[发明专利]一种集群机器人协同定位系统及方法

权利要求书

1.一种集群机器人协同定位系统，其特征在于，包括：

主机器人，用于构建环境地图及导航定位；

与所述主机器人通信连接的从机器人，用于基于所述主机器人构建的地图以及所述主机器人进行导航定位；

机器人控制模块，用于处理主机器人和从机器人之间的定位数据和通信数据，完成由主机器人和从机器人构建的集群机器人之间的协同操作；其中，

所述主机器人与所述从机器人之间的相对位置可实时结算，所述从机器人基于所述主机器人构建的地图实现低精度导航定位，所述从机器人通过所述主机器人的高精度位置进行定位修正。

2.根据权利要求1所述的协同定位系统，其特征在于：

主机器人通过配备的多线激光雷达扫描环境信息构建环境地图，所构建环境地图通过通讯模块广播发送至其余主机器人及从机器人；

导航过程中利用多线激光雷达扫描环境信息进行地图匹配，实现自身定位。

3.根据权利要求1所述的协同定位系统，其特征在于：

从机器人通过通讯模块接收主机器人所构建的地图；

导航过程中从机器人基于主机器人所构建的环境地图利用单线激光雷达扫描环境信息进行匹配，实现粗定位。

4.根据权利要求1所述的协同定位系统，其特征在于：

主机器人与从机器人相对位置通过解算获取；

所述主机器人定位模块设置有多线激光雷达、参照物本体以及根据需要设置的参照物识别模块；

所述从机器人定位模块设置有单线激光雷达以及根据需要设置的参照物识别模块；

所述工作环境中根据参照物地图类型布置相应固定参照物；

主机器人构建环境地图过程中，利用参照物识别模块识别与定位环境中的固定参照物，同步构建参照物地图，在导航过程中作为移动式参照物，通过通讯模块实时广播自身位置；

从机器人通过通讯模块接收移动参照物的位置，通过参照物识别模块识别并获取周围参照物的相对距离，通过控制模块存储并实时更新参照物全局地图，并将识别到的参照物间的相对关系与参照物地图匹配，确定参照物的ID。

5.根据权利要求1-4所述的协同定位系统，其特征在于：

工作环境视参照物地图类型在机器人高精度定位需求区域附近布置一个或多个参照物。

6.根据权利要求5所述的协同定位系统，其特征在于：

主机器人所搭载多线雷达数据通过通讯模块发送至附近从机器人，以减少从机器人障碍物识别盲区。

7.一种集群机器人协同定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

主机器人通过多线激光雷达扫描环境，构建环境地图的同时构建参照物地图，依据主机所构建环境地图的全局坐标系，通过获取环境中各个固定参照物的相对位置信息，完成参照物地图的构建；

完成地图构建的主机器人将环境地图发送至其余主机器人及从机器人，其余主机器人接收并存储地图，用于后续导航定位；

将参照物地图发送至从机器人，以便于所述从机器人基于所述参照物地图进行位姿修正；

主机器人利用本体多线激光雷达扫描环境匹配环境地图，进行导航定位，获取初始位姿后，通过通讯模块开始实时广播机器人本体所搭载参照物坐标；

从机器人基于主机器人多线激光雷达所构建的环境地图，利用单线激光雷达环境扫描数据匹配地图实现粗定位；

从机器人基于主机器人位姿进行修正，当从机器人单线激光雷达当前帧识别参照物数量达到3个及以上，通过三边定位计算当前位姿，实现位姿修正；

从机器人通过融合主机器人多线雷达数据进行避障，弥补单线激光雷达扫描障碍物的劣势。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述环境地图包括但不仅限于点云概率地图、语义地图、拓扑地图、特征点地图；所述参照物地图类型包括但不仅限于UWB、靶标、二维码。