[发明专利]一种轮式越障机器人底盘

权利要求书

1.一种轮式越障机器人底盘，其特征在于，包括：

底盘主体；

主动轮，其可旋转支撑在所述底盘主体上；

安装架，其一端可拆卸连接所述底盘主体；

越障轮，其可旋转支撑在所述安装架的另一端；

越障组件，其设置在所述安装架与所述越障轮之间，能够使所述越障轮沿所述安装架滑动，以攀越障碍物；

激光雷达导航模块，其连接所述底盘主体，用于障碍物识别和规划路径。

2.如权利要求1所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述安装架包括：

壳体，其具有安装腔；

第一限位机构，其设置在所述壳体的一端，且可滑动连接所述越障轮的一端；

第二限位机构，其设置在所述壳体的另一端，且可滑动连接所述越障轮的另一端；

其中，所述第二限位机构的自由度大于所述第一限位机构的自由度。

3.如权利要求2所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述越障组件包括：

第一弹簧，其设置在所述第一限位机构和所述越障轮之间，能够使所述越障轮的一端沿所述第一限位机构滑动；

第二弹簧，其设置在所述第二限位机构和所述越障轮之间，能够使所述越障轮的另一端沿所述第二限位机构滑动；

其中，所述第一弹簧和所述第二弹簧交替伸缩能够使所述越障轮向上攀爬。

4.如权利要求3所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述第一限位机构和所述第二限位机构均包括：

限位柱，其设置在所述安装腔内，且连接所述弹簧的一端；

限位导轨，其设置在所述壳体上；

轴销，其可滑动设置在所述限位导轨上，且一端连接所述弹簧的另一端，另一端连接所述越障轮，以使所述越障轮的能够沿所述限位导轨滑动。

5.如权利要求4所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述限位导轨包括第一滑轨和第二滑轨；

所述第一滑轨设置在所述壳体的一侧；

所述第二滑轨设置在所述壳体的另一侧；

所述轴销设置在所述第一滑轨和所述第二滑轨之间。

6.如权利要求5所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述越障轮为万向轮。

7.如权利要求6所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述第一弹簧和所述第二弹簧均为高强度弹簧。

8.如权利要求7所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述障碍物识别和规划路径包括如下步骤：

采集一帧激光雷达数据；

将所述激光雷达数据分割为多个相等的方形区块，并筛选出感兴趣区块；

设定邻域和最低密度值，遍历所述感兴趣区块，得到每个所述感兴趣区块的中心点；

若相邻感兴趣区块的所述中心点密度相连，则所述相邻感兴趣区块归为一个障碍物团簇；

提取所述障碍物团簇的几何特征，并绘制障碍物的矩形边框；

对相邻两帧激光雷达数据关联，采用卡尔曼滤波器对障碍物的位置和速度进行滤波和预测，并绘制环境地图；

根据所述环境地图规划路径。

9.如权利要求8所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述筛选感兴趣区块，包括如下步骤：

分别计算每个所述方形区块的占比值；

将所述占比值大于占比阈值的方形区块作为感兴趣区块；

其中，所述占比值和占比阈值通过计算得到

其中，ρ表示占比值，Α表示方形区块中像素点数量，m表示方形区块的长度，n表示方形区块的高度，ρ_des表示占比阈值，k表示激光雷达角度分辨率，Δω表示测量误差，N表示阈值参数，λ表示激光雷达离地高度，H表示阈值因子。

10.如权利要求9所述的轮式越障机器人底盘，其特征在于，所述邻域和最低密度值通过计算得到：

其中，d_min表示最低密度值，σ表示密度均值，κ表示校正系数，R表示发射波形的宽度，θ表示激光雷达的角度误差，x_max表示单个区块像素点在横轴上的最大投影数量，x_min表示单个区块像素点在横轴上的最小投影数量，y_max表示单个区块像素点在纵轴上的最大投影数量，y_min表示单个区块像素点在纵轴上的最小投影数量，ε表示邻域，x表示单个像素点在横轴上的投影长度，y表示单个像素点在横轴上的投影长度，a表示干扰系数。