[实用新型]一种用于室内移动机器人自主定位建图的一体化传感器

说明书

本实用新型公开了一种用于室内移动机器人自主定位建图的一体化传感器。该一体化传感器包括布置单线激光雷达模块的顶部，顶部的侧面设置有激光发射孔和激光接收孔；与顶部相连且位于顶部的下方的底座，底座内部设置有控制芯片、多种传感器和无线通信模块；控制芯片分别与激光雷达模块、多种传感器、无线通信模块电连接并进行数据信号和指令的传输；顶部可相对于底座以顶部的中心轴为中心进行360度的旋转。本实用新型实施例提供的一体化传感器集成了嵌入式处理器和多个传感器，减小了设备体积和功耗并增强了运行的稳定性；不依赖其他信息输入如车轮编码器的里程计数据，能够简单方便地应用在多种室内移动机器人上，实现自主定位建图功能。

技术领域

本实用新型涉及移动机器人的技术领域，特别是涉及一种用于室内移动机器人自主定位建图的一体化传感器。

背景技术

移动机器人在所处环境中自主地移动是其智能化程度考核的重要指标，因此，有关机器人自主定位导航技术一直是机器人领域的研究热点。机器人自主定位导航技术的基础是同步定位与地图构建，即SLAM(Simultaneous Localization And Mapping).

目前，室内移动机器人多采用电脑或工控机等作为主控单元，结合2D激光雷达、车轮编码器和惯性测量单元等传感器来实现SLAM功能。电脑或工控机等设备存在硬件体积较大且成本及功耗较高的缺陷；进一步地，现有移动机器人采用的多种传感器分布位置过于分散，致使机器人结构设计及电器布线复杂。这些缺陷不仅严重地影响了室内移动机器人的小型化、轻量化的进程，而且阻碍了机器人的大范围推广和应用。

实用新型内容

针对上述问题和缺陷，本实用新型实施例提出一种轻小型、低功耗的，用于室内移动机器人定位与建图的一体化传感器。本实用新型实施例提供的一体化传感器集成了嵌入式处理器和多个传感器，减小了设备体积和功耗并增强了运行的稳定性；不依赖其他信息输入如车轮编码器的里程计数据，能够简单方便地应用在多种室内(具体如轮式、履带式、足式)移动机器人上，实现自主定位建图功能。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：一种用于室内移动机器人自主定位建图的一体化传感器，其特征在于，所述一体化传感器包括：顶部，用于布置单线激光雷达模块，所述顶部的侧面设置有激光发射孔和激光接收孔；底座，与所述顶部相连且位于所述顶部的下方，所述底座内部设置有控制芯片、多种传感器和无线通信模块；所述控制芯片分别与所述激光雷达模块、所述多种传感器模块、所述无线通信模块电连接并进行数据信号和指令的传输；其中，所述顶部可相对于所述底座以所述顶部的中心轴为中心进行360度的旋转。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制芯片包括第一控制芯片和第二控制芯片，所述第一控制芯片分别与所述激光雷达模块、所述无线通信模块电连接并进行数据信号和指令的传输，所述第二控制芯片分别与所述多种传感器模块电连接并进行数据信号和指令的传输，所述第一控制芯片和所述第二控制芯片电连接并进行数据信号和指令的传输。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一控制芯片为RK3399芯片，所述第二控制芯片为STM32F407芯片。

作为本实用新型的进一步改进，所述多种传感器模块包括十轴姿态传感器和超声波测距传感器。

作为本实用新型的进一步改进，所述超声波测距传感器的个数多个。

作为本实用新型的进一步改进，多个超声波测距传感器中的每个超声波测距传感器分别设置于所述底座的前侧面、左前侧面、右前侧面、左侧面、右侧面。

作为本实用新型的进一步改进，所述底座后侧面设有数据传输口、电源接口和按键，所述数据传输口与所述控制芯片连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述顶部为圆柱体，所述激光发射孔和激光接收孔之间的最短间距不大于所述圆柱体的底面周长的三分之一。

作为本实用新型的进一步改进，所述底座包括六个侧面。