[发明专利]清粪机器人智能导航方法、装置、系统、介质和设备

说明书

本发明公开了一种清粪机器人智能导航方法、装置、系统、介质和设备，包括获取清粪机器人上设置的激光雷达和姿态传感器检测到的数据；根据激光雷达和姿态传感器检测到的数据，进行外部环境占据格栅地图的构建；根据激光雷达和姿态传感器检测到的数据，在已构建的地图基础上，对清粪机器人进行自主定位和位姿跟踪；在完成地图构建以及定位和跟踪后，对清粪机器人进行全局路径规划；控制机器人按照规划后的最佳路径进行清粪工作。本发明实现清粪机器人导航时，具有环境地图构建、自主定位、路径规划一系列完整的智能导航功能，能够完全实现无人自动化作业，即提高了清粪效率，同时也节省了人工成本。

技术领域

本发明属于畜禽养殖装备自动化技术领域，特别涉及一种清粪机器人智能导航方法、装置、系统、介质和设备。

背景技术

中国是农业大国，畜牧养殖对于中国农业以及中国经济发展发展至关重要。传统畜牧养殖资源转化率和科技含量低，以至于面对疾病风险、环境卫生风险以及市场风险的能力较弱。近年来的非洲猪瘟蔓延至全球，对我国肉猪养殖行业产生了巨大的影响，2020年2月发布的中央一号文件指出需加快恢复生猪生产以及强化科技支撑作用，由此可见我国对于智能农场的需求十分强烈。

粪便的清理是畜牧养殖业中一项较为麻烦的问题，畜牧粪便难以清理且含有较多有害物质及病菌，若不及时清理会污染畜牧养殖环境进而出现一系列疾病卫生问题。传统养殖业均采用人工清粪的方式，劳动量大且疾病风险大，相比传统养殖，规模化养殖大多采用自动刮粪机械的方式，但是这种方式前期成本大且难以维护。作为无人化农场中的重要机械，清粪机器人对于畜牧养殖卫生以及疾病防控非常重要，但是市面上大多数清粪机器人均还是要人工进行控制，并没有一套完整的智能导航系统，不能实现真正的无人化操作。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种清粪机器人智能导航方法，基于该方法清粪机器人能够实现完全无人自动化作业，即提高了清粪效率，同时也节省了人工成本。

本发明的第二目的在于提供一种清粪机器人智能导航装置。

本发明的第三目的在于提供一种清粪机器人智能导航系统。

本发明的第四目的在于提供一种存储介质。

本发明的第五目的在于提供一种计算设备。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种清粪机器人智能导航方法，所述方法包括：

获取清粪机器人上设置的激光雷达和姿态传感器检测到的数据；

根据激光雷达和姿态传感器检测到的数据，进行外部环境占据格栅地图的构建；

根据激光雷达和姿态传感器检测到的数据，在已构建的地图基础上，对清粪机器人进行自主定位和位姿跟踪；

在完成地图构建以及定位和跟踪后，对清粪机器人进行全局路径规划；

控制机器人按照规划后的最佳路径进行清粪工作。

优选的，所述方法还包括：在控制清粪机器人按照规划后的最佳路径进行清粪工作的过程中，基于动态环境地图，采用DWA动态窗口法，控制清粪机器人进行静态和动态的避障操作。

优选的，根据激光雷达和姿态传感器检测到的信号，基于Gmapping算法进行外部环境占据格栅地图构建，具体过程如下：

获取激光雷达测量的激光数据和清粪机器人移动平台运行的里程计数据；

结合上一个时刻随机粒子分布状态和机器人移动平台运行的里程计数据估计当前时刻随机粒子的状态分布；

结合激光雷达测量数据，采用扫描匹配算法计算出各个粒子所占权重值；

根据各个粒子所占权重值，选择权重最大的粒子来估计清粪机器人移动平台的真实位姿；