[发明专利]一种用于机器人的时空超声波导航数据采集方法及系统

权利要求书

1.一种用于机器人的时空超声波导航数据采集方法，其中，所述机器人上设有至少一个超声波传感设备，方法包括：

S1，获取机器人运动控制指令及数据采集控制指令；

S2，根据所述机器人运动控制指令进行运动，并实时采集所述机器人运动时的状态信息及控制信息，得到连续时间段内的导航数据；

S3，根据所述数据采集控制指令控制所述超声波传感设备采集所述连续时间段内的超声波数据；

S4，将所述导航数据与超声波数据进行时空数据聚合，得到时空超声波导航数据。

2.根据权利要求1所述的用于机器人的时空超声波导航数据采集方法，其特征在于，所述S1中获取机器人运动控制指令包括油门、刹车、档位、转向，控制机器人的运动；所述获取数据采集控制指令包括开始采集或停止采集指令，控制采集程序的开始和停止。

3.根据权利要求1所述的用于机器人的时空超声波导航数据采集方法，其特征在于，所述S2中采集的状态信息包括所述机器人所在的位置、航向，采集的所述控制信息包括所述机器人的线速度、角速度。

4.根据权利要求3所述的用于机器人的时空超声波导航数据采集方法，其特征在于，所述S2具体包括：将所述机器人运动控制指令并转化为机器人可直接执行的线速度与角速度底层控制指令，控制机器人的运行。

5.根据权利要求4所述的用于机器人的时空超声波导航数据采集方法，其特征在于，将所述机器人运动控制指令并转化为底层控制指令的方法包括：

S201，将所述油门、刹车、转向记为比例系数p_gas、p_brake、p_steer，数值范围为[0，1]，档位记为p_gear，取值为{0，1，2，3}；

S202，根据以下公式计算线速度：

其中，为当前时刻的线速度，为上一时刻线速度，为线速度允许最大值；

S203，根据以下公式计算角速度：

其中，为当前时刻的线速度，为上一时刻线速度；

S204，根据线速度与角速度底层控制指令包含的时间戳判断所述底层控制指令是否为同一时刻指令，若不是，则继续等待指令更新，直到获得同一时刻机器人运动控制指令；若是，则将所述底层控制指令发送给机器人。

6.根据权利要求1所述的用于机器人的时空超声波导航数据采集方法，其特征在于，所述S3中的超声波数据包括至少一个方向上的2D点云数据，通过如下公式进行单一时刻点云数据处理：

其中下标i为超声波序号，代表不同方向，d为欧几里得距离值，(x，y)为原始点云值。

7.根据权利要求6所述的用于机器人的时空超声波导航数据采集方法，其特征在于，所述S3、S4具体包括：

S301，将所述点云数据处理后的超声波数据、状态信息及控制信息进行时间戳同步，将同一时刻采集的数据作为一个数据样本存储；

S302，将连续时间采集的数据存入同一个文件，则该文件内的数据构成了所述连续时间段内的时空超声波导航数据；

S401，重复S301、S302操作，将不同时间段内采集的时空超声波导航数据分别存入不同文件，采集结束后的所有文件构成了时空超声波导航数据集。

8.一种用于机器人的时空超声波导航数据采集系统，其特征在于，包括：

车辆控制节点，用于向数据采集节点发送机器人运动控制指令与数据采集控制指令；

数据采集平台，用于根据所述机器人运动控制指令进行运动，并实时采集所述机器人运动时的状态信息及控制信息，得到导航数据；并根据所述数据采集控制指令控制所述超声波传感设备采集超声波数据；

数据采集节点，用于获取机器人运动控制指令及数据采集控制指令，并向数据采集平台发送相应指令；以及将所述导航数据与超声波数据进行数据融合，得到时空超声波导航数据。