CN109101012A - 一种基于slam算法的机器人导航系统及导航方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其中，包括主控终端、微控制终端、传感器终端、SLAM算法处理终端、数据交互终端、控制执行终端，传感器终端、SLAM算法处理终端、数据交互终端分别与微控制终端连接进行数据传输，主控终端控制连接微控制终端，微控制终端控制连接控制执行终端，控制执行终端控制连接机器人，能够通过传感器模块感知机器人周围的环境并实时记录数据、构建地图，实时将地图进行保存与管理形成大数据，通过微控制终端依据地图控制机器人工作实现实时调整路线、实时壁障、自主导航的功能，结构简单，用以解决现有技术导致的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种基于SLAM算法的机器人导航系统及导航方法。
背景技术
在智能机器人技术开发领域中，导航技术的应用是非常重要的，在机器人的应用中通过导航技术能够控制机器在一定的区域内进行移动来完成一些工作，但是现有的技术中对于机器人的导航只停留在单纯的控制机器人在两点一线或几点一线的固定线路中进行移动，并不能够记录路线并在所记录的路线中优化要行走的路线，往往造成了许多不必要的问题，因此机器人能够实现自主优化线路、自主导航的功能是非常必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于SLAM算法的机器人导航系统，能够通过传感器模块感知机器人周围的环境并实时记录数据、构建地图，实时将地图进行保存与管理形成大数据，通过微控制终端依据地图控制机器人工作实现实时调整路线、实时壁障、自主导航的功能，结构简单，用以解决现有技术导致的缺陷。
本发明还提供一种基于SLAM算法的机器人导航系统的导航方法。
为解决上述技术问题本发明提供以下的技术方案：一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其中，包括主控终端、微控制终端、传感器终端、SLAM算法处理终端、数据交互终端、控制执行终端，所述传感器终端、所述SLAM算法处理终端、所述数据交互终端分别与所述微控制终端连接进行数据传输，所述主控终端控制连接所述微控制终端，所述微控制终端控制连接所述控制执行终端，所述控制执行终端控制连接所述机器人；
所述主控终端用于发射控制信号至所述微控制终端；
所述数据交互终端用于在所述机器人上直接输入传输至所述微控制终端的所述控制信号；
所述传感器终端用于记录所述机器人移动空间的空间数据信息，并将所述空间数据信息传输至所述SLAM算法处理终端；
所述SLAM算法处理终端用于接收所述空间数据信息并进行处理形成空间数据管理信息，并将所述空间数据管理信息传输至所述微控制终端；
所述微控制终端用于接收所述控制信号并进行处理形成控制执行信号，用于将所述控制执行信号传输至所述控制执行终端，用于接收所述SLAM算法处理终端传输的所述空间数据管理信息并进行处理形成导航执行信号，还用于将所述导航执行信号传输至所述控制执行终端；
所述控制执行终端用于接收所述控制执行信号、所述导航执行信号并控制所述机器人移动。
上述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其中，所述主控终端包括上位机管理终端、APP管理终端、语音控制终端、遥控手柄终端，所述上位机管理终端、所述APP管理终端、所述语音控制终端、所述遥控手柄终端分别控制连接所述微控制终端。
上述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其中，所述数据交互终端包括操作按键、摄像模块、麦克风模块、触摸显示屏模块，所述操作按键、所述摄像模块、所述麦克风模块、所述触摸显示屏模块分别控制连接所述微控制终端。
上述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其中，所述SLAM算法处理终端接收的所述空间数据信息包括2D地图数据信息、3D地图数据信息、距离数据信息、里程数据信息；
所述微控制终端接收的所述控制执行信号携带的数据包括地图信息数据、自主导航数据。
上述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其中，所述SLAM算法处理终端包括空间数据处理模块、地图创建模块、地图管理模块；
所述传感器终端包括雷达采集模块、超声波传感器模块、空间数据收集模块，所述空间数据收集模块分别与所述雷达采集模块、所述超声波传感器模块连接进行数据传输并生成所述2D地图数据信息、所述3D地图数据信息、所述距离数据信息、所述里程数据信息。
上述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其中，所述传感器终端还包括红外传感器模块。
上述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其中，所述微控制终端上设有编码器模块、电源磁管理模块。
上述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统的导航方法，其中，包括：
步骤一：主控终端发送控制信号或由数据交互终端直接进行控制生成控制信号至微控制终端；
步骤二：微控制终端分析控制信号并生成传输至控制执行终端的控制执行信号，控制执行终端通过接收的控制执行信号控制机器人执行相应的程序；
步骤三：在机器人移动时传感器终端实时根据机器人的周围环境与地理信息进行空间数据信息采集，并将采集后的空间数据信息传输至SLAM算法处理终端；
步骤四：SLAM算法处理终端根据接收的空间数据信息进行处理生成空间数据管理信息，并将空间数据管理信息传输至微控制终端；
步骤五：微控制终端接收到空间数据管理信息会通过空间数据管理信息携带的地图信息数据和自主导航数据控制机器人移动实现自主导航、实时壁障以及姿态调整。
依据上述本发明一种基于SLAM算法的机器人导航系统提供的技术方案效果是：通过传感器模块感知机器人周围的环境并实时记录数据、构建地图，实时将地图进行保存与管理形成大数据，通过微控制终端依据地图控制机器人工作实现实时调整路线、实时壁障、自主导航的功能，结构简单。
附图说明
图1为本发明一种基于SLAM算法的机器人导航系统的控制结构示意图。
其中，附图标记如下：主控终端101、微控制终端102、传感器终端103、SLAM算法处理终端104、数据交互终端105、控制执行终端106、机器人107。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明的第一实施例是提供一种基于SLAM算法的机器人导航系统，目的是通过传感器模块感知机器人周围的环境并实时记录数据、构建地图，实时将地图进行保存与管理形成大数据，通过微控制终端依据地图控制机器人工作实现实时调整路线、实时壁障、自主导航的功能，结构简单。
如图1所示，一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其中，包括主控终端101、微控制终端102、传感器终端103、SLAM算法处理终端104、数据交互终端105、控制执行终端106，传感器终端103、SLAM算法处理终端104、数据交互终端105分别与微控制终端102连接进行数据传输，主控终端101控制连接微控制终端102，微控制终端102控制连接控制执行终端106，控制执行终端106控制连接机器人107；
主控终端101用于发射控制信号至微控制终端102；
数据交互终端105用于在机器人107上直接输入传输至微控制终端102的控制信号；
传感器终端103用于记录机器人107移动空间的空间数据信息，并将空间数据信息传输至SLAM算法处理终端104；
SLAM算法处理终端104用于接收空间数据信息并进行处理形成空间数据管理信息，并将空间数据管理信息传输至微控制终端102；
微控制终端102用于接收控制信号并进行处理形成控制执行信号，用于将控制执行信号传输至控制执行终端106，用于接收SLAM算法处理终端104传输的空间数据管理信息并进行处理形成导航执行信号，还用于将导航执行信号传输至控制执行终端106；
控制执行终端106用于接收控制执行信号、导航执行信号并控制机器人107移动。
本实施例提供的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，采用的主控终端101包括上位机管理终端、APP管理终端、语音控制终端、遥控手柄终端，上位机管理终端、APP管理终端、语音控制终端、遥控手柄终端分别控制连接微控制终端102。
本实施例提供的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，采用的数据交互终端105包括操作按键、摄像模块、麦克风模块、触摸显示屏模块，操作按键、摄像模块、麦克风模块、触摸显示屏模块分别控制连接微控制终端102，在使用操作时机器人107的数据信息会通过触摸显示屏模块进行显示，能够实时监测，还具有操作机器人107的功能。
本实施例提供的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，采用的SLAM算法处理终端104接收的空间数据信息包括2D地图数据信息、3D地图数据信息、距离数据信息、里程数据信息；
微控制终端102接收的控制执行信号携带的数据包括地图信息数据、自主导航数据。
本实施例提供的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，采用的SLAM算法处理终端104包括空间数据处理模块、地图创建模块、地图管理模块；
传感器终端103包括雷达采集模块、超声波传感器模块、空间数据收集模块，空间数据收集模块分别与雷达采集模块、超声波传感器模块连接进行数据传输并生成2D地图数据信息、3D地图数据信息、距离数据信息、里程数据信息。
本实施例提供的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，采用的传感器终端103还包括红外传感器模块。
本实施例提供的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，采用的微控制终端102上设有编码器模块、电源磁管理模块。
本实施例提供的一种基于SLAM算法的机器人导航系统的导航方法包括：
步骤一：主控终端101发送控制信号或由数据交互终端105直接进行控制生成控制信号至微控制终端102；
步骤二：微控制终端102分析控制信号并生成传输至控制执行终端106的控制执行信号，控制执行终端106通过接收的控制执行信号控制机器人107执行相应的程序；
步骤三：在机器人107移动时传感器终端103实时根据机器人107的周围环境与地理信息进行空间数据信息采集，并将采集后的空间数据信息传输至SLAM算法处理终端104；
步骤四：SLAM算法处理终端104根据接收的空间数据信息进行处理生成空间数据管理信息，并将空间数据管理信息传输至微控制终端102；
步骤五：微控制终端102接收到空间数据管理信息会通过空间数据管理信息携带的地图信息数据和自主导航数据控制机器人107移动实现自主导航、实时壁障以及姿态调整。
综上，本发明的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，能够通过传感器模块感知机器人周围的环境并实时记录数据、构建地图，实时将地图进行保存与管理形成大数据，通过微控制终端依据地图控制机器人工作实现实时调整路线、实时壁障、自主导航的功能，结构简单。
以上对发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改做出若干简单推演、变形或替换，这并不影响发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其特征在于，包括主控终端、微控制终端、传感器终端、SLAM算法处理终端、数据交互终端、控制执行终端，所述传感器终端、所述SLAM算法处理终端、所述数据交互终端分别与所述微控制终端连接进行数据传输，所述主控终端控制连接所述微控制终端，所述微控制终端控制连接所述控制执行终端，所述控制执行终端控制连接所述机器人；
所述主控终端用于发射控制信号至所述微控制终端；
所述数据交互终端用于在所述机器人上直接输入传输至所述微控制终端的所述控制信号；
所述传感器终端用于记录所述机器人移动空间的空间数据信息，并将所述空间数据信息传输至所述SLAM算法处理终端；
所述SLAM算法处理终端用于接收所述空间数据信息并进行处理形成空间数据管理信息，并将所述空间数据管理信息传输至所述微控制终端；
所述微控制终端用于接收所述控制信号并进行处理形成控制执行信号，用于将所述控制执行信号传输至所述控制执行终端，用于接收所述SLAM算法处理终端传输的所述空间数据管理信息并进行处理形成导航执行信号，还用于将所述导航执行信号传输至所述控制执行终端；
所述控制执行终端用于接收所述控制执行信号、所述导航执行信号并控制所述机器人移动。
2.如权利要求1所述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其特征在于，所述主控终端包括上位机管理终端、APP管理终端、语音控制终端、遥控手柄终端，所述上位机管理终端、所述APP管理终端、所述语音控制终端、所述遥控手柄终端分别控制连接所述微控制终端。
3.如权利要求2所述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其特征在于，所述数据交互终端包括操作按键、摄像模块、麦克风模块、触摸显示屏模块，所述操作按键、所述摄像模块、所述麦克风模块、所述触摸显示屏模块分别控制连接所述微控制终端。
4.如权利要求3所述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其特征在于，所述SLAM算法处理终端接收的所述空间数据信息包括2D地图数据信息、3D地图数据信息、距离数据信息、里程数据信息；
所述微控制终端接收的所述控制执行信号携带的数据包括地图信息数据、自主导航数据。
5.如权利要求4所述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其特征在于，所述SLAM算法处理终端包括空间数据处理模块、地图创建模块、地图管理模块；
所述传感器终端包括雷达采集模块、超声波传感器模块、空间数据收集模块，所述空间数据收集模块分别与所述雷达采集模块、所述超声波传感器模块连接进行数据传输并生成所述2D地图数据信息、所述3D地图数据信息、所述距离数据信息、所述里程数据信息。
6.如权利要求5所述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其特征在于，所述传感器终端还包括红外传感器模块。
7.如权利要求3所述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统，其特征在于，所述微控制终端上设有编码器模块、电源磁管理模块。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种基于SLAM算法的机器人导航系统的导航方法，其特征在于，包括：
步骤一：主控终端发送控制信号或由数据交互终端直接进行控制生成控制信号至微控制终端；
步骤二：微控制终端分析控制信号并生成传输至控制执行终端的控制执行信号，控制执行终端通过接收的控制执行信号控制机器人执行相应的程序；
步骤三：在机器人移动时传感器终端实时根据机器人的周围环境与地理信息进行空间数据信息采集，并将采集后的空间数据信息传输至SLAM算法处理终端；
步骤四：SLAM算法处理终端根据接收的空间数据信息进行处理生成空间数据管理信息，并将空间数据管理信息传输至微控制终端；
步骤五：微控制终端接收到空间数据管理信息会通过空间数据管理信息携带的地图信息数据和自主导航数据控制机器人移动实现自主导航、实时壁障以及姿态调整。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181228 |