[发明专利]一种智能机器人智慧行走控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工智能领域，特别是一种智能机器人智慧行走控制系统及其方法。

背景技术

目前，智慧行走控制系统及其方法主要涉及到地图构建、定位、避障、智能语音识别、图像识别及处理、路径规划和运动控制等人工智能技术领域，是智能机器人的一项核心技术，也是关键技术之一。智能机器人越来越普及，大多数的智能机器人是通过传感器进行避障、磁性导航、惯性导航、声音导航和神经网络导航等技术实现的，都不能根据实际环境自主规划路径，导致智能机器人行走的重复区域性大、成本高、效率较低。因此智能机器人的自主导航存在三个问题，一是智能机器人的定位问题，二是目标识别与跟踪问题，三是路径规划问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种智能机器人控制系统及其方法，能够实现智能机器人的目标识别与跟踪、定位和路径规划。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种智能机器人智慧行走控制系统，其特征在于：包括主控系统、用于摄取周围环境图像信息的摄像装置、用于精确测量障碍物的激光雷达装置、用于检测智能机器人位姿的电子罗盘、数据通讯装置和电机控制装置、主程序模块、导航模块、数据通讯模块、用于创建地图信息的地图创建模块、用于确定机器人位姿的定位模块、用于实时采集周围环境信息的环境感知模块和用于控制机器人运动的行为决策模块；所述主控系统分别与摄像装置、激光雷达装置、电子罗盘、数据通讯装置和电机控制装置连接，所述主程序模块分别与导航模块、数据通讯模块、环境感知模块和行为决策模块连接，所述导航模块还分别连接至地图创建模块和定位模块。能够实现地图构建、自主定位、路径规划、动态避障和运动控制等功能。

进一步地，所述激光雷达装置包括用于发射探测信号的发射装置和用于接收探测反射信号的接收装置，所述发射装置和接收装置分别连接至主控系统。所述主控系统会根据发射的探测信号和接收的探测反射信号进行比较，能够精确获取到障碍物的相关信息，如障碍物的方位、距离、高度和形状等信息，并创建度量地图。

进一步地，所述数据通讯装置包括无线通讯装置，所述无线通讯装置连接至主控系统。无线通讯装置能够通过无线方式，采集到外界的通讯控制信号，并发送至主控系统，所述主控系统能够根据接收到的通讯控制信号来控制智能机器人的自主导航行驶。

进一步地，所述数据通讯装置包括有线通讯装置，所述有线通讯装置连接至主控系统。有线通讯装置能够通过有线方式，采集到外界的通讯控制信号，并发送至主控系统，所述主控系统能够根据接收到的通讯控制信号来控制智能机器人的自主导航行驶。

进一步地，所述电机控制装置包括电机和用于驱动电机的电机驱动电路，所述电机驱动电路的输出端连接至电机，所述电机驱动电路的输入端连接至主控系统。所述主控系统会输出电机控制信号至电机控制装置中的电机驱动电路，所述电机驱动电路会根据接收到的电机控制信号响应输出电机驱动信号至电机，促使电机转动动作，所述电机转动进而实现智能机器人的行驶功能。

进一步地，还包括用于测量行程的里程计，所述里程计连接至主控系统。在行驶过程中，所述里程计会采集到智能机器人的行程信息，并发送存储至主控系统。

进一步地，所述数据通讯模块包括无线通讯模块，所述无线通讯模块和主程序模块相连接。所述无线通讯模块能够通过无线方式进行数据通讯，包括人机之间的信息交互以及智能机器人之间的通讯。

进一步地，所述数据通讯模块包括有线通讯模块，所述有线通讯模块和主程序模块相连接。所述有线通讯模块能够通过有线方式进行数据通讯，包括人机之间的信息交互以及智能机器人之间的通讯。

一种应用上述智能机器人智慧行走控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取地理环境信息；

S2：创建拓扑地图和度量地图；

S3：根据周围环境信息和创建的地图进行智能机器人的全局定位，获取智能机器人的全局位姿；

S4：根据创建的先验环境地图、全局位姿和目标信息进行全局规划；

S5：根据创建的局部环境地图和全局位姿进行局部规划和动态避障规划；

S6：根据规划信息对智能机器人的行为进行决策；

S7：根据行为决策信息进行位置移动。