[发明专利]一种机器人导航方法

权利要求书

1.一种机器人导航方法，其特征在于，应用于在底盘设置配有旋转编码器的驱动轮、九轴传感器和激光导航模块，以及在头部设置视觉导航模块的机器人，方法包括：

步骤S01,获取驱动轮和旋转编码器信息，计算机器人里程；

步骤S02,获取九轴传感器采集信息，基于融合算法计算机器人的偏航角Z、横滚角X和俯仰角Y；

步骤S03,获取激光导航模块扫描信息，定位机器人的平面位置；

步骤S04,基于机器人里程、偏航角Z、横滚角X、俯仰角Y和激光导航模块的扫描结果，提取机器人周围信息并生成二维地图；

步骤S05,获取视觉导航模块的图像信息，提取机器人在空间中所处的位置、方向和环境信息，建立环境模型；

步骤S06,基于二维地图和环境模型，生成全景空间地图。

2.根据权利要求1所述的一种机器人导航方法，其特征在于，所述步骤S01具体包括：

步骤S11,获取驱动轮和旋转编码器信息，计算机器人的左轮速度v_l和右轮速度v_r；

步骤S12,根据机器人的左轮速度v_l和右轮速度v_r，依据公式计算机器人前进速度v，并依据公式计算机器人绕圆心运动的角速度w；

步骤S13，根据机器人前进速度v和机器人绕圆心运动的角速度，依据公式计算机器人圆弧运动的半径。

3.根据权利要求2所述的一种机器人导航方法，其特征在于，所述旋转编码器信息包括左轮旋转圈数、右轮旋转圈数；所述驱动轮信息包括左轮周长、右轮周长；依据左轮旋转圈数和左轮周长计算所述左轮速度v_l，依据右轮旋转圈数和右轮周长计算所述右轮速度v_r。

4.根据权利要求1所述的一种机器人导航方法，其特征在于，所述九轴传感器包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计。

5.根据权利要求1所述的一种机器人导航方法，其特征在于，所述步骤S03具体包括：激光导航模块通过其内的旋转机构带动激光雷达360度扫描外围环境；每次扫描获得光脉冲从发射到反射回的传播时间，根据传播时间确定扫描距离，进而定位机器人的平面位置。

6.根据权利要求1所述的一种机器人导航方法，其特征在于，所述步骤S04具体包括：

步骤S41，将机器人里程、偏航角Z、横滚角X、俯仰角Y和激光导航模块的扫描结果基于融合算法融合，更新机器人位置状态，收敛误差；

步骤S42，提取机器人周围信息并生成二维地图。

7.根据权利要求1所述的一种机器人导航方法，其特征在于，所述步骤S05具体包括：

步骤S51，利用视觉导航模块捕捉图像信息，以获取机器人在空间所处的位置、方向和环境信息；

步骤S52，利用图像算法对机器人在空间所处的位置、方向和环境信息进行处理，建立环境模型。

8.根据权利要求1所述的一种机器人导航方法，其特征在于，所述步骤S06具体包括：

步骤S61，将里程参数、机器人姿态参数、二维地图参数、环境模型参数组成空间信息；

步骤S62，采用竞争性自适应重加权算法CARS，通过自适应重加权采样ARS技术，选择出PLS模型中回归系数绝对值大的波长点，去掉权重小的波长点；

步骤S63，用交互验证选出RMSECV指最低的子集，寻出最优参数组合，计算机器人所在环境中的精确坐标。

9.根据权利要求8所述的一种机器人导航方法，其特征在于，所述步骤S63还包括：在机器人运行过程中，根据加权算法计算机器人所处位置与实际位置的偏差，根据运动轨迹修正算法，修正偏差，进而获得机器人所在环境中的精确坐标。