[发明专利]一种室内云机器人导航系统及方法

权利要求书

1.一种室内云机器人导航系统，其特征在于，包括：云端，其与UWB基站群和机器人群分别相连；

所述UWB基站群被配置为检测机器人群中相应机器人在全局环境中的位置并反馈至云端；所述云端内预存有整个室内大环境的全局预置地图；所述云端，在向指定机器人发送导航指令之前，还被配置为：在全局预置地图中标注UWB基站群中各基站组以及中间导航点的位置；

所述云端，被配置为执行以下步骤：

向指定机器人发送导航指令，接收指定机器人构建的当前位置局部最小子图；利用指定机器人当前位置的局部最小子图和在全局环境中的位置确定机器人的方位；

云端向指定机器人下发导航指令的同时，开启UWB基站群来获取机器人在大环境中的全局定位信息，获取到位置信息的UWB基站组将位置信息上传给云端；

向指定机器人下传从当前位置到导航终点的局部预置地图、预规划全局路径和中间导航点；

接收指定机器人在中间导航点的局部最小子图，并结合在全局环境中的位置来优化当前机器人位姿，进而优化全局路径并调整中间导航点；

所述指定机器人，用于在沿预规划全局路径移动的过程中，构建局部最小子图并与局部预置地图比对，进行位姿的纠偏和路径的优化；

将优化后的全局路径、位姿及中间导航点下传给指定机器人继续导航，直至到达导航终点；所述UWB基站群采用分时分区进行辅助定位，在机器人开始进行导航和到达中间导航点时，开启全部UWB基站群，为云端进行指定机器人的位姿优化提供全局定位数据；在机器人移动的过程中，只开启局部基站组，最大程度上减少能源的消耗。

2.如权利要求1所述的一种室内云机器人导航系统，其特征在于，在机器人群中，每个机器人均与图像采集装置相连，所述图像采集装置被配置为：获取周围环境帧数据；当周围环境帧数据出现一定量的连续缺失或是连续相邻帧数据的重复比率大于一定范围时，由相应机器人将向云端反馈。

3.如权利要求2所述的一种室内云机器人导航系统，其特征在于，所述云端用于根据反馈的情况，开启周围环境帧数据缺失前且距离相应机器人最近的UWB基站来辅助定位，当周围环境帧数据正常后关闭相应UWB基站。

4.如权利要求1所述的一种室内云机器人导航系统，其特征在于，在机器人群中，每个机器人上均设有用来作为机器人的唯一序号标志的UWB定位标签；所述UWB定位标签将其相应机器人的位置信息实时传送至UWB基站群。

5.一种基于如权利要求1-4中任一项所述的室内云机器人导航系统的导航方法，该方法适用于云端和机器人端，其特征在于，包括：云端向指定机器人发送导航指令；

指定机器人接收导航指令，构建当前位置的局部最小子图，并上传给云端；云端利用指定机器人当前位置的局部最小子图和在全局环境中的位置确定机器人方位；

云端向指定机器人下发导航指令的同时，开启UWB基站群来获取机器人在大环境中的全局定位信息，获取到位置信息的UWB基站组将位置信息上传给云端；

云端向指定机器人下传从当前位置到导航终点的局部预置地图、预规划全局路径、中间导航点信息；

指定机器人沿预规划全局路径移动，构建实时局部最小子图并与局部预置地图比对，进行位姿的纠偏和全局路径的优化；

当指定机器人到达中间导航点时，将当前局部最小子图上传云端；云端结合指定机器人在全局环境中的位置来优化当前机器人位姿和全局路径，并调整中间导航点；

云端将优化后的路径、位姿及中间导航点下传给指定机器人，指定机器人继续导航，直至到达导航终点。

6.如权利要求5所述的导航方法，其特征在于，在向指定机器人发送导航指令之前，云端还在全局预置地图中标注UWB基站群中各基站组以及中间导航点的位置；

或/和

图像采集装置获取周围环境帧数据；当周围环境帧数据出现一定量的连续缺失或是连续相邻帧数据的重复比率大于一定范围时，由相应机器人将向云端反馈；

云端根据反馈的情况，开启周围环境帧数据缺失前且距离相应机器人最近的UWB基站来辅助定位，当周围环境帧数据正常后关闭相应UWB基站。