[发明专利]一种基于复杂环境的UWB‑视觉交互的机器人巡航方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种基于复杂环境的UWB-视觉交互的机器人巡航方法及系统。

背景技术

服务机器人和传统的工业机器人相比，主要突出为以下几点：

环境复杂：服务机器人需要在人类环境中生存和完成任务，而人类环境和工业环境相比最大的特点就是动态、复杂，有随处走动的人类，也可能随时间的变化而发生局部的改变：

需要移动：大部分服务机器人都不像绝大多数的传统工业机器人一样固定在某个位置，而需要在整个环境中移动以完成任务，而且上一点中提到复杂的环境更是加大了移动的难度：

交互频繁：需要和人类近距离、大频率的交互：

任务复杂：任务本身比工业机器人面对的要复杂，加上环境的复杂性和可能需要和人类交互，更是加大了任务的难度。其中，移动是服务机器人大多数任务的基础，而环境的复杂性对移动又是一个巨大的挑战。

在现有的技术中，一般会使用各种传感器(声呐、激光、红外、摄像头等)来感知其周围环境，将感知的结果进行处理之后融合到一个全局的环境表示系统中去，得到对整个环境的认知，从而为后继的移动任务提供决策基础；另一方面，机器人也会使用传感器实时的检测结果来控制每一步的具体运动，从而能够面对动态变换的环境。在机器人领域，一般将第一个过程称为制图，将第二个过程称为导航，其中，制图中涉及到的地图表示对导航起着至关重要的影响。而导航中比较关键的就是定位、路径规划和实时运动控制。至于交互，在未来服务机器人发展中，一个简单便捷而又自然交互界面很有可能是一款服务机器人能否迅速为用户接受，成功打开市场的关键因素。

现在比较流行的同步定位和地图构建技术是SLAM算法，路径规划算法有A*、D*等算法。而单纯定位算法有很多，比如ZigBee定位、WiFi定位、UWB定位等；多机器人控制主要是网络化控制、分布式控制或者是操控系统。

目前，机器人技术在视觉上的应用是识别和定位；在导航上采用的是路径规划算法规划路径；或者是综合视觉定位和导航对机器人进行定位导航。但目前的基于视觉的定位导航需要大量的运算，不能简单快速地进行定位导航，误差比较大，而且在应用于多机器人上有很大的限制。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于复杂环境的UWB-视觉交互的机器人巡航方法及系统，解决了目前的应用于机器人上的基于视觉的定位导航需要大量的运算，不能简单快速地进行定位导航，误差比较大，而且在应用于多机器人上有很大的限制的技术问题。

本发明实施例提供的一种基于复杂环境的UWB-视觉交互的机器人巡航方法，包括：

机器人中央服务器模块、机器人、机器人UWB定位系统模块、无线通讯模块和深度摄像头模块，机器人UWB定位系统模块、无线通讯模块和深度摄像头模块设置于机器人上；

方法步骤包括：机器人中央服务器模块设置机器人的ID信息；

机器人中央服务器模块控制机器人进行巡航，并实时获取由机器人通过无线通讯模块返回的机器人UWB定位系统模块获取的定位信息和深度摄像头模块获取的环境信息；

机器人中央服务器模块根据定位信息和环境信息建立对应的立体环境地图；

机器人中央服务器模块根据立体环境地图规划机器人的巡航路径；

机器人根据机器人中央服务器模块发送的巡航路径进行巡航。

优选地，机器人中央服务器模块设置机器人的ID信息包括：

机器人中央服务器模块设置机器人的ID、机器人上的机器人UWB定位系统模块的ID标签及机器人行走的优先级。

优选地，定位信息包括空间三维坐标；

环境信息包括环境图像和环境图像深度信息，环境图像深度信息包括环境图像中物体到摄像头的距离。

优选地，机器人中央服务器模块根据定位信息和环境信息建立对应的立体环境地图具体包括：

机器人中央服务器模块根据空间三维坐标、环境图像和环境图像深度信息在三维地图中描绘并建立对应的立体环境地图。

优选地，机器人中央服务器模块根据立体环境地图规划机器人的巡航路径具体包括：

机器人中央服务器模块根据机器人的模型生成模型中心与障碍物间的安全距离圆，并根据安全距离圆的圆心和立体环境地图规划机器人的巡航路径。

优选地，机器人根据机器人中央服务器模块发送的巡航路径进行巡航具体包括：