[发明专利]一种基于多传感器融合的差动轮式机器人及沿墙导航方法

权利要求书

1.一种基于多传感器融合的差动轮式机器人沿墙导航方法，其特征在于包括如下步骤：

S1，初始化机器人与传感器；

S2，获得传感器信息，接收测距传感器的测距信息，接收激光雷达的扫描信息；

S3，多传感器信息融合，将激光雷达扫描信息划分为多个不同方向的区域，每个区域包括一组距离信息，计算各区域的最小距离信息并记录；

S4，机器人位置矫正，当机器人正对墙面时，分别获取面墙区域及该区域两侧的区域，到墙的最小距离信息，通过最小距离信息之间的几何关系，矫正机器人与墙面的位置关系；

S5，机器人姿态矫正，当机器人一侧面墙时，分别获取面墙区域两侧的区域，到墙的最小距离信息，通过两者的比值，矫正机器人相对墙面的姿态；

S6，机器人沿墙导航，当机器人沿墙行驶时，分别获取面墙区域两侧的区域，到墙的最小距离信息，通过两者的比值，调整机器人的线速度；通过设置在机器人靠墙侧的测距传感器，获取的测距信息，通过测距信息与预设沿墙距离的比较，调整机器人的角速度；

S7，机器人执行速度指令，根据线速度和角速度移动机器人。

2.如权利要求1所述的一种基于多传感器融合的差动轮式机器人沿墙导航方法，其特征在于所述步骤S2中接收激光雷达的扫描信息及其对应的索引index_n，扫描信息为每帧360个距离信息dist_scan_n，其中n为0到359的整数；所述步骤S3中将扫描信息平均划分为6个区域，每个区域由60个距离信息及其对应的索引index_n组成，区域包括：表示右后方向的A区域、表示正右方向的B区域、表示右前方向的C区域、表示左前方向的D区域、表示正左方向的E区域、表示左后方向的F区域；各区域对应的索引包括：index_0-index_59、index_60-index_119、index_120-index_179、index_180-index_239、index_240-index_299、index_300-index_359。

3.如权利要求2所述的一种基于多传感器融合的差动轮式机器人沿墙导航方法，其特征在于所述步骤S3中再划分出表示正前方向的G区域与表示正后方向的H区域，同样由60个距离信息与其对应的索引组成，正前方向对应的索引为index_150-index_209，正后方向对应的索引为index_330-index_359与index_0-index_29，计算8个区域的最小距离信息dist_scan_min_N，(N∈A,B,…,H)。

4.如权利要求2所述的一种基于多传感器融合的差动轮式机器人沿墙导航方法，其特征在于所述步骤S4中，最小距离信息dis_scan_min_B、dis_scan_min_C、dis_scan_min_D和dis_scan_min_E的线段长度分别为OM、OP、OP、ON，由几何关系得到三角形ONM为内角120°的等腰三角形，则OP、OM、ON的数值关系满足：

实时计算变量组Flag_pos1[3]的数值：

Flag_pos1[0] = dis_scan_min_B * dis_scan_min_E / (4 * dis_scan_min_C * dis_scan_min_D) – 1

Flag_pos1[1] = dis_scan_min_B / dis_scan_min_E - 1

Flag_pos1[2] = dis_scan_min_ C / dis_scan_min_D - 1

当变量组Flag_pos1[3]的绝对值均小于第一阈值时，机器人停止旋转，执行匀速前进。