[发明专利]一种机器人导航方法

说明书

一种机器人导航方法，属于机器人导航控制技术领域。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。本发明使得机器人在高精度综合导航上定位精度可达豪米级别，且消除了机器人运动累积误差。

技术领域

本发明属于机器人导航控制技术领域，特别涉及到工业机器人、服务机器人、送餐机器人等智能控制领域的一种机器人导航方法。

背景技术

导航与定位是移动机器人研究的两个重要问题。根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型、导航地域等因素的不同，机器人的导航方式可分为:基于环境信息的地图模型匹配导航；基于路标导航；基于视觉导航；基于传感器导航等。环境地图模型匹配导航是在机器人内部存储关于环境的完整信息，并在预先规划出的一条全局路线的基础上，采用路径跟踪和避障技术，实现机器人导航。一旦环境发生变化，则需要完善环境的整体信息，否则无法有效实现机器人导航。

另外，目前机器人导航只是单一传感器，或是简单几个传感器组合导航，导航精度不高，不适合导航精度要求高的场所。

发明专利申请CN109946732A公开了一种基于多传感器数据融合的无人车定位方法，该方法充分利用厘米级高精度地图、视觉和激光雷达传感器数据，在卫星定位信号被遮挡区域实现高精度定位。但该定位精度仅达到厘米级。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种机器人导航方法，导航精度高，消除了机器人运动累积误差。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供一种机器人导航方法，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。

作为优选，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。

作为优选，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。