一种移动机器人障碍物检测及避让方法和系统的制作方法_2

文档序号:9431811阅读:来源:国知局
9] 本发明还提供一种移动机器人障碍物检测及避让系统,所述系统包括:
[0050] 测距传感器,用于获取检测区域内障碍物的信息;
[0051] 状态判断器,与所述测距传感器连接,用于根据获取的障碍物信息判断检测区域 内障碍物的状态,所述状态包括静态还是动态,并根据障碍物的状态确定移动机器人的避 让策略;
[0052] 移动机器人驱动结构,与所述状态判断器连接,用于接收并执行所述避让策略。
[0053] 优选地,所述根据获取的障碍物信息判断检测区域内障碍物的状态,具体为:
[0054] 对地图上每个栅格处障碍物存在时间计时,并根据计时数据判断检测区域内有无 障碍物,W及,判断障碍物为动态或静态。
[0055] 进一步优选地,所述对地图上每个栅格处障碍物存在时间计时,并根据计时数据 判断检测区域内有无障碍物,W及,判断障碍物为动态或静态具体为:
[0056] 首先在栅格地图上的每个栅格设置一个计时器,并对其初始化;
[0057] 之后利用所述测距传感器获取障碍物信息,并将障碍物信息标注到栅格地图;
[0058] 之后遍历栅格地图,判断当前栅格是否存在障碍物,若是则计时器加1 ;若否则计 时器置0 ;
[0059] 当计时为0时,判断不存在障碍物,当计时器大于第二设定值时,判断障碍物为静 态,当计时器小于第二设定值时,判断障碍物为动态。
[0060] 本发明由于采用了上述技术方案,从而具有W下优点:
[0061] 1、自动识别障碍物的状态,为静态或动态;
[0062] 2、可判断障碍物的位置及与移动机器人的相对速度;
[0063] 3、预留安全等待距离,可防止与障碍物发生紧急碰撞,也便于移动机器人绕行是 转弯;
[0064] 4、更加智能地处理障碍物:根据障碍物的状态移动机器人选择不同的避让行为, 即绕行或是等待; 阳0化]5、避让时具有均匀减速的效果W及语音提示功能;
[0066] 6、对于动态障碍物有计时等待的功能;
[0067] 7、移动机器人行走路径更满足所规划的路径;
[0068] 8、障碍物离开时可及时调整为按原路径行走,使得移动机器人等待时间最优。
【附图说明】
[0069] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明:
[0070] 图1是目前已有的移动机器人按照两点之间路径规划行走示意图;
[0071] 图2是目前已有的遇障绕行式方法移动机器人行走路径示意图;
[0072] 图3是本发明移动机器人遇障行走路径示意图;
[0073] 图4是本发明移动机器人障碍物检测及避让方法流程图。
[0074] 图5是激光传感器360度扫描示意图;
[00巧]图6是本发明获取障碍物信息并在栅格地图上标注,对地图上每个栅格处障碍物 存在的时间计时的一种实施方式流程图;
[0076] 图7是本发明获取障碍物信息并在栅格地图上标注,对地图上每个栅格处障碍物 存在的时间计时的另一种实施方式流程图;
[0077] 图8是计算减速过程中移动机器人速度系数示意图;
[0078] 图9是本发明的移动机器人障碍物检测及避让系统的方框图。
[0079] 各图中的标注说明如下:
[0080] 附图1-3中的101/201/301是移动机器人,102/202/302是初始位置,103/203/303 是目标位置,104/204/304是行走路径,105/205/305是静态障碍物,106/206是动态障碍 物;
[0081] 附图4和附图6中的S100-S800是障碍物检测和避让算法中的各步骤;
[0082] 附图5中的501是移动机器人,502是激光测距传感器,503是障碍物,504是墙体, 505是激光照射光线,506是激光照射在墙体上的轮廓;
[0083] 附图7中的701是发现障碍物时移动机器人的位置,702是移动机器人的实时位 置,703是安全等待位置,704是障碍物的位置,705是规划的路径。
【具体实施方式】
[0084] 为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍,显而易见地,W下说明和附图对于本发明 是示例性的,并且不应被理解为限制本发明。W下说明描述了众多具体细节W方便对本发 明理解。然而,在某些实例中,熟知的或常规的细节并未说明,W满足说明书简洁的要求。 [00化]为了形象地体现本方法的优势,先介绍图1-3。
[0086] 图1是目前已有的移动机器人按照两点之间路径规划行走示意图,包括:移动机 器人101,初始位置102,目标位置103,行走路径104,静态障碍物105。图中存在静态障碍 物105,则移动机器人101绕行。
[0087] 图2是目前已有的遇障绕行式方法移动机器人行走路径示意图,包括:移动机器 人201,初始位置202,目标位置203,行走路径204,静态障碍物205,动态障碍物206。与图 1相比增加了动态障碍物206,移动机器人201的行走路径204为不管遇到静态障碍物205 还是动态障碍物206都会选择绕行。
[0088] 图3是采用本发明方法移动机器人遇障行走路径示意图,包括:移动机器人301, 初始位置302,目标位置303,行走路径304,静态障碍物205,动态障碍物206。与图2不同 之处是行走路径304与204不同,移动机器人301当遇到静态障碍物305时同样绕行,当遇 到动态障碍物306时根据情况可按原路径行走。
[0089] 一种移动机器人障碍物检测及避让方法,获取检测区域内障碍物的信息,根据获 取的障碍物信息判断检测区域内障碍物的状态,状态包括静态或动态。W及,根据障碍物的 状态确定移动机器人的避让策略。本方法实现的一种具体方式如图4所示,是本发明移动 机器人障碍物检测及避让方法流程图,主要包括W下步骤:
[0090] S100:输入的信息包括栅格地图、规划好的路径及移动机器人的实时位置信息。 本发明的地图为实际地图转换后的栅格地图,每个栅格为5cmX5cm。假设创建的地图为 lOmX10m,即机器人在200X200的栅格地图上按照规划好的路径行走。
[0091] S200 :通过测距传感器获取环境分布信息。本发明所使用的激光传感器型号例如 RPLIDARA1M1,安装在移动机器人上方约30cm处,它可实现360度6米范围内激光测距扫 描,如图5所示,501移动机器人在房间中,房间具有墙体504,当激光测距传感器502工作 时发射激光照射光线505,激光照射在墙体504上的轮廓506如图中标注。激光测距传感器 502遇到障碍物503能够获取其信息。
[0092] S300:获取障碍物信息并在栅格地图上标注,对地图上每个栅格处障碍物存在的 时间计时。本步骤中,获取障碍物信息也可使用上述步骤中的激光测距传感器502。
[009引S400 :根据设置的检测距离例如2m和移动机器人的位置信息不断更新路径上的 检测区域,由于路径信息为坐标点,可遍历前进方向上
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