[发明专利]一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统

说明书

本发明提供了一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，包括：采集层，用于采集协作机器人周围的声学全景成像图和多传感测距数据以及光学全景成像图；融合层，用于对所述声学全景成像图和所述多传感测距数据以及所述光学全景成像图进行特征提取并进行特征关联融合，获得对应的融合结果；输出层，用于基于所述融合结果和点云模型构建方法，构建出所述协作机器人周围的三维全景模型，基于所述三维全景模型确定出对应的测距结果；用以采用多个传感器，并利用这些传感器的冗余和互补的特性以及基于对外部环境动态变化获取的比较完整的信息，解决了传感器数据融合中的容错性或鲁棒性问题，获得高精度的测距结果，实现了真正的机器人高精度测距。

技术领域

本发明涉及测距技术领域，特别涉及一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统。

背景技术

目前，随着传感器技术、数据处理技术、计算机技术、网络通讯技术、人工智能技术、并行计算软件和硬件技术等相关技术的发展，新的、更有效的数据融合方法将不断推出，多传感器数据融合必将成为未来复杂工业系统智能检测与数据处理的重要技术，其应用领域将不断扩大。多传感器数据融合不是一门单一的技术，而是一门跨学科的综合理论和方法。多传感器数据融合技术的一个典型应用领域为机器人。目前主要应用在移动机器人和遥操作机器人上，因为这些机器人工作在动态、不确定与非结构化的环境中，这些高度不确定的环境要求机器人具有对环境高度的感知能力，而多传感器数据融合技术正是提高机器人系统感知能力的有效方法。智能机器人应采用多个传感器，并利用这些传感器的冗余和互补的特性以及基于对外部环境动态变化获取的比较完整的信息，实现对外部环境变化的高精度感知。

但是，利用多传感融合技术实现机器人的高精度测距还是一个很不成熟的新研究领域，尚处在不断变化和发展过程中，该应用尚未建立统一的融合理论和有效广义融合模型及算法，且对数据融合的具体方法的研究尚处于初步阶段，还没有很好解决传感器数据融合中的容错性或鲁棒性问题，并且在实现真正的高精度测距方面还存在一定的局限性。

因此，本发明提出了一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统。

发明内容

本发明提供一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，用以采用多个传感器，并利用这些传感器的冗余和互补的特性以及基于对外部环境动态变化获取的比较完整的信息，解决了传感器数据融合中的容错性或鲁棒性问题，获得高精度的测距结果，实现了真正的机器人高精度测距。

本发明提供一种一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，包括：

采集层，用于采集协作机器人周围的声学全景成像图和多传感测距数据以及光学全景成像图；

融合层，用于对所述声学全景成像图和所述多传感测距数据以及所述光学全景成像图进行特征提取并进行特征关联融合，获得对应的融合结果；

输出层，用于基于所述融合结果和点云模型构建方法，构建出所述协作机器人周围的三维全景模型，基于所述三维全景模型确定出对应的测距结果。

优选的，所述采集层，包括：

声学采集模块，用于基于传声器声阵列采集所述协作机器人周围的声学全景成像图；

多传感测距模块，用于基于均匀设置在所述协作机器人外部的超声波传感器、毫米波传感器、激光雷达传感器，获取所述协作机器人周围的超声波测距数据和毫米波测距数据以及激光雷达测距数据，将所述超声波测距数据和所述毫米波测距数据以及所述激光雷达测距数据作为对应的多传感测距数据；

光学采集模块，用于通过控制设置在所述协作机器人外部的高清摄像头旋转获取所述协作机器人周围的光学全景成像图。

优选的，所述声学采集模块，包括：

阵列确定单元，用于基于协作机器人的操作环境参数和当前所需测距精度确定出对应的传声器声阵列模型；