[发明专利]一种室内云机器人导航系统及方法

说明书

本发明公开了室内云机器人导航系统及方法。其中，该系统包括云端，其与UWB基站群和机器人群分别相连；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；云端，被配置为：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；向指定机器人下传从当前位置到导航终点的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，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；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。

技术领域

本发明属于机器人导航技术及云机器人应用领域，尤其涉及一种室内云机器人导航系统及方法。

背景技术

室内移动机器人的定位导航技术在整个机器人学中一直占据举足轻重的地位，传统的室内机器人导航方式存在以下弊端：

(1)在全局环境下主要依赖于WIFI和蓝牙等传输范围有限的周期性定位方式，无法有效的利用周围环境中的信息。

(2)在局部环境下则依赖摄像头和激光雷达等视觉感知传感装置，无法精确的进行全局定位，由于受到传感器本身测量范围和精度以及周围环境复杂度的限制，往往获得的局部位置也会出现大的偏差。这样单独的导航定位方式无法有效的判断机器人在全局环境中的位置，尤其当室内环境比较大、导航移动的距离比较远时，机器人移动产生的位置误差也会不断的累积，导航的精度也会大大降低，致使机器人无法顺利地移动到指定的位置。

(3)传统的机器人群之间在进行室内导航时，往往难以协调运作；很多情况下由于存在一定的异构性，针对不同类型机器人的路线纠正和算法更新等，控制台往往难以提供统一的接口和服务。

综上所述，亟需一种能够在大尺度室内环境下进行精准导航的系统及方法，将全局的定位信息和机器人本体传感器测得的局部定位信息相融合，在机器人移动过程中不断地修正由于移动和本体传感器精度所带来的误差，并且能够对机器人群进行协调运作。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种室内云机器人导航系统，其以云端和机器人端进行协同导航误差修正为主，UWB基站群协助定位为辅的新型导航定位方式，在云端为机器人群的导航功能提供统一的接口，可以适用于不同运动类型的室内服务机器人具有导航精度高、复杂大场景下可用性强、应用可扩展性大的显著优点。

本发明的一种室内云机器人导航系统，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，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；

向指定机器人下传从当前位置到导航终点的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；

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。

进一步的，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。

进一步的，所述云端，还被配置为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；