[发明专利]一种室内机器人导航系统及建图、定位和移动方法

说明书

本发明提供了一种室内机器人导航系统，包括电源模块、传感器模块、运动执行模块和控制模块；电源模块连接传感器模块、运动执行模块和控制模块控制模块连接传感器模块与运动执行模块；控制模块包括网络模块、定位模块和路径规划模块；网络模块连接定位模块和路径规划模块；定位模块包括数据融合单元、SLAM建图单元和AMCL定位单元；数据融合单元连接SLAM建图单元和AMCL单元；路径规划模块包括全局单元规划模块、局部规划单元和障碍物识别单元；运动执行模块包括双轮差速驱动结构和里程计。一种移动机器人建图、定位和移动方法，使用一种室内机器人导航系统。本发明的有益效果是：不需要对环境进行改造与标记，具有良好的环境适应性，并可实现灵活的避障。

技术领域

本发明涉及机器人导航领域，特别涉及一种室内机器人导航系统及建图、定位和移动方法。

背景技术

随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，我国室内自主移动机器人在物流、智能销售、导览等领域发展迅速，移动机器人大量地进入越来越复杂的应用场景，而传统的移动机器人的弊端也日益凸显。

传统移动机器人的导航方式往往依赖于对环境的改造标记：磁导航机器人，需要在地面上铺设大量的磁条；RFID导航机器人，需要将封装RFID标签的标记物埋入水泥地面中；二维码导航机器人，需要将二维码标签做防护处理后贴在需导航区域内的地面上，然后用机器人底部的摄像头识别。这些导航方式往往需要对环境进行或多或少的改造，并且行进路径固定、没有避障功能，因此一般只能用于工厂、仓储物流等相对简单、接受改造的环境，无法向商用场景推广。而基于激光SLAM技术的导航机器人，虽不需要对环境进行标记，并且实时避障强，但现有机器人导航系统大都停留在机器人自定位的阶段，仍然需要人工设定行走路径，不仅设置麻烦，而且路径有限，并且对未知和移动障碍物的避让能力有限，一般只能遇障停止而非找到新的最优路径进行绕行。

故市场亟需一种不需要对环境进行改造与标记，具有良好的环境适应性，并可实现灵活的避障的移动机器人导航系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种室内机器人导航系统，本发明的技术方案是这样实施的：

一种室内机器人导航系统，其特征在于，包括电源模块、传感器模块、运动执行模块和控制模块；所述电源模块连接所述传感器模块、所述运动执行模块和所述控制模块；所述控制模块连接所述传感器模块与所述运动执行模块；所述控制模块包括网络模块、定位模块和路径规划模块；所述网络模块连接所述定位模块和所述路径规划模块；所述定位模块包括数据融合单元、SLAM建图单元和AMCL定位单元；所述数据融合单元连接所述SLAM建图单元和所述AMCL单元；所述路径规划模块包括全局单元规划模块、局部规划单元和障碍物识别单元；所述传感器模块包括激光雷达、超声波测距装置和惯性导航元件；所述运动执行模块包括双轮差速驱动结构和里程计。

优选地，所述双轮差速驱动结构包括主动轮、万向轮、减速箱、电机和驱动器。

优选地，所述电源模块选自包括锂电池、铅蓄电池或者锰锌电池中的一种。

一种移动机器人建图方法，使用一种室内机器人导航系统，包括：SA-1：所述激光雷达扫描周围环境，产生周围环境激光扫描建图信息，并将所述周围环境激光扫描建图信息传输给所述定位模块；SA-2：所述里程计传输里程信息给所述定位模块；SA-3：所述定位模块使用所述SLAM建图单元进行环境栅格地图建立，产生所述环境栅格地图并传输给所述路径规划模块。