[发明专利]一种移动机器人的复合导航方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种移动机器人的复合导航方法，其特征在于，包括：

获取移动机器人的位姿信息、移动机器人所在环境的点云信息和移动机器人所在环境的图像信息；

根据所述点云信息与所述位姿信息进行栅格化建图，得到2d栅格地图数据；

根据所述图像信息，使用视觉识别算法进行路况识别，根据路况识别结果生成视觉控制方案；

根据所述2d栅格地图数据、所述位姿信息和所述点云信息，利用改进的全局路径规划算法与局部路径规划算法生成激光雷达控制方案；

将所述视觉控制方案与所述激光雷达控制方案进行结合，或利用分级机制将所述视觉控制方案与所述激光雷达控制方案进行优先级排序，根据结合结果或排序结果输出移动机器人控制指令，完成移动机器人的复合导航。

2.根据权利要求1所述的一种移动机器人的复合导航方法，其特征在于，所述移动机器人包括惯性传感器、激光雷达传感器、视觉传感器和电机位置编码器；

所述获取移动机器人的位姿信息、移动机器人所在环境的点云信息和移动机器人所在环境的图像信息，具体包括：

通过所述激光雷达传感器获取所述点云信息；

通过所述惯性传感器与所述电机位置编码器获取所述位姿信息；

通过所述视觉传感器获取所述图像信息。

3.根据权利要求1所述的一种移动机器人的复合导航方法，其特征在于，

利用栅格法，根据所述点云信息与所述位姿信息进行栅格化建图，得到2d栅格地图数据。

4.根据权利要求1所述的一种移动机器人的复合导航方法，其特征在于，所述根据所述图像信息，使用视觉识别算法进行路况识别，根据路况识别结果生成视觉控制方案，具体包括：

将所述图像信息输入预先构建的路况识别模型中，输出所述路况识别结果；所述预先构建的路况识别模型为利用以图像信息为训练样本，对神经网络模型进行训练得到；

根据所述路况识别结果进行图像优化，并通过设定的视觉运动控制逻辑，生成所述视觉控制方案。

5.根据权利要求1所述的一种移动机器人的复合导航方法，其特征在于，所述改进的全局路径规划算法为改进的人工势场算法，所述改进的人工势场算法为在原斥力势场函数上增加了斥力和临时目标点；

所述改进的人工势场算法包括引力势场函数、引力函数、斥力势场函数和斥力函数和势场合力函数；

所述引力势场函数的表达式为：

所述引力函数的表达式为：

所述斥力势场函数的表达式为：

所述斥力函数的表达式为：

所述的势场合力函数为：

F(X)＝F_a(X)+F_ra(X)+F_rb(X)

其中，

公式中：k_a、k_r和ρ₀均为常数；ρ(X,X_g)为机器人坐标X到目标点X_g的欧式距离；ρ(X,X₀)为机器人坐标X到障碍物点X₀的欧式距离；表示求偏导；

在斥力函数中，F_ra(X)表达的斥力方向为：由障碍物指向X；

在斥力函数中，F_rb(X)表达的斥力方向为：由X指向X_g。

6.根据权利要求1所述的一种移动机器人的复合导航方法，其特征在于，所述根据所述2d栅格地图数据、所述位姿信息和所述点云信息，利用改进的全局路径规划算法与局部路径规划算法生成激光雷达控制方案，具体包括：

将所述位姿信息、所述2d栅格地图数据与所述点云信息载入所述改进的全局路径规划算法中，生成全局路径；

将所述位姿信息、所述2d栅格地图数据、所述点云信息与所述全局路径载入所述局部路径规划算法中，生成激光雷达控制方案。