[发明专利]一种集中式多护理床路径规划和实时避障系统

权利要求书

1.一种集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，包括主控系统及与主控系统分别连接的多个护理床移动系统，所述主控系统包括路径规划与避障子系统，各护理床移动系统包括多个可移动护理床，每个可移动护理床设有用以采集可移动护理床的位置信息、环境信息的传感器组件，所述主控系统进行任务调度分配与程序计算处理，所述护理床移动系统接收处理后的指令来执行任务，所述传感器组件将采集的信息发送至所述路径规划与避障子系统中进行路径规划，所述路径规划与避障子系统根据实时可移动护理床的位置信息、环境信息更新路径信息，反馈控制信号至可移动护理床系统进行避障。

2.根据权利要求1所述的集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，所述传感器组件包括：

激光雷达，用以探测可移动护理床所处周围环境信息，并建立环境地图；

IMU惯性测量单元，用以在可移动护理床移动过程中获取护理床姿态变化信息；

里程计，用以获取可移动护理床行进的位移；

摄像头，用以捕获可移动护理床的环境视频信息，并实时传输视频流信息至主控系统；

工控机，用以与主控系统进行通讯，接收主控系统的任务调度和路径规划，并接收各传感器采集的信息，将各信息发送至主控系统。

3.根据权利要求2所述的集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，所述路径规划与避障子系统包括用以处理传感器组件中各传感器设备采集的信息的数据处理模块，以及用以将处理后的地图进行可视化展示的地图服务器。

4.根据权利要求3所述的集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，所述路径规划与避障系统的工作流程包括下列步骤：

1)系统初始化；

2)接收并处理激光雷达、IMU惯性测量单元、里程计、摄像头采集的信息，建立栅格地图并导入地图服务器；

3)所述地图服务器可视化展示可移动护理床所处环境地图信息，并将环境地图信息发送至各护理床移动系统中；

4)各护理床移动系统感知自身在地图服务器的位置坐标；

5)当各护理床移动系统需要完成不同的任务时，路径规划与避障系统将对多个可移动护理床进行路径规划，在按照规划路径行进的过程中，路径规划与避障系统根据各传感器采集的实时路况信息更新路径变化，可移动护理床根据规划路径，避开前方出现的障碍物，最终完成目标任务，并将信息反馈至路径规划与避障系统。

5.根据权利要求2所述的集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，所述传感器组件还包括用以检测可移动护理床的被护理人员的生理参数的病患生理参数检测模块，所述病患生理参数检测模块与工控机连接。

6.根据权利要求5所述的集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，所述主控系统还包括用以对实时监测的被护理人员的基本身体状况进行预警的预警系统，所述预警系统与工控机连接。

7.根据权利要求2所述的集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，所述主控系统的任务调度根据病情、医嘱、病人的意愿、路况因素，通过自研的调度算法实现，所述主控系统的路径规划通过改进后的A*算法实现。

8.根据权利要求2所述的集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，所述护理床移动系统采用动态窗口DWA算法实现避障。

9.根据权利要求2所述的集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，所述激光雷达采集的周围环境信息包括可移动护理床位置坐标的变化和周围障碍物的空间位置。

10.根据权利要求2所述的集中式多护理床路径规划和实时避障系统，其特征在于，所述IMU惯性测量单元将可移动护理床的姿态变化信息传递至工控机上，通过运动学模型解运算出可移动护理床在行进路径上的角速度变化以及最终指向的方向。