(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210377835.3 (22)申请日 2022.04.12 (71)申请人 广东海洋大学 地址 524088 广东省湛江市麻章区海大路1 号 (72)发明人 刘金华　蔡祥锋　潘浩权　冯振东　 谭浩　 (74)专利代理 机构 重庆信必达知识产权代理有 限公司 5 0286 专利代理师 陈炳萍 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 基于SLAM导航的智慧物流机器人、 控制方法 及应用 (57)摘要 本发明属于物 流智能收取技术领域， 公开了 一种基于SLAM导航的智慧物流机器人、 控制方法 及应用， 包括上层传感器， 用于采集周边环境数 据， 包括2D激光雷达、 深度摄像头、 惯性测量单 元； 上位机， 用于控制整个智慧物流机器人， 使用 英伟达最新的嵌入式开发版JetsonNano作为上 位机； 下位机， 用于接收来自上位机的指令， 使用 ArduinoD UE控制器作为下位机， 通过正运动学解 析算法后驱动两个电机和一个舵机从而实现对 底盘运动的控制， 下位机上搭载有IMU和编码器 模块； 本发 明解决了现有的物 流机器人导航路径 规划时， 全局路径规划引导下以传感器采集的信 息为基础， 实时根据 自身移动状态如速度、 角速 度、 转弯半径与所处环境的距离进行匹配， 及时 避障并规划出局部路径的问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114833823 A 2022.08.02 CN 114833823 A 1.一种基于SLAM导航的智慧物流机器人， 其特征在于， 所述基于SLAM导航的智慧物流 机器人包括： 上层传感器， 用于采集周边环境数据， 包括2D激光雷达、 深度摄 像头、 惯性测量单 元； 上位机， 用于控制整个智 慧物流机器人， 使用英伟达最新的嵌入式开发版JetsonNano 作为上位机； 下位机， 用于接收来自上位机 的指令， 使用Arduino  DUE控制器作为下位机， 通过正运 动学解析算法后驱动两个电机和一个舵机从而实现对底盘运动的控制， 下位机上搭载有 IMU和编码器模块。 2.如权利要求1所述的基于SLAM导航的智慧物流机器人， 其特征在于， 所述上层传感器 和上位机称为SLAM导 航的智慧物流机器人的上层部分， 由L inux主机控制。 3.如权利要求1所述的基于SLAM导航的智慧物流机器人， 其特征在于， 所述下位机以及 其搭载的IMU和编码器模块称为SLAM导航的智慧物流机器人的下层部分， 实现运动和通信 两大功能， 运用运动学解析和精确的PID闭环控制实现让机器人根据算法指挥行动串口通 信部分实现和上位机的通信功能。 4.如权利要求3所述的基于SLAM导航的智慧物流机器人， 其特征在于， 所述下层部分由 STM32单片机主控。 5.如权利 要求1所述的基于SLAM导航的智慧物流机器人， 其特征在于， 所述SLAM导航的 智慧物流机器人的软件设备为ubuntu18.04以及行在上运面的CUDA和机器人操作系统ROS， 硬件设备为英伟达最 新的嵌入式开发版Jetso n Nano为上位机控制整个智慧物流机器人。 6.一种SLAM导 航系统， 其特 征在于， 所述SLAM导 航系统包括： 局部SLAM子系统， 用于存储漂移误差， 每次连续扫描的激光雷达数据都与环境子图N的 一小部分相匹配， 子图包 含几帧激光雷达扫描数据， 并且 会慢慢累积偏差； 全局SLAM子系统， 用来抵消局部SLAM子系统产生的漂移误差， 全局SLAM 的输入是几个 已保存的子图， 它在子图之间寻找它们的相对关系以将它们绑定在一起， 导航系统会寻找 与墙壁形状类似的图案， 然后尝试将当前子图与上一个子图的图案进行匹配， 如果导航系 统识别出先前 的图案， 则它 可以根据上一次的测量并将其不同的子图绑定到一起， 最后对 其位置进行三角测量。 7.一种基于SLAM导航的智慧物流机器人的控制方法， 其特征在于， 所述SLAM导航的智 慧物流机器人的控制方法包括如下步骤： S1： 采用激光雷达结合SLAM技 术对实验环境进行建图； S2： 在确定集群 中执行交易的子节点后， 开启节点摄像头， 利用地图信息动态结合所处 环境位置信息实现避障、 自动导 航等功能； S3： 通过选取稳定且易于区别的特征点， 发展了一种基于全局约束的数据关联方法， 有 效地减少了误匹配的概 率； S4： 采用改进的粒子分布预测函数， 提高了粒子滤波器的性能.该算法具有较低的计算 复杂度， 精度也比较高， 能够有效地 解决大规模环境下的机器人SLAM问题。 8.一种计算机设备， 其特征在于， 所述计算机设备包括存储器和处理器， 所述存储器存 储有计算机程序， 所述计算机程序被所述处理器执行时， 使得所述处理器执行权利要求7所 述控制方法的步骤。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114833823 A 29.一种计算机可读存储介质， 存储有计算机程序， 所述计算机程序被处理器执行时， 使 得所述处理器执行权利要求7 所述控制方法的步骤。 10.一种信息数据处理终端， 其特征在于， 所述信息数据处理终端用于实现权利要求7 所述控制方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114833823 A 3