[发明专利]定位与导航系统以及方法

说明书

本发明提供一种定位与导航系统以及方法，所述系统包括：激光雷达模块，用于扫描所述激光雷达模块所在高度平面内的环境区域，识别预设半径内的障碍物的位置信息，并根据所述障碍物的位置信息生成环境点云图像；双目视觉相机模块，用于获取所述机器人行进前方的视觉点云图像；惯性测量模块，用于采集所述机器人的加速度信息和角速度信息；轮式里程测量模块，用于采集所述机器人的位移路径；工控机，用于根据所述环境点云图像、所述视觉点云图像、所述加速度信息、所述角速度信息以及所述位移路径对所述机器人进行定位和导航。本发明提高了定位与导航系统的鲁棒性和定位精度。

技术领域

本发明涉及机器人的定位导航技术领域，具体涉及一种定位与导航系统及方法。

背景技术

现有技术中实现机器人的定位与导航只基于激光雷达、只基于双目视觉相机、或者激光雷达与双目视觉相机结合的技术。

只基于激光雷达实现机器人的定位与导航技术由于激光雷达的精度越高测距范围越大其价格会很昂贵，低精度低测距范围的激光雷达不能满足市面上低成本特定环境下的导航使用。只基于双目视觉相机实现机器人的定位与导航技术由于双目视觉相机容易受到光照和自身运动的影响，工作中易积累定位误差或丢失视觉图像特征而导致定位失败。基于激光雷达与双目视觉相机结合的技术存在定位精度不高的技术问题。

因此，急需提出一种定位与导航系统及方法解决现有技术中存在的定位与导航系统适用性不高以及定位精度不高的技术问题。

发明内容

本发明提供一种定位与导航系统及方法，旨在解决现有技术中存在的定位与导航系统适用性不高以及定位精度不高的技术问题。

一方面，本发明提供一种定位与导航系统，所述定位与导航系统包括：

激光雷达模块，设置于所述机器人的顶部，用于扫描所述激光雷达模块所在高度平面内的环境区域，识别预设半径内的障碍物的位置信息，并根据所述障碍物的位置信息生成环境点云图像；

双目视觉相机模块，设置于所述机器人的第一侧壁，用于获取所述机器人行进前方的视觉点云图像；

惯性测量模块，设置于所述机器人的几何中心位置，用于采集所述机器人的加速度信息和角速度信息；

轮式里程测量模块，设置于所述机器人的车轮上，用于采集所述机器人的位移路径；

工控机，用于接收所述环境点云图像、所述视觉点云图像、所述加速度信息、所述角速度信息以及所述位移路径，并根据所述环境点云图像、所述视觉点云图像、所述加速度信息、所述角速度信息以及所述位移路径对所述机器人进行定位和导航。

在本发明一种可能的实现方式中，所述工控机包括：

定位模块，用于接收所述环境点云图像、所述视觉点云图像、所述加速度信息、所述角速度信息以及所述位移路径，并将所述环境点云图像、所述视觉点云图像、所述加速度信息、所述角速度信息以及所述位移路径进行融合，获得融合信息，并根据所述融合信息对所述机器人进行定位，获得定位信息；

导航模块，用于获取所述机器人的目的地以及场景地图，根据所述目的地、所述场景地图以及所述定位信息，对所述机器人进行导航。

在本发明一种可能的实现方式中，所述定位模块包括：

第一分析单元，用于接收所述加速度信息和所述角速度信息，并根据所述加速度信息和所述角速度信息计算所述机器人的第一位姿信息；

第二分析单元，用于接收所述环境点云图像，并根据所述环境点云图像计算所述机器人的第二位姿信息；

第三分析单元，用于接收所述视觉点云图像，并根据所述视觉点云图像和所述第二位姿信息计算所述机器人的第三位姿信息；