[发明专利]一种集群机器人协同定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种集群机器人协同定位系统及方法，该系统包括：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。本发明通过少量的高精度激光雷达及少量的参照物，提供普通激光雷达同样高精度的定位，有效降低自然导航机器人在集群机器人定位时的高成本问题，同时通过局部共享高精度雷达数据，提高普通雷达识别障碍物的能力。

技术领域

本发明涉及机器人定位技术领域，具体地，涉及一种集群机器人协同定位系统。

背景技术

随着同时定位与建图技术的发展，因激光雷达定位精度高、灵活多变等优点，被广泛的用于移动机器人领域，而面对愈发复杂的任务，单一机器人效率低，任务量小，不能满足实际需求，机器人逐步呈现集群化发展趋势。

多线激光雷达能够同时发射接收多束激光簇，识别物体的高度并获取周围环境的3D扫描图，通过实时得到的全局地图与高精度地图中的特征物进行比对，相比较单线激光雷达仅可匹配地图中的特征点。多线激光雷达定位精度更高，一直是高精度移动机器人的首选，但因其高昂的成本，始终制约其全面应用于集群机器人。

因此，如何低成本地提高集群机器人的整体定位精度成为问题。

发明内容

针对上述问题，本公开提供了一种集群机器人协同定位系统及方法，以解决集群机器人使用SLAM技术导航定位时的高成本问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种集群机器人协同定位系统，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。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，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。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，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。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，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。