CN109571401A - 一种多层激光雷达的移动机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层激光雷达的移动机器人。所述多层激光雷达的移动机器人包括移动底盘、主雷达、超声波传感器、辅助雷达、驱动轮、从动轮；驱动轮、从动轮均设于所述移动底盘上，驱动轮；所述移动底盘包括相互平行的顶板、中间支撑板、水平底板，所述顶板、中间支撑板、水平底板之间通过支撑架连接在一起；所述顶板包括上表面和下表面，所述顶板的上表面且靠近中心附近的位置开设主雷达收容槽并且下沉用以容纳所述主雷达，所述顶板的下表面靠近前方的位置设有超声波传感器；所述水平底板的远离顶板的一表面开设凹槽并且下沉用以容纳辅助雷达；所述辅助雷达采用倒装方式安装于所述凹槽内。本发明的多层雷达能感知不同层面的空间信息。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，尤其涉及到一种多层激光雷达的移动机器人。
背景技术
现有的移动机器人多采用单激光雷达、超声波、深度摄像机进行导航避障，由于一些比较低的障碍物比如鞋子、插座等通常在传感器检测的视界之外，常规的单激光雷达、超声波、深度相机等传感器都难以探测，造成工作中的移动机器人经常会碾过较低的障碍物，导致机器人运行不稳定；另外由于单激光雷达探测的只是一个水平横截面，导致目前现有的一些激光导航方案对于突发性障碍物探测反应不够，造成机器人的稳定性问题。
因此，现有的移动机器人尚有待改进和发展。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种能解决上述问题的多层激光雷达的移动机器人。
所述多层激光雷达的移动机器人包括移动底盘、主雷达、超声波传感器、辅助雷达、驱动轮、从动轮；驱动轮、从动轮均设于所述移动底盘上，驱动轮；所述移动底盘包括相互平行的顶板、中间支撑板、水平底板，所述顶板、中间支撑板、水平底板之间通过支撑架连接在一起；所述顶板包括上表面和下表面，所述顶板的上表面且靠近中心附近的位置开设主雷达收容槽并且下沉用以容纳所述主雷达，所述顶板的下表面靠近前方的位置设有超声波传感器；所述水平底板的远离顶板的一表面开设凹槽并且下沉用以容纳辅助雷达；所述辅助雷达采用倒装方式安装于所述所述凹槽内。
在其中一个实施例中，所述中间支撑板上对称地开设有两个第一驱动轮收容孔；所述水平底板对称地开设有两个第二驱动轮收容孔，两个所述第二驱动轮收容孔与两个第一驱动轮收容孔分别相对开设，分别用以收容驱动轮。
在其中一个实施例中，所述水平底板靠近前方的位置对称地开设有两个从动轮收容孔，用以收容从动轮；所述从动轮和驱动轮之间通过连杆实现连接。
在其中一个实施例中，所述辅助雷达位于两个所述从动轮之间。
在其中一个实施例中，所述超声波传感器为五个，其中，三个所述超声波传感器等间距地设于所述顶板的下表面的靠近前方的位置上，两个所述超声波传感器设于所述顶板的下表面的靠近后方的位置上。
在其中一个实施例中，所述底盘还包括两个直流无刷电机，两个直流无刷电机分别邻近两个驱动轮设置，用以带动驱动轮驱动。
在其中一个实施例中，所述多层激光雷达的移动机器人，还包括自动充电座；所述自动充电座外挂于所述移动底盘的外部。
在其中一个实施例中，所述顶板的上表面靠近主雷达的位置设有插口面板。
在其中一个实施例中，所述主雷达可以感知高度为h1的水平截面的空间信息,所述辅助雷达可以感知高度为h2的水平截面的空间信息。
在其中一个实施例中，所述主雷达可以感知高度为200mm～300mm的水平截面的空间信息,所述辅助雷达可以感知高度为20mm～60mm的水平截面的空间信息。
本发明至少具有以下优点：
对于主雷达，置于移动底盘的中心附近，能够感知高度为h1的360度空间信息；对于辅助雷达，采用倒装的方式，能够感知更低层的空间信息，有利于躲避低层障碍物；本发明还采用多层雷达与超声波传感器结合的方式，形成立体避障，也即，位于高层的主雷达侧重于高层的360度无盲区的空间感知，位于低层的辅助雷达侧重于低层的空间感知，多层的雷达侧重点不同，形成完整的多层次空间避障，如此设计，多层雷达能感知不同层面的空间信息，能够显著提升机器人对于低层障碍物的避障能力，同时能够显著提升机器人对于突发性障碍物的避障相应速度。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的多层激光雷达的移动机器人的立体示意图；及
图2是本发明一实施例提供的多层激光雷达的移动机器人的侧示图；
图中所涉及的标号：多层激光雷达的移动机器人100、移动底盘10、主雷达20、超声波传感器30、辅助雷达40、驱动轮50、从动轮60、顶板11、中间支撑板12、水平底板13、上表面111、下表面112、主雷达收容槽113、插口面板114、第一驱动轮收容孔121、第二驱动轮收容孔131、从动轮收容孔132、凹槽133、直流无刷电机70、自动充电座80。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本文中，可以理解地，将移多层激光雷达的移动机器人100前进的方向定义为前方，与前方相反定义为后方。
图1是本发明一实施例提供的多层激光雷达的移动机器人100的立体示意图。图2是本发明一实施例提供的多层激光雷达的移动机器人100的侧示图；
请一并参阅图1和图2，所述多层激光雷达的移动机器人100，包括移动底盘10、主雷达20、超声波传感器30、辅助雷达40、驱动轮50、从动轮60。驱动轮50、从动轮60均设于所述移动底盘10上，驱动轮50驱动，从动轮60从动。所述移动底盘10包括相互平行的顶板11、中间支撑板12、水平底板13；顶板11、中间支撑板12、水平底板13之间通过支撑架14连接在一起。
所述顶板11包括上表面111和下表面112。所述顶板11的上表面111且靠近中心附近的位置开设主雷达收容槽113并且下沉用以容纳主雷达20。将主雷达20设于中心附近，可以感知高度为h1的360度空间信息；如此下沉设计，避免主雷达20盲区暴露于移动底盘之外，有利于近距离避障。进一步地，所述顶板11的上表面111靠近主雷达的位置设有插口面板114。所述顶板11的下表面111靠近前方的位置设有超声波传感器30。
具体到本实施方式中，所述超声波传感器30为五个，其中，三个超声波传感器30设于所述顶板11的下表面111的靠近前方的位置上，另外两个超声波传感器30设于所述顶板11的下表面111的靠近后方的位置上。
具体到本实施方式中，所述中间支撑板12上对称地开设有两个第一驱动轮收容孔121。相应地，所述水平底板13对称地开设有两个第二驱动轮收容孔131，两个所述第二驱动轮收容孔131与两个第一驱动轮收容孔121分别相对开设，分别用以收容驱动轮50。
所述水平底板13靠近前方的位置对称地开设有两个从动轮收容孔132，用以收容从动轮60。从动轮60和驱动轮50之间通过连杆实现连接。
所述水平底板13的远离顶板11的一表面开设凹槽133并且下沉用以容纳辅助雷达40。具体到本实施方式中，辅助雷达40采用倒装方式安装于所述凹槽133内，更具体地，辅助雷达的激光孔位于辅助雷达的上部分，采用倒装的方式能够感知更低层的空间信息，有利于躲避低层障碍物。具体到本实施方式中，所述辅助雷达位于两个从动轮之间。
进一步地，所述移动底盘10还包括两个直流无刷电机70，两个直流无刷电机70分别邻近两个驱动轮50设置，用以带动驱动轮50驱动。具体到本实施方式中，两个直流无刷电机70位于中间支撑板12和水平底板13之间。
所述多层激光雷达的移动机器人100，还包括自动充电座80。自动充电座80外挂于移动底盘10的外部，用以对移动底盘10的移动提供自动充电服务。
具体到本实施方式中，主雷达20可以感知高度为h1的水平截面的空间信息，用于进行定位和绘制地图，从而进行导航，规避障碍物。更优选地，主雷达可以感知高度h1为200mm～300mm。
具体到本实施方式中，辅助雷达40可以感知高度为h2的水平截面的空间信息，用于探测前方低矮物体的障碍物，从而规避障碍物。更优选地，辅助雷达可以感知高度h2为20mm～60mm。
在本发明所提供的多层激光雷达的移动机器人中，主雷达置于移动底盘的中心附近，主雷达置可以感知高度为h1的360度空间信息；辅助雷达置于移动底盘的水平底板的前方并采用倒装方式安装，辅助雷达可以感知高度h2的空间信息；如此设计，主雷达、辅助雷达的侧重点不同，再加上超声波传感器，形成完整的多层次的空间避障。
以出现低层障碍物作为示例：当低层障碍物出现在多层激光雷达的移动机器人的前方时，位于低层的辅助雷达就会感知，导航模块进行计算、分析策略，从而提前绕开或者减速停止。
本发明至少具有以下优点：
对于主雷达，置于移动底盘的中心附近，能够感知高度为h1的360度空间信息；对于辅助雷达，采用倒装的方式，能够感知更低层的空间信息，有利于躲避低层障碍物；本发明还采用多层雷达与超声波传感器结合的方式，形成立体避障，也即，位于高层的主雷达侧重于高层的360度无盲区的空间感知，位于低层的辅助雷达侧重于低层的空间感知，多层的雷达侧重点不同，形成完整的多层次空间避障，如此设计，多层雷达能感知不同层面的空间信息，能够显著提升机器人对于低层障碍物的避障能力，同时能够显著提升机器人对于突发性障碍物的避障相应速度。
可以理解地，本发明的目的在于提出多层次雷达共同感知空间信息，而不应限于本实施例中示例举出的双雷达。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，包括：移动底盘、主雷达、超声波传感器、辅助雷达、驱动轮、从动轮；驱动轮、从动轮均设于所述移动底盘上，驱动轮；所述移动底盘包括相互平行的顶板、中间支撑板、水平底板，所述顶板、中间支撑板、水平底板之间通过支撑架连接在一起；所述顶板包括上表面和下表面，所述顶板的上表面且靠近中心附近的位置开设主雷达收容槽并且下沉用以容纳所述主雷达，所述顶板的下表面靠近前方的位置设有超声波传感器；所述水平底板的远离顶板的一表面开设凹槽并且下沉用以容纳辅助雷达；所述辅助雷达采用倒装方式安装于所述凹槽内。
2.根据权利要求1所述的多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，所述中间支撑板上对称地开设有两个第一驱动轮收容孔；所述水平底板对称地开设有两个第二驱动轮收容孔，两个所述第二驱动轮收容孔与两个第一驱动轮收容孔分别相对开设，分别用以收容驱动轮。
3.根据权利要求2所述的多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，所述水平底板靠近前方的位置对称地开设有两个从动轮收容孔，用以收容从动轮；所述从动轮和驱动轮之间通过连杆实现连接。
4.根据权利要求3所述的多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，所述辅助雷达位于两个所述从动轮之间。
5.根据权利要求1所述的多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，所述超声波传感器为五个，其中，三个所述超声波传感器设于所述顶板的下表面的靠近前方的位置上，两个所述超声波传感器设于所述顶板的下表面的靠近后方的位置上。
6.根据权利要求1所述的多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，所述底盘还包括两个直流无刷电机，两个直流无刷电机分别邻近两个驱动轮设置，用以带动驱动轮驱动。
7.根据权利要求1所述的多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，所述多层激光雷达的移动机器人，还包括自动充电座；所述自动充电座外挂于所述移动底盘的外部。
8.根据权利要求1所述的多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，所述顶板的上表面靠近主雷达的位置设有插口面板。
9.根据权利要求1至8任一项所述的多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，所述主雷达可以感知高度为h1的水平截面的空间信息,所述辅助雷达可以感知高度为h2的水平截面的空间信息。
10.根据权利要求9所述的多层激光雷达的移动机器人，其特征在于，所述主雷达可以感知高度为200mm～300mm的水平截面的空间信息,所述辅助雷达可以感知高度为20mm～60mm的水平截面的空间信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| 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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190405 |