[发明专利]利用视觉相机实现四足机器人定位导航系统及其工作方法

权利要求书

1.利用视觉相机实现四足机器人定位导航系统，其特征在于：包括上位机(1)、上位机控制单元(2)、视觉相机(3)、惯性传感器(4)、GPU计算单元(5)和移动电源(6)；所述上位机控制单元(2)与所述视觉相机(3)、惯性传感器(4)电性连接；所述GPU计算单元(5)安装在所述上位机(1)上；所述上位机(1)与所述上位机控制单元(2)通过无线通信方式连接；所述上位机控制单元(2)、视觉相机(3)、惯性传感器(4)和移动电源(6)安装在四足机器人上，且所述上位机控制单元(2)经所述移动电源(6)供电。

2.根据权利要求1所述的利用视觉相机实现四足机器人定位导航系统，其特征在于：所述视觉相机(3)为Zed双目视觉相机。

3.根据权利要求1所述的利用视觉相机实现四足机器人定位导航系统，其特征在于：所述惯性传感器(4)为IMU惯性传感器。

4.根据权利要求1所述的利用视觉相机实现四足机器人定位导航系统，其特征在于：所述GPU计算单元(5)为NVIDA Jetson系列GPU。

5.根据权利要求4所述的利用视觉相机实现四足机器人定位导航系统，其特征在于：所述GPU计算单元(5)基于SLEM技术实现地图的构建和定位。

6.一种利用权利要求1-5任意一项所述的利用视觉相机实现四足机器人定位导航系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，所述上位机控制单元(2)接收上位机(1)的指令，启动四足机器人并明确行走任务的起点和终点，同时启动所述视觉相机(3)和惯性传感器(4)；

步骤2，所述视觉相机(3)捕捉周边图像并获取图像中的特征点，经所述上位机控制单元(2)传输至所述上位机(1)，由GPU计算单元(5)构建三维点地图；

步骤3，所述视觉相机(3)实时采集周边图像与步骤(2)构建的三位点地图或已有的地图中的特征点对比，完成四足机器人的定位；

步骤4，根据步骤3采集的周边图像，通过所述GPU计算单元(5)计算四足机器人与路径障碍之间的距离获取地图的可行区域，以此规划出行走路径；

步骤5，所述四足机器人根据上位机的指令行走；

步骤6，重复步骤4-5，直至四足机器人完成行走任务。

7.根据权利要求6所述的利用视觉相机实现四足机器人定位导航系统的工作方法，其特征在于，所述步骤3中，如果环境光线较暗，所述上位机(1)融合所述惯性传感器(4)的数据，提高四足机器人定位的鲁棒性。