[发明专利]基于多传感器融合的复合机器人作业系统

权利要求书

1.基于多传感器融合的复合机器人作业系统，其特征在于，包括机器人端(1)与基站端(2)；所述机器人端(1)包括机器人主体(3)与移动单元(4)；所述移动单元(4)与所述机器人主体(3)相连；所述机器人主体(3)上设置有信号收发装置(5)与控制系统(6)；所述信号收发装置(5)包括第一信号收发组件(7)与第二信号收发组件(8)；所述基站端(2)包括有至少三个基站；所述控制系统(6)通过所述信号收发装置(5)与所述基站通信；所述控制系统(6)连接所述第一信号收发组件(7)与所述第二信号收发组件(8)；

所述第一信号收发组件(7)与所述第二信号收发组件(8)，用于发射信号至各个所述基站；

所述控制系统(6)，用于根据各个所述基站接收到信号的绝对时间差确定所述第一信号收发组件(7)与所述第二信号收发组件(8)相对于所述基站的位置；所述机器人主体(3)上设置有第一已知点与第二已知点，将所述第一已知点和所述第二已知点的连线方向的其中一个方向作为所述机器人主体(3)的参考方向；根据所述第一信号收发组件(7)与所述第二信号收发组件(8)相对于所述基站的位置，确定所述第一信号收发组件(7)与所述第二信号收发组件(8)的连线方向；

所述控制系统(6)，还用于根据所述第一信号收发组件(7)与所述第二信号收发组件(8)的连线方向中的一个方向与所述机器人主体(3)的参考方向的夹角，确定所述机器人主体(3)的方向；根据所述机器人主体(3)的方向通过所述移动单元(4)调整所述机器人主体(3)的方向。

2.根据权利要求1所述基于多传感器融合的复合机器人作业系统，其特征在于，还包括图像采集端(9)与标定端(10)；所述标定端(10)设置于所述机器人主体(3)；所述图像采集端(9)固定设置于所述标定端(10)上方；

所述标定端(10)设置有多个水平均匀分布的特征点，多个所述特征点用于为所述机器人主体(3)提供位置参考；

所述图像采集端(9)包括有图像采集装置(11)；所述图像采集装置与所述控制系统(6)相连，所述图像采集装置(11)设置于所述标定端(10)上方，用于获取所述标定端(10)包含至少一个所述特征点的一张图像；

所述控制系统(6)，用于在所述图像中建立以所述机器人主体(3)的中心点所在的初始位置为原点且包含所述特征点所在平面的第一坐标系，获取所述特征点在所述图像中对应的像素点在所述第一坐标系中的坐标；以及用于建立以所述机器人主体(3)的中心点所在的初始位置为原点且包含各个所述特征点所在平面的第二坐标系，获取所述机器人主体(3)与各个所述特征点在所述第二坐标系中的坐标；获取每一个所述特征点在所述第二坐标系中相对于所述机器人主体(3)的中心的相对位置数据；

所述控制系统(6)，还用于根据多个所述特征点在第一坐标系中的坐标与所述特征点在第二坐标系中的坐标，获得所述第一坐标系与所述第二坐标系对应的映射变换矩阵；

在所述标定端(10)上的所述特征点与所述机器人主体(3)同步移动时，所述控制系统(6)还用于，对于每个所述特征点，获取移动前所述特征点对应图像中的像素点在所述第一坐标系的第一坐标与移动后所述特征点对应图像中的像素点在所述第一坐标系的第二坐标；根据所述第一坐标以及所述映射变换矩阵，确定移动前所述特征点在所述第二坐标系的第三坐标；根据所述第二坐标以及所述映射变换矩阵，确定移动后所述特征点在所述第二坐标系的第四坐标；根据所述第三坐标和所述第四坐标，确定所述特征点在移动后相对于移动前的坐标变化；根据所述坐标变化，确定所述机器人主体(3)的中心点的移动距离。

3.根据权利要求1所述基于多传感器融合的复合机器人作业系统，其特征在于，所述机器人主体(3)上还设置有机械臂(12)；所述机械臂(12)远离所述机器人主体(3)一端设置有红外距离传感器(13)；所述红外距离传感器(13)与所述控制系统(6)相连；所述红外距离传感器(13)用于检测所述机械臂(12)远离所述机器人主体(3)一端与所述标定端(10)之间的垂直距离数据；所述控制系统(6)，还用于通过所述机械臂(12)调整所述垂直距离数据，使得所述垂直距离数据在设定数据范围内。