[发明专利]机器人系统及其户外建图导航方法

权利要求书

1.机器人系统，其特征在于：包括移动机器人、无人机系统以及控制中心，所述移动机器人与无人机系统均可与所述控制中心通讯，所述无人机系统可在所述移动机器人上停靠，所述无人机系统包括无人机本体、无人机定位模块以及视觉元件，所述移动机器人包括移动平台、机器人定位模块以及探测单元；所述移动机器人上设置有用于与无人机系统进行对接的对接单元，移动机器人与无人机系统之间设有用于辅助微调两者的相对位置的辅助对接系统；辅助对接系统包括由分散设置的多个独立的分散单元组成的分散单元组以及可与每个分散单元进行单独互动的独立单元，所述分散单元组与独立单元两者中其中之一安装在移动机器人上，另一个安装在无人机系统上；所述对接单元包括可相对分合的第一对接单元与第二对接单元；所述第一对接单元包括环状的对接凸缘，所述第二对接单元包括安装在移动机器人上的基座以及用于对对接凸缘进行圆心定位以及轴向定位的捕捉机构，所述捕捉机构可相对于所述基座升降；所述第一对接单元还包括第一接口，所述第二对接单元还包括第二接口；所述捕捉机构可相对于所述基座旋转，其旋转中心轴平行于其相对基座的升降方向；所述捕捉机构包括捕捉支架，所述捕捉支架上圆周阵列设置有至少三个可沿捕捉支架的径向同步平移的卡爪，所述卡爪包括滑动配合部、沿捕捉支架的轴向延伸的轴向延伸部以及沿捕捉支架的径向向外延伸的径向延伸部；卡爪的运动由驱动支架驱动；对应于每一个所述卡爪所述捕捉支架上均设置有一个驱动连杆，所述驱动连杆中部铰接在所述捕捉支架上，驱动连杆的一端连接卡爪，另一端连接驱动支架，初始状态下，所有卡爪聚拢在所述捕捉支架的中部，执行捕捉动作时，所述卡爪四向分散呈分散状态；所述驱动支架在主动支架的推动下在所述捕捉支架的轴向升降，且驱动支架与主动支架之间设置有弹性元件；主动支架上设有用于压住所述对接凸缘的压边凸缘；主动支架由设置在所述捕捉支架上的驱动装置驱动。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于：所述移动机器人上设置有一个或多个标记点。

3.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于：所述独立单元即为所述视觉元件，所述分散单元为二维码。

4.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于：所述独立单元与分散单元两者中其中之一为信号发射器，另一个为信号接收器。

5.根据权利要求4所述的机器人系统，其特征在于：所述信号发射器为红外灯，所述信号接收器为红外线感光元件。

6.基于权利要求1所述机器人系统的户外建图导航方法，其特征在于：其建图导航方法包括以下步骤：步骤一：控制中心控制无人机系统脱离所述移动机器人，无人机系统的视觉元件在空中对地面的环境进行RGB图像数据采集；当无人机系统完成采集任务或电量降低至某一阈值，控制中心控制无人机系统降落并与所述移动机器人对接；步骤二：无人机系统将采集的RGB图像数据传回至所述控制中心，所述控制中心对RGB图像数据进行特征提取、识别并进行地图构建；步骤三：控制中心根据更新后的地图结合移动机器人探测单元探测的环境信息进行自主避障导航。

7.根据权利要求6所述的机器人系统的户外建图导航方法，其特征在于：步骤一中控制中心控制无人机系统降落并与所述移动机器人对接的步骤包括：1）控制中心根据移动机器人与无人机系统的位置信息控制两者产生相对运动使无人机系统处于所述移动机器人的上空；2）无人机系统降落至一定高度，并在所述移动机器人的上方的一定范围内随机路径规划飞行；3）当某个分散单元与所述独立单元产生互动，则可初步确定无人机系统与移动机器人之间的相对位置信息，控制中心根据相对位置信息进行位置补偿，并根据位置补偿过程中分散单元与独立单元之间的互动不断确定两者的相对位置，直至无人机系统与移动机器人处于可对接的相对位置状态；4）移动机器人的对接单元与所述无人机系统进行对接。