[发明专利]一种多传感器融合的建图机器人、数据融合方法

说明书

本发明公开了一种多传感器融合的建图机器人、数据融合方法，机器人包括宽体履带底盘、雷达升降平台、传感器系统、电源模块；所述传感器系统包括第一传感装置、第二传感装置，所述电源模块用于供电，所述宽体履带底盘通过动力源提供动力，驱动整个机器人运动；安装在宽体履带底盘上的雷达升降平台用于带动第一传感装置上下运动；第二传感装置安装在宽体履带底盘上。多传感器融合方法，包括：对激光雷达、深度相机进行时间同步、空间同步；对激光雷达、深度相机数据进行融合。

技术领域

本发明涉及一种多传感器融合的建图机器人，属于救援机器人技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展，对资源的开采已经转向深层次的开采，对于深层次的地下开采难度大，容易发生矿难事故。深层开发时一旦发生矿难事故，对于救援是一件非常具有挑战性的事件，怎样高效率采取救援，减少人员伤亡是矿难事故救援工作人员一直关心的问题。为了能在救援中快速准确了解地下的情况，以及地下人员所处的位置，因此对矿井下的定位与地图创建成为了当前不可或缺的技术手段。

在目前的一些相关的技术中，应用较多的是GPS和信号探测仪进行救援搜寻定位。利用GPS进行定位时，会导致在一些被遮挡的地方接收不到信号出现定位失败或者定位偏差较大导致救援任务无法顺利进行。对于使用信号探测仪进行搜寻定位时对基站的信号依赖性强，当在矿井下工作时接收基站的信号较为困难，从而会导致搜寻定位失败。利用UWB进行定位则需要在矿井中安装基站，UWB基站的安装成本昂贵不适用。鉴于此，需要引入新的技术来解决目前所存在的问题。由于SLAM技术的兴起可以对室内的环境进行建图和定位，由此引入SLAM技术来对矿井等环境进行识别和定位。但目前SLAM技术在应用中还存在许多问题，例如工作在地下陌生环境中进行精确的定位存在许多挑战，而优质的数据融合方法是获得高精度的重要保证。因此，有必要设计优质的数据融合方法及匹配的机器人。

发明内容

本发明提供了一种多传感器融合的建图机器人、数据融合方法，以用于从多传感器融合的角度构建硬件平台，并进一步提供数据融合方法，为实现软控制提供支撑。

本发明的技术方案是：

根据本发明的一方面，提供了一种多传感器融合的建图机器人，包括宽体履带底盘、雷达升降平台、传感器系统、电源模块；所述传感器系统包括第一传感装置、第二传感装置，所述电源模块用于供电，所述宽体履带底盘通过动力源提供动力，驱动整个机器人运动；安装在宽体履带底盘上的雷达升降平台用于带动第一传感装置上下运动；第二传感装置安装在宽体履带底盘上。

还包括第三传感装置、第四传感装置中的一种或两种，所述第三传感装置包括IMU传感器11、里程计30，所述第四传感装置采用超声波传感器19；所述第一传感装置采用激光雷达，所述第二传感装置采用深度相机17。

所述宽体履带底盘通过两个电机29分别控制两条宽体履带15，每条宽体履带15连接两个履带同步轮12，每个履带同步轮12均套在各自空心轴26上，对于第一空心轴26内部安装减速器28、电机29，第二空心轴26内部安装一减速器28；安装平板16、空心轴26固定在底盘支架13上，通过安装平板16安装雷达升降平台。

所述雷达升降平台包括水平支撑1、限位开关2、T型光杆连接架3、竖直支撑4、雷达支承板、凸缘轴承6、丝杆7、步进电机支撑板8、步进电机10、雷达支承板、丝杆螺母22、光导杆24；其中，水平支撑1和竖直支撑4组成框架；光导杆24由安放在框架水平支撑1的两端处的T型光杆连接架3进行固定；凸缘轴承6固定在雷达支承板上，凸缘轴承6与光导杆24同轴线安装，步进电机10安装在步进电机支撑板8上，步进电机支撑板8固定在水平支撑1上；步进电机10的输出轴与丝杆7连接，丝杠螺母22固定在雷达支承板上并螺旋安装在丝杆7上，步进电机10转动带动丝杆7转动，进而带动雷达支承板上下移动；限位开关2安装在上下水平支撑1上。

根据本发明的另一方面，提供了一种多传感器融合方法，包括：

对激光雷达、深度相机进行时间同步、空间同步；