工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法及系统，涉及机器人技术领域，本发明专利技术方法，包括如下步骤：S1、获取图像信息，根据所述图像信息生成全局的点云地图；S2、通过人机交互的方式，选定进行探测的目标点；S3、根据点云匹配算法，基于点云地图定位机器人自身位置；S4、根据所述点云地图、目标点位置和机器人自身位置，对前往目标点的路径进行规划，选取最佳路径进行巡检。上述工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法及系统能够应对大多数工业巡检场景，减少工人的工作量，节约人力资源。节约人力资源。节约人力资源。

【技术实现步骤摘要】
工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体而言，尤其涉及一种工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法及系统。

技术介绍

[0002]近些年来，随着机器人技术和视觉设备的发展，四足机器人不仅具备完善的行走和平衡控制能力，还具备一定的环境感知能力，被广泛应用于工业巡检等领域中。
[0003]现有的工业巡检的四足机器人普遍使用激光雷达构建全局地图，达到环境感知的目的。然而，激光雷达的价格昂贵，使机器人造价过高不利于量产。除此之外，现有的工业巡检机器人不具备动态避让和机械臂协作的能力，因此一旦遇到移动的物体和需要手动开启或者关闭装置的情况，现有的工业巡检机器人并不能有效地应对。

技术实现思路

[0004]根据上述提出四足机器人在工业巡检领域中的局限性的技术问题，而提供一种工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法及系统。本专利技术主要通过对周围环境的获取和对最佳巡检路径的规划，起到使四足机器人顺利完成工业巡检的目的。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法，包括如下步骤：
[0007]S1、获取图像信息，根据所述图像信息生成全局的点云地图；
[0008]S2、通过人机交互的方式，选定进行探测的目标点；
[0009]S3、根据点云匹配算法，基于点云地图定位机器人自身位置；
[0010]S4、根据所述点云地图、目标点位置和机器人自身位置，对前往目标点的路径进行规划，选取最佳路径进行巡检。
[0011]进一步地，S1包括：
[0012]通过摇控手柄操控机器人旋转或者平移，使机器人的视觉系统扫描周围环境，对扫描到的图像信息做点云处理，使用ORB
‑
SLAM2算法构建点云地图。
[0013]进一步地，采用YOLO目标检测算法与ORB
‑
SLAM2算法相结合来构建局部可通过地图，排除其他目标对地图构建的干扰。
[0014]进一步地，S2包括：人为选择地图中的某一点作为目标点，通过遥控手柄向机器人发送目标点的位置信息和前往目标点的指令，机器人接收到信息和指令后生成前往目标点的动作。
[0015]进一步地，S3包括：通过对点云地图中的某一帧点云和当前帧点云进行匹配，求得一个转换T，使两幅点云达到重合的程度，转换T即为机器人的位置。
[0016]进一步地，S4中，采用RRT算法对前往目标点的路径进行规划。
[0017]进一步地，当巡检过程中遇到楼梯或者台阶以及行人和车辆经过的情况时，进行局部路径规划来上下楼梯或者台阶以及避让行人和车辆。
[0018]进一步地，在巡检过程中，通过机械臂协助机器人对开关装置进行启动和关闭。
[0019]本专利技术还提供了一种工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划系统，用以实现上述任一种工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法，包括视觉系统、运动系统、中央处理系统和人机交互系统；
[0020]视觉系统，所述视觉系统包括若干个深度摄像头，所述深度摄像头设置于机器人四周，所述深度摄像头获取环境信息并将环境信息发送给中央处理系统进行地图构建和实时环境感知；
[0021]运动系统，所述运动系统包括若干个电机，所述电机分别设置于机器人的躯干、腿部、机械臂部位；所述运动系统接收中央处理系统的指令并通过电机驱使各关节进行抓取和行走；
[0022]中央处理系统，所述中央处理系统包括设置于机器人主体内的中央处理器；所述中央处理系统接收并处理信息，并将处理后的信息以指令的形式发出，对机器人进行操作和控制；
[0023]人机交互系统，所述人机交互系统包括手柄遥控器，所述手柄遥控器向中央处理系统发送指令和传递信息。
[0024]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0025]本专利技术使用YOLO目标检测算法与ORB
‑
SLAM2算法相结合来构建局部可通过地图，排除了其他目标对地图构建的干扰。
[0026]本专利技术采用RRT算法实现路径规划，好处在于该算法时间复杂度低，具有较快的搜索能力。
[0027]本专利技术提出一种人机共融的机制，使得机器人既可以遵循遥控手柄的控制进行运动，也可以通过对环境进行感知而自主运动，还体现于结合目标检测算法实现攀爬楼梯、动态避让以及机械臂协作的功能，从而使四足机器人更加智能并且更好地胜任工作巡检的工作，以此减少工人的操作，节约人力。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术方法流程图。
[0030]图2为本专利技术系统示意图。
[0031]图中：1、深度摄像头；2、电机；3、躯干；4、腿部；5、机械臂；6、中央处理器。
具体实施方式
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅
仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0035]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0036]如图1所示，本专利技术提供了一种工业巡检四足机器人的人机共融感知与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取图像信息，根据所述图像信息生成全局的点云地图；S2、通过人机交互的方式，选定进行探测的目标点；S3、根据点云匹配算法，基于点云地图定位机器人自身位置；S4、根据所述点云地图、目标点位置和机器人自身位置，对前往目标点的路径进行规划，选取最佳路径进行巡检。2.根据权利要求1所述的工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法，其特征在于，S1包括：通过摇控手柄操控机器人旋转或者平移，使机器人的视觉系统扫描周围环境，对扫描到的图像信息做点云处理，使用ORB
‑
SLAM2算法构建点云地图。3.根据权利要求2所述的工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法，其特征在于：采用YOLO目标检测算法与ORB
‑
SLAM2算法相结合来构建局部可通过地图，排除其他目标对地图构建的干扰。4.根据权利要求1所述的工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法，其特征在于，S2包括：人为选择地图中的某一点作为目标点，通过遥控手柄向机器人发送目标点的位置信息和前往目标点的指令，机器人接收到信息和指令后生成前往目标点的动作。5.根据权利要求1所述的工业巡检四足机器人的人机共融感知与规划方法，其特征在于，S3包括：通过对点云地图中的某一帧点云和当前帧点云进行匹配，求得一个转换T，使两幅点云达到重合的程度，转换T即为机器人的位置。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛桂阳，薛露露，
申请(专利权)人：深圳艾斯克机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：