[实用新型]基于毫米波雷达的机器人避障系统

说明书

本实用新型提供基于毫米波雷达的机器人避障系统，包括：1）毫米波雷达模块：采用在76至81GHz频段运行的、多发多收的MIMO天线和射频前端作为收发前端，所述毫米波雷达模块内包含信号处理芯片DSP及微处理器ARM，所述信号处理芯片DSP负责处理射频前端传输的数据，所述微处理器ARM将所述信号处理芯片DSP处理后的数据打包成数据协议发送给处理器，所述MIMO雷达传感器能同时探测多个障碍物的距离、速度及方位角；2）机器人移动底盘：用于移动机器人；3）处理器：所述处理器运行机器人系统，所述毫米波雷达模块与机器人移动底盘分别通过串口连接在处理器上，所述处理器对毫米波雷达模块探测的障碍物数据信息进行处理，进而进行空间构图。

技术领域

本发明属于机器人避障技术领域，尤其涉及毫米波雷达避障系统，具体是基于毫米波雷达的机器人避障系统及应用方法。

背景技术

随着人类社会生活方式的变革和科技的发展，机器人已经广泛走向多个领域，社会对机器人的需求越来越强烈。智能机器人，能够根据环境参数，建立模型，感知周围并做出判断，最终完成指令。其中，机器人避障是智能机器人一项基础关键技术，机器人避障技术的核心包括传感器的选择和算法的选择，一般来说，我们需要通过传感器给机器人提供周围环境信息，高精度及低成本的机器人避障传感器方案急需提出及解决。

不同的传感器有不同的特点，传统的机器人避障系统及其存在的问题是：传统机器人避障采用激光雷达传感器或超声波传感器；超声波传感器响应速度慢，且盲区较大导致经常漏检误检；激光雷达传感器成本高，对玻璃等透明材质物体难以检测。

机器人避障系统，要实现机器人的全局定位和导航，构建地图起到至关重要的作用，在76至81GHz频段运行的毫米波雷达传感器，距离精度可达到0.04m，能同时探测多个目标的距离、速度及方位信息，且成本较低，能很好的弥补现有机器人避障传感器的不足，帮助机器人构建环境地图和实现避障。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明的目的是，提供基于毫米波雷达的机器人避障系统，采用的毫米波雷达工作在76至81GHz频段，距离精度可达到0.04m，能同时探测多个目标的距离、速度及方位信息，且成本较低，能很好的弥补现有机器人避障传感器的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于毫米波雷达的机器人避障系统，包括：

1）毫米波雷达模块：采用在76至81GHz频段运行的、多发多收的MIMO天线和射频前端作为收发前端，所述毫米波雷达模块内包含信号处理芯片DSP及微处理器ARM，所述信号处理芯片DSP负责处理射频前端传输的数据，所述微处理器ARM将所述信号处理芯片DSP处理后的数据打包成数据协议发送给处理器，所述毫米波雷达模块能同时探测多个障碍物的距离、速度及方位角；

2）机器人移动底盘：用于移动机器人；

3）处理器：所述处理器运行机器人系统，所述毫米波雷达模块与机器人移动底盘分别通过串口连接在处理器上，处理器发送命令启动毫米波雷达模块和机器人移动底盘，毫米波雷达模块固定在机器人上，随着底盘移动；毫米波雷达模块移动过程中将障碍物信息通过串口发送到处理器上，所述处理器对毫米波雷达模块探测的障碍物数据信息进行处理，进而进行地图构建；此时，障碍物信息会保存在地图中，重新加载该地图，用命令使机器人在此地图上自主导航，整个机器人系统会实现自主避障。