[发明专利]多传感器移动平台及基于已知地图的导航与避障方法

摘要

本发明公开了一种多传感器移动平台及基于已知地图的导航与避障方法，该移动平台采用四全向轮驱动结构，嵌入式主控板通过融合电机编码器、二维激光雷达和深度摄像头等传感器数据，实现环境感知。本发明的导航与避障方法，利用既有或新生二维环境地图，通过编码器获取位移增量作为快速参考定位，利用二维激光雷达扫描设定水平面环境轮廓信息，实现移动平台在二维环境地图上的精确定位；为弥补二维激光雷达只能扫描特定水平面轮廓信息的局限，融合深度摄像头，用于获取前方视场内物体的高度信息；移动平台定位后先在地图上规划全局静态路径，运行中不断设定阶段目标，根据实时定位与障碍物探测，通过规划实时动态路径来纠正运行偏差和实现绕行避障。

主权项

1.一种多传感器移动平台，其特征在于，所述的多传感器移动平台包括可全向运动的平台本体、处理数据信号的嵌入式主控板、水平扫描环境轮廓然后所得信息用于实现移动平台精确定位的二维激光雷达、识别立体障碍物然后所得信息用于指导避障绕行的深度摄像头、用于给移动平台供电的电池、以及构建无线网络并用于远程监测和控制的组网通讯设备；所述的二维激光雷达水平安装在平台本体前方的支架上；所述的深度摄像头安装在平台本体前方的支架中部，使其光轴水平；所述的可全向运动的平台本体包括1个电机驱动器和4个独立驱动的麦克纳姆轮组或2个独立驱动的差速轮与1～2个被动轮组成的轮组，每个独立驱动的轮由1个电机驱动；所述的电机配置编码器，用于实时获取电机的转动角度增量，并以高频率发送给电机驱动器；所述的电机驱动器接收各个编码器信息，通过线性运动原理计算得到移动平台中心的位移增量，发送给嵌入式主控板，同时接收嵌入式主控板的运动参数指令并转化为控制各个电机的脉冲信号，发送给各个电机；所述的嵌入式主控板用于实时获取二维激光雷达和深度摄像头的采集数据，以及来自电机驱动器的位移增量，进而高速计算得到移动平台的位置信息并规划避障导航路径，并向电机驱动器发送运动速度指令。