[实用新型]一种机器人自主导航系统

说明书

本实用新型提供一种机器人自主导航系统，包括双激光雷达测距模块、图像采集模块、数据融合分析模块和路径规划模块；双激光雷达测距模块包括设置于不同高度上的两个激光雷达，用于探测两个不同高度的平面内的障碍物信息，图像采集模块用于采集机器人前方的图像信息，数据融合分析模块和路径规划模块根据两个不同高度的平面内的障碍物信息和图像信息生成三维虚拟地图，并进一步生成避障信息，路径规划模块根据避障信息规划移动路线；该机器人自主导航系统利用不同高度上的两个激光雷达和一个图像采集模块，能够充分收集机器人周围的障碍物信息，并生成三维虚拟地图，基于三维虚拟地图实现对机器人的精确自主导航。

技术领域

本实用新型涉及人工智能及自动化技术领域，更具体地，涉及一种机器人自主导航系统。

背景技术

随着传感器技术、人工智能理论、计算机技术的迅速发展，机器人领域不断深入研究，各种各样的具有环境感知能力、行为控制与动态决策能力以及人机交互能力的自主移动机器人被研发出来。相对于传统的工业机器人，自主移动机器人最大的特点是能够在复杂的环境中自由移动，从而进行多种工作任务。

自主移动机器人的工作环境逐渐从室内环境发展到室外、天空、水下甚至地球以外的行星。然而在移动机器人众多技术中，最重要的就是导航系统。导航系统作为移动机器人最核心的系统之一，已成为移动机器人在复杂环境中能否自主完成各项工作的关键。虽然现在人们所熟知的GPS导航已逐渐应用于人们的日常生活，但对于要求十分精细的移动机器人来说，GPS无法提供满足需求的精度和误差。

目前虽然已经有了很多款室内移动机器人，而且多采用具有雷达或者视觉传感器进行障碍物探测的导航系统，但是目前的导航系统中探测装置都存在一定程度的不足；仅由单目视觉传感器组成的探测装置无法获得精确的深度信息；由双激光雷达传感器组成探测装置仅能获取空间中两个平面内的障碍物信息，导致了探测装置所探测的机器人周围的障碍物信息不完整；而由一个视觉传感器和一个激光雷达组成探测装置获取机器人周围的障碍物信息的能力有限；因此目前的导航系统中探测装置所探测的机器人周围的障碍物信息有限，影响了导航系统对机器人的导航精度。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型提供一种机器人自主导航系统。

本实用新型提供一种机器人自主导航系统，包括：双激光雷达测距模块、图像采集模块、数据融合分析模块和路径规划模块；双激光雷达测距模块电连接至数据融合分析模块，图像采集模块电连接至数据融合分析模块，数据融合分析模块电连接至路径规划模块；双激光雷达测距模块包括第一激光雷达和第二激光雷达，第一激光雷设于机器人壳体的第一高度处，第二激光雷设于机器人壳体的第二高度处，图像采集模块设于机器人壳体的前方；第一激光雷达用于测量第一高度的平面内的第一障碍物信息，第二激光雷达用于测量第二高度的平面内的第二障碍物信息，图像采集模块用于采集机器人前方的图像信息；数据融合分析模块用于实时获取第一障碍物信息、第二障碍物信息和图像信息，将第一障碍物信息、第二障碍物信息和图像信息融合成三维虚拟地图，并根据三维虚拟地图分析生成避障信息，再将避障信息发送至路径规划模块；路径规划模块用于实时根据避障信息规划移动路线。

其中，第一高度为机器人壳体的顶部所在的高度，第二高度为机器人壳体的底部所在的高度。

其中，图像采集模块包括一个单目摄像头，单目摄像头设于机器人壳体的中部。

其中，数据融合分析模块和路径规划模块设于机器人壳体的内部。

其中，第一激光雷达包括激光发射器、激光发射器转动装置、激光接收器和激光信号处理器；第二激光雷达包括激光发射器、激光发射器转动装置、激光接收器和激光信号处理器。