[实用新型]基于激光扫描与卡尔曼滤波技术的地图构建机器人

说明书

本实用新型公开了一种基于激光扫描与卡尔曼滤波技术的地图构建机器人，涉及机器人技术领域。机器人包括运动平台、控制主板、超声波传感器和360°激光扫描测距雷达，控制主板位于运动平台上，运动平台上设有驱动模块，驱动模块受控于所述控制主板；超声波传感器设有若干个，与所述控制主板双向连接，用于测量所述运动平台与障碍物的距离；360°激光扫描测距雷达位于所述运动平台上，与所述控制主板双向连接；所述控制主板用于根据所述超声波传感器感应的信息控制所述运动平台进行避障运动并根据所述360°激光扫描测距雷达测量的信息进行地图构建。所述机器人能够更完整地、精确地反映环境特征，并提高了机器人的工作效率。

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于激光扫描与卡尔曼滤波技术的地图构建机器人。

背景技术

现代建筑考虑美观等因素，办公楼、居室常常使用玻璃门窗做装饰，而现有的服务机器人大多使用红外传感器实现避障功能。红外传感器避障的机器人不能准确识别透明玻璃，进而需依靠压力传感器与透明玻璃的接触作用进而实现性接触避障，导致该机器人的工作效率低；并且该机器人在构建室内地图时，容易受玻璃墙窗，玻璃装饰等场地因素的影响，降低了地图构建系统的的真实性。

现有的移动机器人在地图构建方面，由于地形、光照等不确定性因素，通过传感器系统获得的外部信息往往数据误差大，并未能有效地处理数据，使机器人不能获取有效环境特征，导致了地图构建的不准确性、不全面性。现有的应用在地图构建领域的移动机器人大多数为各种各样的轮式机器人，相比履带式机器人，轮式机器人对于凹凸不平或者沙粒为主的环境的适应性很低，行走不方便，执行任务的效率大大降低；并且轮式机器人需要使用的驱动电机比履带式机器人多，成本相对较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种能更完整地、精确地反映环境特征，提高机器人的工作效率的基于激光扫描与卡尔曼滤波技术的地图构建机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种基于激光扫描与卡尔曼滤波技术的地图构建机器人，其特征在于：包括运动平台、控制主板、超声波传感器和360°激光扫描测距雷达，所述控制主板位于运动平台上，运动平台上设有驱动模块，所述驱动模块受控于所述控制主板，所述驱动模块用于驱动所述运动平台运动；所述超声波传感器设有若干个，呈弧状布置于所述运动平台上，与所述控制主板双向连接，用于测量所述运动平台与障碍物的距离；所述360°激光扫描测距雷达位于所述运动平台上，与所述控制主板双向连接，用于对机器人周围的障碍物信息进行采集；所述控制主板用于根据所述超声波传感器感应的信息控制所述运动平台进行避障运动并根据所述360°激光扫描测距雷达测量的信息进行地图构建。

进一步的技术方案在于：所述运动平台包括两副履带、四个齿型轮，两个齿型轮固定件，两个电机固定件，两个12V带减速电机，两个90°角码、两根横梁、下载板以及上载板；所述齿型轮分别设置在齿型轮固定件的两端且后端的齿型轮与所述齿型轮固定件可转动的连接；所述履带与齿型轮配合；所述两个12V带减速电机斜对角分布，通过电机固定件以螺纹连接的方式连接在齿型轮固定件上，所述电机的动力输出端与前侧的齿型轮固定连接；所述两根横梁均通过90°角码以螺纹连接的方式连接两边的齿型轮固定件；所述下载板设置在横梁的上方，下载板的通孔与横梁的通孔同轴配合；所述上载板通过支杆与下载板连接；所述控制主板通过电机驱动板控制所述电机动作。

进一步的技术方案在于：所述控制主板固定在所述下载板上。

进一步的技术方案在于：所述上载板的椭圆形状一端设置为朝向机器人的前方；所述超声波传感器共有五个，其中三个超声波传感器在上载板的扇形区均匀分布，其一朝向机器人的正前方，另外在上载板的左右方向分别设置两个超声波传感器，且位于该上载板边线的中间位置；所述360°激光扫描测距雷达设置在上载板的中心位置。

优选的，所述控制主板使用树莓派三代主板。