[发明专利]一种用于多信息融合采集机器人的控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于多信息融合采集机器人的控制系统，采用基于行为的控制架构与基于知识控制架构进行融合的架构，包括感知和信息采集模块、同步定位与建图模块、自主导航模块；所述感知和信息采集模块用于通过多个传感器进行多信息融合采集；所述同步定位与建图模块用于使得各传感器的量测信息之间保持有效的时间同步和空间同步，实现同步定位与建图；所述自主导航模块包括巡检智能化自主导航模块及侦察智能化自主导航模块。本发明将移动机器人的感知、建模、规划、决策、行动等多个功能模块合理地耦合、组装于一体去完成各类任务，能够满足多信息融合采集机器人的控制要求。

技术领域

本发明属于机器人控制技术领域，尤其涉及一种用于多信息融合采集机器人的控制系统及方法。

背景技术

爆炸环境下多伴随有毒物质泄漏、粉尘污染等次生灾害的发生，给救援人员第一时间进入事故现场带来障碍，为正确收集、分析事故现场、部署处置与救援方案等带来困难。多信息融合采集机器人可以代替危险事故中快速准确的采集现场信息，给消防救援工作安装一双“远程眼睛”，这对救援人员在现场进行救援处置决策起到了非常重要的作用。

多信息融合采集机器人，要求能够在人无法进入以及了解的环境中工作。相较于以往的常态环境下的机器人、人工控制为主的机器人，多信息融合采集机器人要求更高的智能性，工作的场景普遍具有较高的动态性、未知性和封闭性，要求无人系统在缺乏环境先验信息和可靠外界辅助信息源(例如GPS、遥测系统等)的前提下，具有仅依靠自身传感器实现环境感知和全自主导航定位的能力，为后续工作提供必要的信息支撑。为了满足其工作要求，需要一种可靠的控制系统及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于多信息融合采集机器人的控制系统及方法，以解决上述技术问题。

本发明提供了一种用于多信息融合采集机器人的控制系统，采用基于行为的控制架构与基于知识控制架构进行融合的架构，包括感知和信息采集模块、同步定位与建图模块、自主导航模块；

所述感知和信息采集模块用于通过多个传感器进行多信息融合采集；

所述同步定位与建图模块用于使得各传感器的量测信息之间保持有效的时间同步和空间同步，实现同步定位与建图；

所述自主导航模块包括巡检智能化自主导航模块及侦察智能化自主导航模块；

所述巡检智能化自主导航模块用于：

获取轮式底盘机器人的多传感器数据，所述多传感器数据包括激光雷达数据、双目机器视觉数据、超声波数据、环绕摄像头数据；

根据获取的多传感器数据，基于SLAM算法构建当前区域地图；

基于学习模式下的基础地图及当前区域地图，融合构建巡检区域全局3D地图，并以构建的巡检区域全局3D地图为基础，确定巡检任务点和巡检任务；所述基础地图基于多次视频图像机器学习提前构建；

基于确定的巡检任务点及巡检任务，在地图中定位并规划路径，控制机器人运动系统到达巡检任务点执行巡检任务，并通过机器学习不断精确地图，探索并拓展地图；

所述侦察智能化自主导航模块用于：

获取履带式底盘机器人的激光雷达数据；

根据获取的激光雷达数据，基于SLAM算法构建当前区域地图，根据当前区域地图构建巡检区域全局地图，确定机器人的全局位置；所述当前区域地图为拓扑地图；

以机器人的全局位置为基点，自动计算可行进路线方向，并完成未知区域探索及路径规划；

根据巡检任务点及巡检任务，控制机器人运动系统到达巡检任务点执行巡检任务。

本发明还提供了一种用于多信息融合采集机器人的控制方法，包括：