扰或缺失时,与rtk、uwb进行组合定位;在定位子模块(11)中,包含imu数据处理公式,imu数据处理公式是基于imu单元(113)获取的加速度、角速度和磁力计测量值,通过梯形积分法进行处理得出机器人的位置信息,其计算公式如下:

4.根据权利要求2所述的基于融合定位方法的室外机器人控制系统,其特征在于:所述地图构建子模块(12)包括多线激光雷达单元(121)和双目视觉单元(122),多线激光雷达单元(121)用于帮助机器人感知周围环境,双目视觉单元(122)用于捕捉并处理立体图像信息,为构建定位信号衰减模型地图和优化定位方法主动切换策略提供关键数据,二者协同实现环境感知、障碍物识别和地图构建,地图构建子模块(12)中,定位信号衰减模型的环境感知部分的数据集为:

5.根据权利要求2所述的基于融合定位方法的室外机器人控制系统,其特征在于:所述决策与导航子模块(13)包括ros主控单元(131)和stm32主控单元(132),ros主控单元(131)作为上层决策中枢,用于整合多源传感器数据,通过定位信号能量公式评估不同路径上的定位信号强度,根据当前环境和目标位置进行路径规划,生成导航指令,stm32主控单元(132)作为底层执行核心,用于接收ros主控单元(131)的导航指令,转换为电机控制信号,驱动机器人按规划路径前进,并实时监测机...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐海黎蔡嘉俊童义竣邢强朱永飞张思维沈家合沈标
申请(专利权)人:南通大学
类型:发明
国别省市:

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