[发明专利]一种融合多传感器的室内外自适应导航系统及方法

说明书

一种融合多传感器的室内外自适应导航系统，包括有控制板，控制板与电机驱动卡板电连接；电机驱动卡板分别与左编码器、右编码器电连接；控制板与ROS主控器连接；ROS主控器与视觉相机连接；控制板与IMU/GPS连接；控制板、ROS主控器均与电源相连；ROS主控器的网口端与激光雷达连接；ROS主控器与远程PC机相连；自适应导航方法，步骤为：1)硬件连接；2)预处理的位姿数据发送至ROS主控器；3)将编码器脉冲数回传给上位机进行处理，预测航迹；ROS主控器通过无线WIFI实现远程控制；4)ROS主控器接收来自激光雷达、IMU/GPS、视觉里程计、编码器的位姿信息，将当前点与导航目标点的路径与速度，通过ROS主控器下发至控制板实现导航；具有使用的场景丰富的特点。

技术领域

本发明属于机器人导航技术领域，具体涉及一种融合多传感器的室内外自适应导航系统及方法。

背景技术

目前，机器人多传感器融合导航主要体现在室内精准定位与室外GPS/北斗导航，现有大多数导航技术对于室内室外划分较为严格，室内主要以扩展卡尔曼滤波、粒子滤波等方法对各传感器数据进行融合，而室外以惯性导航与GPS/北斗加轮式里程计来进行组合导航的。这样一来较难将室内与室外结合起来，这些问题正是本发明要克服的，通过设计相应环境变化阈值可以判定室内与室外的区别，然后通过程序切换导航模式，完成室内外导航的自适应切换功能。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种融合多传感器的室内外自适应导航系统及方法，本导航方法利用室内室外的环境差异，通过找出不同特征实现一种室内导航与室外导航自适应切换的方法；具有使用的场景丰富的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种融合多传感器的室内外自适应导航系统，包括有控制板1，控制板1的PWM输出端与电机驱动卡板2电连接；电机驱动卡板2的电压输出端分别与左编码器3、右编码器4电连接；控制板1通过CAN总线与ROS主控器5电连接；ROS主控器5与视觉相机6电连接；控制板1的串行外围设备端与IMU/GPS7电连接；控制板1、ROS主控器5均与电源8相连；ROS主控器5的网口端与激光雷达9电连接；ROS主控器5的WIFI天线端与远程PC机相连。

所述的控制板采用STM32F4芯片。

所述的控制板1、电机驱动卡板2、左编码器3、右编码器4组成轮式里程计。

所述的ROS主控器5与视觉相机6组成视觉里程计。

所述的视觉里程计、激光雷达、IMU/GPS、ROS主控器组成激光SLAM主体。

所述的ROS主控器采用NVIDIA TX2。

所述的电机驱动卡板2通过PWM与左编码器3、右编码器4相连；所述的控制板1通过SPI与IMU/GPS相连；ROS主控器通过以太网与激光雷达相连；ROS主控器通过USB3.0接口与视觉相机相连，视觉相机采用RGBD或RGB；ROS主控器通过SSH或VNC与远程PC机相连。

一种融合多传感器的室内外自适应导航方法，包括以下步骤：

步骤1，进行硬件连接，具体做法是：

将控制板的PWM输出端与电机驱动卡板电连接；电机驱动卡板的电压输出端分别与左编码器、右编码器电连接；控制板通过CAN总线与ROS主控器电连接；ROS主控器与视觉相机电连接；控制板的串行外围设备端与IMU/GPS电连接；控制板、ROS主控器均与电源相连；ROS主控器的网口端与激光雷达电连接；ROS主控器的WIFI天线端与与远程PC机相连；