[发明专利]机器人系统及其户外建图导航方法

说明书

本发明公开了一种机器人系统及其户外建图导航方法，机器人系统包括移动机器人、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与所述控制中心有线或无线连接，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。无人机系统采集的RGB图像数据用于辅助构建地图，控制中心根据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；基于本发明机器人系统的户外建图导航方法可实现机器人的自动导航，算法简单，建图较为精确。

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，特别是涉及一种机器人系统及其户外建图导航方法。

背景技术

当前智能机器人领域蓬勃发展，各种用途的智能机器人层出不穷，机器人自动建图导航技术是机器人领域的核心技术，目前的主流解决方案是依靠激光雷达、景深相机、超声波探测器等传感器进行环境探测与导航，每种传感器均有其优缺点，因此大部分需要多种传感器组合使用，成本很高且一般只适合室内使用，当使用范围拓展到户外，由于户外环境特征比户内复杂得多，其建图的难度与成本与室内导航相比不在一个数量级，包括目前很多主流汽车厂商的无人车项目也在此技术上卡壳，要找到技术与成本的平衡点及其重要。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种通过无人机系统辅助移动机器人建图的机器人系统及其户外建图导航方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的机器人系统，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。

进一步地，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。

进一步地，所述移动机器人上设置有一个或多个标记点。

进一步地，所述独立单元即为所述视觉元件，所述分散单元为二维码。

进一步地，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。

进一步地，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。

基于上述机器人系统的户外建图导航方法，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。

进一步地，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；