[发明专利]一种用于考古现场的自动土料运输机器人

权利要求书

1.一种用于考古现场的自动土料运输机器人，包括轮式四轮机器人底盘以及车头，其特征在于，所述车头内设置控制单元，用于根据激光雷达、进行定位的UWB标签、多个激光测距传感器以及IMU传感器采集的机器人所处环境的数据，控制机器人的运行轨迹和翻斗升降。

2.按照权利要求1所述的自动土料运输机器人，其特征在于，所述环境的数据包括激光测距信息、激光点云数据、UWB定位信息和IMU测量的惯性数据，其中所述控制单元根据激光点云数据描述考古现场周围环境，从中识别出障碍物和可运行区域，进行路径规划和障碍物规避计算；

根据激光测距信息计算机器人运行的差值和角度；

根据UWB定位信息进行实时定位结果；以及，

根据IMU测量的惯性数据，测量机器人的偏航角，用于计算机器人姿态朝向。

3.按照权利要求2所述的自动土料运输机器人，其特征在于，所述UWB标签与固定布置考古现场的正多边形基站构成UWB定位系统共同工作，UWB标签自动向控制单元发送位置。

4.按照权利要求1所述的自动土料运输机器人，其特征在于，所述路径规划由A*算法和TEB算法实现，包括：

将激光雷达采集的二维激光点云数据、机器人的位置信息和目标位置输入A*算法，A*算法将搜索周围环境中的可行位置，产生有一条基本路径作为全局路径；

将A*算法生成的全局路径、激光点云数据和IMU测得的速度及角度信息通过TEB算法根据机器人的运动情况实时调整优化轨迹细节。

5.按照权利要求4所述的自动土料运输机器人，其特征在于，A*算法和TEB算法的顶层使用基于行为树的行为决策算法，其中基于行为树的行为决策算法的处理过程包括：

判断电量是否充足，若不足则进行充电或提示更换电池；若电量充足，且未收到任务，则进行待机等待命令；

若电量充足且收到指令，前往指令所指向的目的地，指定目的地装土；

执行任务途中，若未检测到探方之间的隔梁边缘，则正常根据路径规划结果行驶，若监测到边缘，则执行防跌落算法干预底盘运动；

到达装土目的地之后静止等待工作人员装车，完成后自动执行卸土任务。途中运行过程与前往装土过程一致，到达卸土区后，自动升起翻斗将斗中土料倒出，然后前往等待区等待下一次指令。

6.按照权利要求1所述的自动土料运输机器人，其特征在于，所述激光测距传感器两两一组，每组所得距离信息计算差值和角度，得出机器人相对隔梁边缘的位置，所述激光测距传感器布置在车头和车尾两侧。