[发明专利]一种融合多组传感器数据在复杂环境中避障的方法

权利要求书

1.一种融合多组传感器数据在复杂环境中避障的机器人，包括壳体结构部分、驱动轮模块、主处理器主板、采集处理器主板、深度摄像头模块、激光雷达模块、超声波模块、碰撞检测模块，其特征在于，所述壳体结构部分包括前壳体、后壳体和下壳体，所述前壳体、后壳体和下壳体相互固定连接设置，所述深度摄像头模块、激光雷达模块、超声波模块、碰撞检测模块、驱动轮模块、主处理器主板、采集处理器主板全部分别固定设置在前壳体、后壳体和下壳体内部；所述驱动轮模块为执行机构，包括左驱动轮模块和右驱动轮模块，所述左驱动轮模块固定附着连接在下壳体上并且顺时针或逆时针转动，所述右驱动轮模块固定附着连接在下壳体上并且顺时针或逆时针转动；所述超声波模块包括前超声波模块和后超声波模块，所述前超声波模块固定附着连接在前壳体上，所述后超声模块又包括左后超声波模块和右后超声波模块，所述左后超声波模块和右后超声波模块均固定附着连接在后壳体上，所述前超声波模块、左后超声波模块和右后超声波模块内部均设置有超声波传感器；所述碰撞检测模块包括左前碰撞检测模块和右前碰撞模块，所述左前碰撞模块和右前碰撞检测模块固定附着连接在前壳体上；所述深度摄像头模块内部设置有深度摄像头传感器；所述激光雷达模块中设置有激光雷达传感器；所述碰撞检测模块中设置有碰撞检测传感器。

2.根据权利要求1所述的一种融合多组传感器数据在复杂环境中避障的机器人，其特征在于，所述主处理器主板与采集处理器主板使用全双工的串行端口连接的方式发送和接收数据，所述的数据包括左驱动轮模块与右驱动轮模块顺时针、逆时针旋转的指令及转速指令，以及超声波模块的数据和碰撞检测模块的数据。

3.根据权利要求1所述的一种融合多组传感器数据在复杂环境中避障的机器人，其特征在于，所述深度摄像头模块与主处理器主板采用USB连接的方式发送和接收数据。

4.根据权利要求1所述的一种融合多组传感器数据在复杂环境中避障的机器人，其特征在于，所述激光雷达模块与主处理器主板使用模块网线连接的方式发送和接收数据。

5.根据权利要求1所述的一种融合多组传感器数据在复杂环境中避障的机器人，其特征在于，所述前超声波模块、左后超声波模块和右后超声波模块组网连成一个超声波模块，采集处理器主板通过一个通信端口获取前超声波模块、左后超声波模块和右后超声波模块3个超声波模块的数据。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种融合多组传感器数据在复杂环境中避障的机器人的避障方法，其特征在于，包括上层避障和底层避障，在所述上层避障过程中，处理深度摄像头模块和激光雷达模块的数据，根据处理后的数据和预设参数将命令修改为各个方向的运动；在所述底层避障过程中，判断超声波模块和碰撞检测模块的数据，根据数据和预设参数修改命令，上层避障与底层避障将以一定的频率进行循环。

7.根据权利要求6所述的一种机器人的避障方法，其特征在于，在所述上层避障步骤中，主处理器主板将深度摄像头模块发送的障碍物距离、角度、高度信息和激光雷达模块发送的障碍物距离、角度信息转换为机器人前方、左前方、右前方是否存在障碍物的信息。

8.根据权利要求6所述的一种机器人的避障方法，其特征在于，所述预设参数包括机器人的预设宽度，在所述上层避障步骤中，如果机器人的前方不存在障碍物且左前和右前存在障碍物，则需判断左前、右前障碍物之间的距离是否小于机器人预设宽度，并修改相应的命令，所述命令包括左前方运动、右前方运动、停止和直行。

9.根据权利要求6所述的一种机器人的避障方法，其特征在于，在所述底层避障步骤中，预设参数包括第一距离和第二距离，且第二距离大于第一距离，在底层避障步骤中，如果检测到超声波传感器的数据在第二距离和第一距离之间，则控制所述机器人减速；如果检测到超声波传感器的数据小于第一距离或碰着检测模块检测到机器人存在碰撞，则修改相应的命令，所述命令包括前进一段距离、后退一段距离、停止和不处理。