CN113589827A - 一种机器人3d感知避障系统及其避障方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人3D感知避障系统及其避障方法，包括机器人本体，所述机器人本体包括主体部分，连接于主体部分底部的底座，以及设置于底座上的运动单元，所述主体部分上设置有深度相机，所述底座上设置有环境感知单元和避障感知单元，所述底座内部设置有控制单元，本发明利用环境感知单元对机器人本体周围环境信息进行收集，利用深度相机对行驶路径前方进行检测，判断是否存在障碍物和行驶路面情况，配合使用避障感知单元，能够检测行驶路径中障碍物的位置和路面情况；由控制单元对三者所反馈的信息进行转换和计算，检测出机器人本体与障碍物之间的距离，以使控制运动单元及时躲避障碍物，实现机器人本体的自动避障。

Description

一种机器人3D感知避障系统及其避障方法

技术领域

本发明涉及机器人避障技术领域，尤其涉及一种机器人3D感知避障系统及其避障方法。

背景技术

随着人工智能技术的飞速发展，具有移动能力的机器人不断出现在各个领域中，如今已经在工业生产、防疫消毒、环境清洁、运输勘探、航空航天等领域广泛使用，由于机器人的智能化程度较高，学习能力较强，灵活性较好，因此具有极大的发展空间。伴随着机器人的广泛应用，人们对其功能要求也日益提高，特别是机器人避障方面，众多企业都投入较大的人力与物力加以研究。例如，申请日为2017.12.26，公开号为CN109955245A，发明名称为“一种机器人的避障方法、系统及机器人”的中国专利中，公开了一种避障机器人与避障方法；同样的，申请日为2016.02.19，公开号为CN105700528A，发明名称为“一种机器人自主导航避障系统及其方法”的中国专利中，也公开了一种了机器人自动避障系统和避障方法，但是，前述专利在实际使用过程中，仍存在如下弊端：

1、现有的机器人在行驶时，其避障系统仅能对行驶路径前方的障碍物进行识别，不能同时检测位于机器人上方的障碍物或机器人周围的环境信息，容易使机器人发生磕碰，故实用性不强；

2、现有的机器人在行驶时，仅考虑到行驶前方的障碍物对机器人行进所造成的阻碍和影响，不能对机器人的行驶路面进行检测，容易使路面上凸起部分、台阶或凹陷结构绊倒，导致机器人发生倾倒，使其中断工作或倾倒受损，故安全性较差；

发明内容

本发明的主要目的是解决现有技术中所存在的问题，提供一种机器人3D感知避障系统及其避障方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种机器人3D感知避障系统，包括机器人本体，所述机器人本体包括主体部分，连接于主体部分底部的底座，以及设置于底座上的运动单元，所述主体部分上设置有深度相机，所述深度相机用于对机器人本体行驶路径中的障碍物进行识别与预判，所述底座上设置有环境感知单元和避障感知单元，所述环境感知单元用于采集机器人本体周围的环境信息，所述避障感知单元用于检测机器人本体行驶路径中障碍物的位置和路面情况，所述底座内部设置有控制单元，所述控制单元用于对深度相机、环境感知单元和避障感知单元所反馈的信息进行转换与处理，还用于规划机器人本体的行驶路线和控制运动单元进行自动避障。

进一步地，所述环境感知单元设置为激光雷达，所述激光雷达位于主体部分的下方。

进一步地，所述避障感知单元包括高处监探模组、水平监探模组和低处监探模组，其中：

高处监探模组，用于识别与获取机器人本体行驶路径中与主体部分上部高度相对应的障碍物的信息；

水平监探模组，用于识别和获取机器人本体行驶路径中位于底座前方障碍物的信息；

低处监探模组，用于识别和获取机器人本体行驶路径中的路面情况。

进一步地，所述高处监探模组设置为第一测距传感器，所述第一测距传感器设置为多组，且每组所述第一测距传感器的检测路径与机器人本体行驶方向之间的夹角呈锐角。

进一步地，所述水平监探模组设置为超声波传感器，所述超声波传感器设置为多组，多组所述超声波传感器于底座的行驶方向上形成一检测区域。

进一步地，所述低处监探模组包括第二测距传感器，所述第二测距传感器设置为多组，且每组所述第二测距传感器的检测路径与机器人本体行驶方向之间的夹角呈锐角。

进一步地，所述控制单元包括主控模块、数据运算模块、信息采集模块和运动控制模块；

主控模块，用于对用于对深度相机、环境感知单元和避障感知单元所反馈的信息进行收集和转换，还用于向运动控制模块发出避障指令；

数据运算模块，用于对主控模块所反馈的信息进行计算和处理，并用于构建周围环境地图和重新规划路径；

信息采集模块，用于检测机器人本体行驶路径中障碍物的位置和路面情况；

运动控制模块，用于接收主控模块所发出的避障指令，还用于控制机器人本体进行自动。

进一步地，所述底座上还设置有充电装置。

进一步地，所述充电装置包括蓄电池、充电电极和充电桩，所述蓄电池设置于底座的内部，且该蓄电池用于储存充电桩所提供的电能和为控制单元进行供电，所述充电电极设置于壳体上，且该充电电极与蓄电池电性相连，所述充电桩上设置有供电电极，所述供电电极的结构与充电电极的结构相配合，所述充电桩通过供电电极和充电电极为蓄电池进行供电。

进一步地，所述底座上设置有识别相机，所述识别相机与控制单元之间电性相连，所述充电桩上相配合设置有标识结构，所述识别相机和标识结构用于判断充电电极与供电电极之间的对接情况。

进一步地，所述底座上设置信号发射单元，所述信号发射单元与控制单元电性相连，所述充电桩上设置有信号接收单元，所述信号接收单元与充电桩电性相连，所述信号发射单元和信号接收单元用于判断充电桩对蓄电池的充电状态。

进一步地，所述供电电极采用弹性电极。

一种机器人避障方法，包括如下步骤：

步骤一：由所述深度相机对机器人本体行驶路径上障碍物进行识别和预判，由所述环境感知单元对机器人本体周围的环境信息进行采集，并由所述避障感知单元对机器人本体行驶路径中障碍物的位置和路面情况进行检测与测量；

步骤二：所述深度相机、环境感知单元和避障感知单元将获取的信息反馈给控制单元，由控制单元进行转换、计算与处理，并由控制单元控制运动单元进行自动避障。

进一步地，步骤一中避障感知单元的检测方式如下：所述避障感知单元中的高处监探模组对机器人本体行驶路径与主体部分上部高度相对应的障碍物进行检测，所述水平监探模组对机器人本体行驶路径中位于底座前方障碍物进行检测，所述低处监探模组对机器人本体行驶路径中的路面情况进行检测。

进一步地，在步骤二中控制单元的控制方法如下：由所述信息采集模块对机器人本体行驶路径中障碍物位置的信息和路面情况的信息进行收集，并反馈给主控模块，所述主控模块对深度相机、环境感知单元、避障感知单元所反馈的信息进行收集和转换，并将转换后的信息传递给数据运算模块，所述数据运算模块对主控模块所反馈的信息进行计算和处理，并用于构建周围环境的地图和重新规划路径，并将计算完成后的信号反馈给主控模块，由主控模块向运动控制模块发出指令，由所述运动控制模块控制运动单元带动机器人本体进行自动避障。

本发明具有的优点和积极效果是：

(1)本发明结构新颖，稳定可靠，利用环境感知单元对机器人本体周围的环境信息进行采集并传递给控制单元，控制单元根据环境感知单元获取的周围环境的信息构建地图；同时，主体上设置的深度相机机器人本体前方进行检测，判断是否存在障碍物，同时将所采集的数据信息传输给控制单元，配合使用避障感知单元，能够对机器人本体行驶路径中所遇到的障碍物的位置和路面情况进行检测，并对相关的信息进行采集，将获取的信息传输给控制单元；控制单元对深度相机、环境感知单元和避障感知单元所反馈的信息进行转换和计算，从而判断出机器人本体与障碍物之间的距离，以使控制单元能够及时控制底座上的运动单元带动机器人本体避开障碍物，以实现机器人本体的自动避障；

(2)本发明中的避障感知单元中设置有高处监探模组、水平监探模组和低处监探模组，能够对机器人本体的行进方向进行多方位的检测，通过在高处监探模组中采用多组第一测距传感器，扩大对高处障碍物的检测范围，能够获取机器人本体行驶路径中与主体部分上部高度相对应的障碍物的信息，避免与高处的障碍物发生碰撞；通过在水平监探模组中采用多超声波传感器，能够对底座前方是否存在障碍物进行检测与判断，及时识别底座前方的障碍物；配合使用低处监探模组，并在低处监探模组中设置多组第二测距传感器，由低处监探模组中的第二测距传感器对底座行驶路径的路面情况进行检测，检测路面是否存在凸起部位、台阶或凹坑结构，使得机器人通过运动单元及时躲避，避免机器人出现倾倒或摔坏，具有较好的安全性；

(3)本发明采用充电装置，能够使机器人本体补充电能，提高了机器人本体使用的灵活性，提升机器人本体运行的自动化程度；且通过充电装置中设置识别相机和标识结构，能够对底座上的充电电极和供电电极之间的配合情况进行检测，并且通过控制单元控制运动机构对充电电极和供电电极之间的连接状态进行调节，保证蓄电池的充点效果和充电状态，且供电电极采用弹性电极，能够能够对机器人本体与充电桩之间相接触时进行缓冲，避免因撞击造成磕坏现象。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中深度相机、避障感知单元和环境感知单元之间的连接示意图；

图3是本发明中底座的结构示意图；

图4是充电桩、供电电极、标识结构与信号接收单元之间的结构示意图；

图5是本发明的控制关系框图。

图中：1、主体部分；2、底座；3、运动单元；4、深度相机；5、环境感知单元；6、避障感知单元；61、高处监探模组；62、水平监探模组；63、低处监探模组；7、控制单元；71、主控模块；72、数据运算模块；73、信息采集模块；74、运动控制模块；8、充电装置；81、蓄电池；82、充电电极；83、充电桩；9、识别相机；10、标识结构；11、信号发射单元；12、信号接收单元。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行驶一步的描述。

如图1-图5所示，一种机器人3D感知避障系统，包括机器人本体，机器人本体包括主体部分1，连接于主体部分1底部的底座2，以及设置于底座2上的运动单元3，主体部分1上设置有深度相机4，深度相机4用于对机器人本体行驶路径中的障碍物进行识别与预判，底座2上设置有环境感知单元5和避障感知单元6，环境感知单元5用于采集机器人本体周围的环境信息，避障感知单元6用于检测机器人本体行驶路径中障碍物的位置和路面情况，底座2内部设置有控制单元7，控制单元7用于对深度相机4、环境感知单元5、避障感知单元6所反馈的信息进行转换与处理，还用于规划机器人本体的行驶路线和控制运动单元3进行自动避障。

具体地，机器人本体在行驶时，利用环境感知单元5对机器人本体周围的环境信息进行采集，并将获取的信息传递给控制单元7，控制单元7根据环境感知单元5获取的周围环境的信息构建周围环境地图；同时，利用主体上设置的深度相机4对行驶路径的前方进行检测，判断主体部分1的前方是否存在障碍物，深度相机4将所采集的数据信息传输给控制单元7，并配合使用避障感知单元6，能够对机器人本体行驶路径中所遇到的障碍物的位置和路面情况，并对相关的数据信息进行采集，将获取的信息传输给控制单元7；由控制单元7对深度相机4、环境感知单元5以及避障感知单元6所采集的信息进行转换和计算，从而判断出机器人本体与障碍物之间的距离，以使控制单元7能够及时控制底座2上的运动单元3停止向有障碍物的方向进行运动，实现机器人本体的自动避障。

另外，上述中深度相机4的具体结构、工作原理以及对障碍物的相关数据的测量方式均属于本技术领域现有技术，本发明未对其进行改进，故不再赘述。

进一步地，环境感知单元5设置为激光雷达，激光雷达位于主体部分1的下方，利用激光雷达来获取机器人本体周围的信息，并将所获得的信息传递给控制单元7，以便控制单元7对周围环境地图进行构建，以便于机器人本体运动时躲避障碍物。

进一步地，避障感知单元6包括高处监探模组61、水平监探模组62和低处监探模组63，其中；

高处监探模组61，用于识别与获取机器人本体行驶路径中与主体部分1上部高度相对应的障碍物的信息；高处监探模组61可设置为第一测距传感器，第一测距传感器设置为多组，且每组第一测距传感器的检测路径与机器人本体行驶方向之间的夹角呈锐角；

具体地，机器人本体在进行行驶时，由高处监探模组61中的第一测距传感器对主体部分1前进方向的上方进行测量与识别，并将测量的数据传递给控制单元7进行转换处理，设此时第一测距传感器测得与障碍物之间的直线距离为L₁，第一测距传感器的测量路径与机器人本体行进的水平方向所成的锐角为θ₁，规定此时机器人本体与障碍物之间的水平距离为S₁，根据三角函数公式可知，此时S₁＝L₁sinθ₁，即可得出此时主体部分1与障碍物之间的水平距离S₁，以便机器人本体能够及时进行避障，且由于第一测距传感器设置为多组，能够检验机器人本体周围的多个方向，进而提高了机器人本体的避障能力，避免机器人本体发生磕碰。

水平监探模组62，用于识别和获取机器人本体行驶路径中位于底座2前方障碍物的信息，水平监探模组62设置为超声波传感器，超声波传感器设置为多组，多组超声波传感器于底座2的行驶方向上形成一检测区域；

具体地，水平监探模组62中的超声波传感器能够对底座2前方是否存在障碍物进行检测与判断，若存在障碍物，设此时障碍物与底座2之间的直线距离为L₂，障碍物与超声波传感器之间的水平距离为S₂，由于超声波传感器的测量路径与距离底座2之间的水平距离相重合，即此时的两者之间的直线距离L2与水平距离S₂相等，且多组超声波传感器均匀布设于底座2上，于底座2周围形成一个扇形的检测区域，能够对处于检测区域内的障碍物进行测量，从而提高对行驶路径中水平方向上障碍物的检测能力。

低处监探模组63，用于识别和获取机器人本体行驶路径中的路面情况，低处监探模组63包括第二测距传感器，第二测距传感器设置为多组。且每组第二测距传感器的检测路径与机器人本体行驶方向之间的夹角呈锐角，同理，机器人本体在进行行驶时，由低处监探模组63中的第二测距传感器对底座2行驶路径的路面情况进行检测，检测路面是否存在凸起部位、台阶或凹坑结构，当检测到前方路面上存在凸起部位、台阶或凹坑结构时，对其进行测量并将测得信息传递给控制单元7进行转换处理，设此时第二测距传感器测得与障碍物之间的直线距离为L₃，第二测距传感器的测量路径与机器人本体的行进水平方向所成的锐角为θ₃，规定此时机器人本体与凸起部位之间、台阶或凹坑结构之间的水平距离为S₃，根据三角函数公式可知，此时S₃＝L₃sinθ₃，即可得出此时底座2与凸起障碍物之间、台阶或凹坑结构之间的水平距离S₃，以便机器人本体能够及时进行避障，且由于第二测距传感器设置为多组，能够检验底座2周围的多个方向，进而提高了机器人本体的避障能力，避免机器人本体发生倾倒或摔坏。

进一步地，控制单元7包括主控模块71、数据运算模块72、信息采集模块73和运动控制模块74；

主控模块71，用于对用于对深度相机4、环境感知单元5和避障感知单元6所反馈的信息进行收集和转换，还用于向运动控制模块74发出避障指令；

数据运算模块72，用于对主控模块71所反馈的信息进行计算和处理，并用于构建周围环境地图和重新规划路径；

信息采集模块73，用于检测机器人本体行驶路径中障碍物的位置和路面情况；

运动控制模块74，用于接收主控模块71所发出的避障指令，还用于控制机器人本体进行自动。

具体地，深度相机4将所获取的位于主体部分1前方的障碍物信息传递给主控模块71，环境感知单元5中的激光雷达将自身所采集的周围环境的信息传递给主控模块71，避障感知单元6将所测得机器人本体行驶路径前方的障碍物和路面情况的测量信息传递给主控模块71，主控模块71对三者所测的信息进行转换和处理，并传递给数据运算模块72进行计算处理，并构建周围环境地图，重新规划机器人的行驶路径，数据运算模块72将处理与计算后的数据信息传递给主控模块71，主控模块71根据数据运算模块72运算后信息向运动控制模块74发出相应的避障指令，从而由运动控制模块74控制运动单元3带动机器人本体进行避障。

进一步地，底座2上还设置有充电装置8，充电装置8包括蓄电池81、充电电极82和充电桩83，蓄电池81设置于底座2的内部，且该蓄电池81用于储存充电桩83所提供的电能和为控制单元7进行供电，充电电极82设置于壳体上，且该充电电极82与蓄电池81电性相连，充电桩83上设置有供电电极，供电电极的结构与充电电极82的结构相配合，充电桩83通过供电电极和充电电极82为蓄电池81进行供电，利用充电装置8为机器人本体提供电能，以驱动机器人本体进行工作，其中蓄电池81用于储存电能，并为控制单元7提供电能，在充电时，机器人本体运动至充电桩83附近，并使设置于机器人底座2上的充电电极82相配合对接于充电桩83上的供电电极上，使得充电电极82与供电电极相互接通，从而使充电桩83对机器人本体进行供电。

进一步地，底座2上设置有识别相机9，识别相机9与控制单元7之间电性相连，充电桩83上相配合设置有标识结构10，识别相机9和标识结构10用于判断充电电极82与供电电极之间的对接情况，当底座2上的充电电极82与充电桩83上的供电电极相互对接时，设置于底座2上的识别相机9会对充电桩83上的标识结构10中的识别点进行识别与采集，并将采集的识别点的数据信息输送给控制单元7进行计算与判断，若识别点的数据信息与预先设置识别点的数据信息相对应，则证明充电电极82与供电电极之间的完全配合并实现充分对接；若识别点的数据信息与预设设置的识别点数据信息存在差异，则由控制单元7控制运动单元3对机器人本体充电时的姿态进行调整，直至使识别相机9能够对标识结构10采集的数据信息与控制单元7中的预设识别点的数据信息相对应，则此时充电电极82和充电桩83上的供电电极之间的对接状态为最佳状态，以保证充电桩83对蓄电池81的充电效果。

进一步地，底座2上设置信号发射单元11，信号发射单元11与控制单元7电性相连，充电桩83上设置有信号接收单元12，信号接收单元12与充电桩83电性相连，信号发射单元11和信号接收单元12用于判断充电桩83对蓄电池81的充电状态，当设置于底座2上的充电电极82相与充电桩83上的供电电极对接完成后，使得两者之间相连通，此时控制单元7会带控制信号发射单元11向充电桩83上的信号接收单元12发出信号，信号接收单元12在接将接收到的信号递给充电桩83，是充电桩83通过充电电极82和供电电极对蓄电池81进行充电。

进一步地，供电电极采用弹性电极，当机器人本体在进行充电时，机器人本体会与充电桩83之间发生碰撞，通过在采用弹性电极，能够对机器人本体与充电桩83之间相接触时进行缓冲，避免因撞击造成磕坏现象。

另外，上述所涉及的标识结构10可采用特异性的识别块、凹槽结构或二维码等具有特异性识别标志的识别体；其中运动单元3、深度相机4、环境感知单元5、避障感知单元6、激光雷达、第一测距传感器、第二测距传感器、主控模块71、数据运算模块72、信息采集模块73、运动控制模块74、蓄电池81、充电桩83、识别相机9、标识结构10、信号发射单元11和信号接收单元12的具体结构和工作原理均属于本技术领域现有技术，本申请未对其进行改进，其中上述各部分间的电性连接关系、电性连接原理和电性连接结构均属于本技术领域现有技术，本申请未对其进行改进，故不再赘述。

本发明结构新颖，稳定可靠，利用环境感知单元5对机器人本体周围的环境信息进行采集并传递给控制单元7，控制单元7根据环境感知单元5获取的周围环境的信息构建地图；同时，主体上设置的深度相机4机器人本体前方进行检测，判断是否存在障碍物，同时将所采集的数据信息传输给控制单元7，配合使用避障感知单元6，能够对机器人本体行驶路径中所遇到的障碍物的位置和路面情况进行检测，并对相关的信息进行采集，将获取的信息传输给控制单元7；控制单元7对深度相机4、环境感知单元5和避障感知单元6所反馈的信息进行转换和计算，从而判断出机器人本体与障碍物之间的距离，以使控制单元7能够及时控制底座2上的运动单元3带动机器人本体避开障碍物，以实现机器人本体的自动避障；本发明中的避障感知单元6中设置有高处监探模组61、水平监探模组62和低处监探模组63，能够对机器人本体的行进方向进行多方位的检测，通过在高处监探模组61中采用多组第一测距传感器，扩大对高处障碍物的检测范围，能够获取机器人本体行驶路径中与主体部分1上部高度相对应的障碍物的信息，避免与高处的障碍物发生碰撞；通过在水平监探模组62中采用多超声波传感器，能够对底座2前方是否存在障碍物进行检测与判断，及时识别底座2前方的障碍物；配合使用低处监探模组63，并在低处监探模组63中设置多组第二测距传感器，由低处监探模组63中的第二测距传感器对底座2行驶路径的路面情况进行检测，检测路面是否存在凸起部位、台阶或凹坑结构，使得机器人通过运动单元3及时躲避，避免机器人出现倾倒或摔坏，具有较好的安全性；本发明采用充电装置8，能够使机器人本体补充电能，提高了机器人本体使用的灵活性，提升机器人本体运行的自动化程度；且通过充电装置8中设置识别相机9和标识结构10，能够对底座2上的充电电极82和供电电极之间的配合情况进行检测，并且通过控制单元7控制运动机构对充电电极82和供电电极之间的连接状态进行调节，保证蓄电池81的充点效果和充电状态，且供电电极采用弹性电极，能够能够对机器人本体与充电桩83之间相接触时进行缓冲，避免因撞击造成磕坏现象，本发明的具体工作过程如下：

避障感知单元6中的高处监探模组61对机器人本体行驶路径中与主体部分1上部高度相对应的障碍物的信息进行检测，水平监探模组62对机器人本体行驶路径中位于底座2前方障碍物的信息进行检测，低处监探模组63对机器人本体行驶路径中的路面情况进行检测；由信息采集模块73对机器人本体行驶路径中的障碍物的位置的信息和路面情况的信息进行收集，并反馈给主控模块71，主控模块71对深度相机4、环境感知单元5和避障感知单元6所反馈的信息进行收集和转换，并将转换后的信息传递给数据运算模块72，数据运算模块72对主控模块71所反馈的信息进行计算和处理，并用于构建周围环境地图和重新规划路径，并将计算完成后的信号反馈给主控模块71，由主控模块71向运动控制模块74发出指令，再由运动控制模块74控制运动单元3带动机器人本体进行自动避障；

当机器人本体需要充电时，运动单元3带动机器人本体运动至充电桩83附近，并使设置于机器人底座2上的充电电极82相配合对接于充电桩83上的供电电极上，使得充电电极82与供电电极先接通，利用识别相机9能够对标识结构10的信息进行采集和识别，并通过控制单元7控制运动单元3对充电电极82和充电电极82和供电电极连接状态进行调节，直至调节至为最佳状态，以保证充电桩83对蓄电池81的充电效果，当设置于底座2上的充电电极82相配合插入到供电电极并使得两者之间相连通，此时控制单元7会带控制信号发射单元11向充电桩83上的信号接收单元12发出信号，信号接收单元12在接将接收到的信号递给充电桩83，使充电桩83通过充电电极82和供电电极对蓄电池81进行充电，从而使充电桩83对机器人本体进行供电。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人3D感知避障系统，包括机器人本体，所述机器人本体包括主体部分(1)，连接于主体部分(1)底部的底座(2)，以及设置于底座(2)上的运动单元(3)，其特征在于：所述主体部分(1)上设置有深度相机(4)，所述深度相机(4)用于对机器人本体行驶路径中的障碍物进行识别与预判，所述底座(2)上设置有环境感知单元(5)和避障感知单元(6)，所述环境感知单元(5)用于采集机器人本体周围的环境信息，所述避障感知单元(6)用于检测机器人本体行驶路径中障碍物的位置和路面情况，所述底座(2)内部设置有控制单元(7)，所述控制单元(7)用于对深度相机(4)、环境感知单元(5)和避障感知单元(6)所反馈的信息进行转换与处理，还用于规划机器人本体的行驶路线和控制运动单元(3)进行自动避障。

2.根据权利要求1所述的一种机器人3D感知避障系统，其特征在于：所述避障感知单元(6)包括高处监探模组(61)、水平监探模组(62)和低处监探模组(63)，其中：

高处监探模组(61)，用于识别与获取机器人本体行驶路径中与主体部分(1)上部高度相对应的障碍物的信息；

水平监探模组(62)，用于识别和获取机器人本体行驶路径中位于底座(2)前方障碍物的信息；

低处监探模组(63)，用于识别和获取机器人本体行驶路径中的路面情况。

3.根据权利要求2所述的一种机器人3D感知避障系统，其特征在于：所述高处监探模组(61)设置为第一测距传感器，所述第一测距传感器设置为多组，且每组所述第一测距传感器的检测路径与机器人本体行驶方向之间的夹角呈锐角。

4.根据权利要求2所述的一种机器人3D感知避障系统，其特征在于：所述水平监探模组(62)设置为超声波传感器，所述超声波传感器设置为多组，多组所述超声波传感器于底座(2)的行驶方向上形成一检测区域。

5.根据权利要求2所述的一种机器人3D感知避障系统，其特征在于：所述低处监探模组包括第二测距传感器，所述第二测距传感器设置为多组，且每组所述第二测距传感器的检测路径与机器人本体行驶方向之间的夹角呈锐角。

6.根据权利要求1所述的一种机器人3D感知避障系统，其特征在于：所述控制单元(7)包括主控模块(71)、数据运算模块(72)、信息采集模块(73)和运动控制模块(74)；

主控模块(71)，用于对用于对深度相机(4)、环境感知单元(5)和避障感知单元(6)所反馈的信息进行收集和转换，还用于向运动控制模块(74)发出避障指令；

数据运算模块(72)，用于对主控模块(71)所反馈的信息进行计算和处理，并用于构建周围环境地图和重新规划路径；

信息采集模块(73)，用于检测机器人本体行驶路径中障碍物的位置和路面情况；

运动控制模块(74)，用于接收主控模块(71)所发出的避障指令，还用于控制机器人本体进行自动。

7.根据权利要求1所述的一种机器人3D感知避障系统，其特征在于：所述底座(2)上还设置有充电装置(8)；

所述充电装置(8)包括蓄电池(81)、充电电极(82)和充电桩(83)，所述蓄电池(81)设置于底座(2)的内部，且该蓄电池(81)用于储存充电桩(83)所提供的电能和为控制单元(7)进行供电，所述充电电极(82)设置于壳体上，且该充电电极(82)与蓄电池(81)电性相连，所述充电桩(83)上设置有供电电极，所述供电电极的结构与充电电极(82)的结构相配合，所述充电桩(83)通过供电电极和充电电极(82)为蓄电池(81)进行供电。

8.根据权利要求7所述的一种机器人3D感知避障系统，其特征在于：所述底座(2)上设置有识别相机(9)，所述识别相机(9)与控制单元(7)之间电性相连，所述充电桩(83)上相配合设置有标识结构(10)，所述识别相机(9)和标识结构(10)用于判断充电电极(82)与供电电极之间的对接情况。

9.根据权利要求7所述的一种机器人3D感知避障系统，其特征在于：所述底座(2)上设置信号发射单元(11)，所述信号发射单元(11)与控制单元(7)电性相连，所述充电桩(83)上设置有信号接收单元(12)，所述信号接收单元(12)与充电桩(83)电性相连，所述信号发射单元(11)和信号接收单元(12)用于判断充电桩(83)对蓄电池(81)的充电状态。

10.一种利用权利要求1-9中任意一项所述的机器人避障方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：由所述深度相机(4)对机器人本体行驶路径上障碍物进行识别和预判，由所述环境感知单元(5)对机器人本体周围的环境信息进行采集，并由所述避障感知单元(6)对机器人本体行驶路径中障碍物的位置和路面情况进行检测与测量；

步骤二：所述深度相机(4)、环境感知单元(5)和避障感知单元(6)将获取的信息反馈给控制单元(7)，由控制单元(7)进行转换、计算与处理，并由控制单元(7)控制运动单元(3)进行自动避障。

Images