[发明专利]一种微小型机器人运动控制系统、方法、存储介质及终端

说明书

本发明公开了一种微小型机器人运动控制系统、方法、存储介质及终端，属于智能微小型机器人技术领域，系统包括视觉slam模块、微控制模块和自主导航避障模块，微控制模块和自主导航避障模块设于微小型机器人内部的模拟舱中；视觉slam模块输出端与微控制模块连接，用于获取微小型机器人的姿态信息、位置信息和障碍信息，视觉slam模块包括双目摄像头和九轴陀螺仪，双目摄像头设于微小型机器人正前方的俯仰机构中；自主导航避障模块与微控制模输出端块连接，用于根据姿态信息、位置信息和障碍信息建立地图，控制微小型机器人自动行驶。本发明能够使微小型机器人在未知环境和复杂地形行走，并能够精确地实现差速转弯控制和偏航矫正。

技术领域

本发明涉及智能微小型机器人技术领域，尤其涉及一种微小型机器人运动控制系统、方法、存储介质及终端。

背景技术

侦察微小型机器人作为一种专业性服务微小型机器人，其在空间探索、危险环境探查和取样、战场侦察、城市救灾、排爆、反恐防化等领域具有广泛的应用需求，是当前微小型机器人领域的研究热点之一。近些年，世界上各类自然灾害、恐怖袭击事件和高危行业重大事故频发，造成了大量的人员伤亡和财产损失。面对这些事件的应急救援，需要对现场进行全面探查充分了解现场环境，然后进行针对性部署。但在这一过程中，往往会遇到情况不明或具有高度危检的区域，贸然进入这些场合将有可能带来更大的人员伤亡，侦察微小型机器人则可代替人完成这些任务。操控人员只需在现场外围，通过无线遥控操作微小型机器人进入现场获取微小型机器人回传的现场视频和音频数据，从而完成探查任务。这样不仅保证了相关人员的安全性，更能提高救援工作效率。

侦察微小型机器人向微小型方向发展将成为侦察微小型机器人的一个重要趋势，相对于大中型微小型机器人，微小型机器人无法实现较为复杂的功能，如搭载机械臂进行抓取作业等，但其在狭小范围内执行侦察任务或在受监控区域隐蔽潜入等场合拥有较大的优势。微小型侦察微小型机器人可通过抛投、飞行等方式进入待侦察区域，操控人员远程遥控其执行侦察任务。微小型机器人运动控制系统很大程度上决定了微小型机器人的运动性能，目前现有的微小型侦察微小型机器人，必需由操控人员通过无线遥控器操控，微小型机器人才能行驶，缺少自主定位导航功能，且在台阶、碎石、暗巷、洞穴、隧道等多种复杂地形上无法正常行走。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术微小型机器人无法实现精确的差速转弯控制、偏航矫正、避障、自主定位导航等功能的问题，提供一种微小型机器人运动控制系统

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种微小型机器人运动控制系统，系统包括：视觉slam模块、微控制模块和自主导航避障模块，所述微控制模块和自主导航避障模块设于微小型机器人内部的模拟舱中。

具体地，视觉slam模块输出端与微控制模块连接，视觉slam模块包括双目摄像头和九轴陀螺仪，双目摄像头用于获取机器人的障碍信息和位置信息，双目摄像头设于微小型机器人正前方的俯仰机构中，九轴陀螺仪用于获取机器人的姿态信息。其中，姿态信息包括机器人的加速度、角速度、偏航角，障碍信息包括障碍物离机器人距离及障碍物的大小，位置信息表示机器人当前所处的位置。

具体地，自主导航避障模块与微控制模输出端块连接，根据视觉slam模块检测到的姿态信息、位置信息和障碍信息建立地图信息，并根据地图信息建立目的地与初始地之间的最短无障碍路径，控制机器人根据该路径自动行驶。

具体地，系统还包括运动控制模块，设于微小型机器人内部的模拟舱中，运动控制模块与微控制模块连接，用于控制机器人的行驶方向，包括前进、后退、转向等动作，根据视觉slam模块提供的转向角速度，控制机器人平滑转向，根据视觉slam模块提供的偏航角，保持直行状态下的行进方向，防止机器人偏航。

具体地，系统还包括电机管理模块，所述电机管理模块与微控制模块双向连接，电机管理模块包括霍尔传感器，用于采集电机的电流信息，通过控制电流的大小控制微小型机器人的行驶速度。