[发明专利]一种室内移动机器人人机共融导航装置及方法

权利要求书

1.一种室内移动机器人人机共融导航装置，其特征在于，包括：行人建模模块、动态代价地图、全局路径规划器、机器人和室内视觉传感器：

行人建模模块：行人建模模块用于将行人感知信息转换为全局路径规划器搜索图需要的代价地图，借助激光传感器和多RGB-D传感器进行全局的行人感知，通过行人位姿信息和群组识别信息实现社会代价建模，并通过轨迹预测生成未来若干时刻的多层社会代价地图；

动态代价地图：动态代价地图为全局路径规划器提供未来时刻的社会约束信息，从地图服务器模块获取全局静态代价地图和随时间变化的局部障碍代价地图，从行人建模模块获取以预测周期为间隔的未来若干时刻的多层社会代价地图；

全局路径规划器：全局路径规划器是整个系统的核心，负责接收导航目标位姿和AMCL定位信息，采用“规划-预测-执行”时序周期进行动态规划，在每个规划周期基于动态代价地图构建搜索图计算当前规划周期最佳的规划结果；

机器人和室内视觉传感器：机器人和室内视觉传感器负责全局环境感知，机器人具有自身的软硬件模块，硬件模块包括RGB-D传感器Xtion PRO和激光传感器，软件模块主要是AMCL定位模块、地图服务器模块，结合室内视觉传感器全局范围的行人感知，此外机器人移动底盘接收底层运动指令进行移动导航。

2.一种用权利要求1所述室内移动机器人人机共融导航装置进行室内环境移动机器人人机共融导航方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A、行人建模模块将行人感知信息转换为全局路径规划器搜索图需要的代价地图，借助激光传感器和多RGB-D传感器进行全局的行人感知，通过行人位姿信息和群组识别信息实现社会代价建模，并通过轨迹预测生成未来若干时刻的多层社会代价地图；

B、动态代价地图为全局路径规划器提供未来时刻的社会约束信息，从地图服务器模块获取全局静态代价地图和随时间变化的局部障碍代价地图，从行人建模模块获取以预测周期为间隔的未来若干时刻的多层社会代价地图；

C、全局路径规划器是整个系统的核心，负责接收导航目标位姿和AMCL定位信息，采用“规划-预测-执行”时序周期进行动态规划，在每个规划周期基于动态代价地图构建搜索图计算当前规划周期最佳的规划结果；

D、机器人和室内视觉传感器主要负责全局环境感知，机器人具有自身的软硬件模块，硬件模块包括RGB-D传感器Xtion PRO和激光传感器，软件模块主要是AMCL定位模块、地图服务器模块，结合室内视觉传感器全局范围的行人感知，此外机器人移动底盘接收底层运动指令进行移动导航。

3.根据权利要求2所述的室内环境移动机器人人机共融导航方法，其特征在于，步骤A中行人建模模块的具体操作如下：

A1、借助激光传感器和多RGB-D相机进行全局范围多视角的行人检测与跟踪；

A2、群组检测模块提取一致性运动特征通过SVM分类器进行群组识别；

A3、通过行人位姿信息和群组信息进行社会代价建模；

A4、通过轨迹预测生成以预测周期为间隔的未来若干时刻的多层社会代价地图。

4.根据权利要求2所述的室内环境移动机器人人机共融导航方法，其特征在于，步骤B中动态代价地图的具体操作步骤如下：

B1、从地图服务器模块获取全局静态代价地图；

B2、从地图服务器模块获取随时间变化的局部障碍代价地图；

B3、从行人建模模块获取以预测周期为间隔的未来若干时刻的多层社会代价地图。