[发明专利]一种机器人导航方法及系统

权利要求书

1.一种机器人导航方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

机器人导航决策系统初始化；

机器人实时采集第一环境信息和机器人位置信息，并将所述第一环境信息和机器人位置信息上传到所述机器人导航决策系统；

监测设备采集第二环境信息，并将所述第二环境信息上传到机器人导航决策系统；

无人机采集第三环境信息，并将所述第三环境信息上传到机器人导航决策系统；

所述机器人导航决策系统根据收到的所述机器人位置信息、所述第一环境信息、所述第二环境信息和所述第三环境信息，生成机器人运动的区域的行驶成本地图；

所述机器人导航决策系统根据所述行驶成本地图将机器人导航到目标位置；

所述机器人导航决策系统初始化，包括：

所述机器人导航决策系统导入初始化系统参数；

所述机器人导航决策系统导入初始化的区域地图；

所述初始化系统参数包括多机器人系统内每个机器人的重量、每个机器人的速度配置表和所述多机器人系统内机器人的总数量；

所述初始化的区域地图将机器人运动的区域划分为正方形网格，所述网格中可由机器人通行的网格被设置为可通行网格，不可由机器人通行的网格设置为不可通行网格；

所述机器人导航决策系统导入初始化系统参数，包括：

所述机器人导航决策系统对所述机器人进行编号，编号为：1、…、n、…、N；其中，n为机器人的编号，N为机器人总数量；

所述机器人导航决策系统导入初始化的区域地图，包括：

所述机器人导航决策系统对可通行的网格进行编号，编号为：1、…、i、…、I，其中，i为可通行网格的编号，I为可通行网格的总数量；所述机器人实时采集第一环境信息和机器人位置信息，具体包括：

所述第一环境信息包括第一图像信息，第一深度信息和第一距离信息；

所述第一图像信息是通过所述机器人携带的深度摄像头采集的，所述第一深度信息是通过所述机器人携带的深度摄像头采集的，所述第一距离信息是通过所述机器人携带的激光雷达采集的或者经过图像分析处理获得的；所述监测设备采集第二环境信息包括：

所述第二环境信息包括第二图像信息，第二深度信息和第二距离信息；

所述第二图像信息是通过固定在环境中的监测设备携带的深度摄像头采集的，所述第二深度信息是通过固定在环境中的监测设备携带的深度摄像头采集的，所述第二距离信息是通过固定在环境中的监测设备携带的激光雷达采集的；所述无人机采集第三环境信息，包括：

所述第三环境信息包括第三图像信息，第三深度信息和第三距离信息；

所述无人机以预设的可覆盖整个可通行区域的飞行路线来回飞行以采集所述第三环境信息；

所述第三图像信息是通过所述无人机携带的深度摄像头采集的，所述第三深度信息是通过所述无人机携带的深度摄像头采集的，所述第三距离信息是通过所述无人机携带的激光雷达采集的；所述生成机器人运动的区域的行驶成本地图，包括：

所述机器人导航决策系统根据每一个可通行的网格的运动能量成本和预估的安全成本，利用如下公式计算得到该网格的行驶成本：

其中，是可通行网格i的行驶成本， 为能量成本权重系数，是可通行网格i的运动能量成本，为安全成本权重系数，是可通行网格i的预估的安全成本；

其中，所述能量成本权重系数和所述安全成本权重系数是在所述机器人导航决策系统内提前设定的；

所述运动能量成本 通过如下公式确定：

其中，G是机器人的重量，是可通行网格i的地面摩擦系数，可通行网格i的等值地面倾斜角度，是可通行网格i的边长；

其中，所述地面摩擦系数是所述机器人导航决策系统根据地面材质信息在预设的信息库中确定的；等值地面倾斜角度是所述机器人导航决策系统根据地面平整度在预设的信息库中确定的；

所述机器人导航决策系统根据接收到的所述第一环境信息，所述第二环境信息和所述第三环境信息，通过图像拼接和数据处理得到各个网格的地形和地面平整度；

所述机器人导航决策系统根据所述第一图像信息，所述第二图像信息和所述第三图像信息，通过卷积神经网络得到地面材质和环境危险性评估系数。