信息，转步骤A6 ;否则，转步骤A2 ;所述的到达行走距离是指机器人行走的距离多系统设定的采集点之间的距离，机器人行走的距离是指机器人从前一个采集点到目前机器人位置之间的距离；测量机器人行走的距离是用测量距离的方法测量机器人行走的距离； A6.生成米集点i导航?目息:系统生成米集点i导航?目息；米集点i导航?目息是米集点编号1、M(i，W(i))、GS⑴与FS(i，R(i));其中，M(i,ff(i))是机器人从采集点i向采集点i+Ι行走的行走模式;W(i)是机器人旋转行走的旋转量，如果机器人直线行走W(i)=O ;GS(i)是系统在采集点i读取的图像；FS(i，R(i))是GS⑴的匹配数据，R(i)=1,2,…，N(i)，N(i)是图像GS⑴中匹配数据的数量；匹配数据是指图像匹配所需的数据； A7.增加采集点编号1:系统对采集点编号i加I ;转步骤A2 ; AS.结束处理:系统置I = i ;系统生成采集点I导航信息；1是行走路线上采集点的数量，行走路线是机器人行走所形成的路线； A9.生成导航信息:系统用所述的采集点数量I和所述的采集点i的导航信息，i = l,2,…，I，生成导航?目息； Al0.存储导航信息:系统存储所述的导航信息； B.设置标注点；步骤如下: B1.取出导航信息:系统取出所述的导航信息； Β2.设置标注点:操作者依据所述的行走路线上的采集点设置M个标注点；系统按照标注点与所述的采集点读取图像的位置最接近，将这M个标注点设置为标注点m，标注点m分别与采集点im读取图像的位置最接近；其中，m是标注点的编号，im是采集点的编号，m =I,2，...，M，im = il, i2,…，iM，I 彡 M 彡 I ; B3.存储标注点信息:系统存储所述的标注点信息；标注点信息是指所述的标注点数量M和标注点m信息，m= 1,2，…，M，M^ I ;其中，标注点m信息是标注点编号m、标注点m对应的采集点编号im ;对应是指标注点m与采集点im读取图像的位置最接近； C.自主行走:步骤如下: Cl.取出信息:系统取出所述的导航信息和所述的标注点信息； C2.设定行走路线:根据需要操作者设定机器人从标注点s行走到标注点e的路线，s ^ e ； C3.确定初始点d:系统在i e [I, I]范围内得到点P，点P即为初始点d ; C4.形成导航数据:系统根据所述的初始点d和所述的设定行走路线，形成自主行走的路线为从初始点d到标注点S，再从标注点s到标注点e ;并对应该路线生成自主行走的导航采集点，这些采集点的编号依次为d, d+1, d+2,…，js，js+1,…，je，共J个采集点；其中:js是标注点s的米集点编号，je是标注点e的米集点编号； C5.赋采集点编号j初值:系统赋采集点编号初值j = d ; C6.初始点位置判断:如果初始点d是标注点S，转步骤C12 ;否则转步骤C7 ; C7.自主行走:系统根据所述的采集点j导航信息和采集点j+Ι导航信息控制机器人从米集点j自主向米集点j+Ι行走； CS.图像匹配:图像匹配的步骤如下: C81.读取图像:系统读取机器人所在位置的图像GA; C82.得到匹配数据:系统对图像GA进行处理得到匹配数据FA(R)，R = 1，2，…，N，N是图像GA中匹配数据的数量； C83.图像匹配:系统用匹配数据FA(R)与匹配数据FS(j+l，R(j+l))进行图像匹配处理； C9.调节行走:系统根据所述的图像匹配的结果，如果发现机器人行走中向右偏离行走路线，系统调节机器人按行走方向左转行走；如果发现机器人行走中向左偏离行走路线，系统调节机器人按行走方向右转行走；行走方向是指行走方向向前，或行走方向向后； Cl0.避障处理:在机器人行走中，系统发现障碍物，系统控制机器人停止行走并提示有障碍物，或系统控制机器人绕行障碍物；其中，发现障碍物是指系统通过测量机器人与物体之间距离的方法发现障碍物，或者系统用图像匹配发现障碍物；系统用图像匹配发现障碍物是指系统读取机器人所在位置的图像GA，系统用图像GA与图像GS(n)进行图像匹配处理，根据图像匹配的结果发现障碍物，η是采集点编号，D+j多η多j，D多0，j是采集点的编号；系统控制机器人绕行障碍物的步骤如下: C101.从一边绕行障碍物:系统控制机器人从障碍物的一边绕行，绕行中生成绕行信息；如果机器人绕行成功，转步骤C105 ;否则，转步骤C102 ;其中:绕行信息是指机器人绕行中系统生成的采集点数量T和采集点t的导航信息，t = 1，2，…T ;采集点t导航信息是采集点编号t、M(t，W(t))、GS(t)与FS (t，R(t));绕行采集点t导航信息是系统在绕行起点生成的导航信息，或到达行走距离生成的导航信息，或系统控制机器人绕行改变机器人行走模式时生成的导航信息，或系统在绕行终点生成的导航信息； C102.退行回到绕行起点:系统根据所述的绕行信息生成退行信息；系统根据退行信息控制机器人按原绕行路线退回到绕行起点；其中:退行信息是所述的采集点数量T和退行米集点t的导航彳目息，t = 1，2，...T ;退行米集点t的导航彳目息是退行米集点编号t、Mb(t，W(t))、GSb(t)与FSb(t，R(t))，Mb(t)是机器人从退行采集点t+1向退行采集点t行走的行走模式；系统根据所述的绕行信息生成退行信息是指系统设置GSb (t) = GS (t)、FSb (t, R(t)) = FS (t, R(t))、Mb(t, ff(t))取 M(t, W(t))相反的行走模式，t = 1，2，…，T ;向前直线行走与向后直线行走互为相反行走模式，向前左转行走与向后右转行走互为相反行走模式，向前右转行走与向后左转行走互为相反行走模式；系统根据退行信息控制机器人按原绕行路线退回到绕行起点是指系统根据所述的退行采集点t+Ι导航信息和退行采集点t导航?目息控制机器人从退行米集点t+Ι自主向退行米集点t行走；t的取值顺序是Τ-1, T-2,…，I ; C103.从另一边绕行障碍物:系统在绕行起点从障碍物的另一边进行绕行，绕行中生成绕行信息，如果机器人绕行成功，转步骤C105 ;否则，转步骤C104 ; C104.退行回到绕行起点:系统根据所述的绕行信息生成退行信息；系统根据退行信息控制机器人按原绕行路线退回到绕行起点；系统控制机器人停止行走并提示有障碍物； C105.得到绕行终点:系统在i e [j, I]范围内得到点P，点P即为绕行终点，j是采集点编号；系统置j = P-1 ;绕行结束，转步骤Cll ; Cll.到达采集点判断:系统根据所述的图像匹配的结果判断机器人是否到达采集点j+Ι ;如果机器人未到达采集点j+Ι，转步骤C7 ;否则转步骤C12 ; C12.增加采集点编号:系统对采集点编号值j加I ;如果j ^ J结束自主行走；否则j< J转步骤C7。2.根据权利要求1所述的机器人自主行走的方法，其特征在于:所述的系统生成采集点i导航信息是指系统在采集点i读取图像GS(i);系统对图像GS(i)进行处理得到的匹配数据FS(i，R(i));系统用采集点编号1、M(i，W(i))、GS(i)与FS(i，R(i))生成采集点i导航?目息；其中，米集点i是米集点编号为i的米集点；M(i，W(i))是机器人从米集点i向采集点i+Ι行走的行走模式，W (i)是机器人旋转行走的旋转量，如果机器人直线行走W (i)= 0;R(i) = 1,2,…，N(i)，N(i)是图像GS⑴中匹配数据的数量；匹配数据是指图像匹配所需的数据。3.根据权利要求1所述的机器人自主行走的方法，其特征在于:所述的图像匹配是指系统用图像匹配算法对两幅图像分别进行处理得到这两幅图像的匹配数据，分析这两幅图像匹配数据的对应关系、相似性与一致性，得到图像匹配的结果是:这两幅图像相对缩放量、这两幅图像相对旋转量、这两幅图像相对平移量、这两幅图像的相同目标、这两幅图像相同目标的相对旋转量、这两幅图像相同目标的相对平移量、这两幅图像的不同目标；匹配数据是指灰度数据，或者特征数据，或者灰度数据与特征数据。4.根据权利要求1所述的机器人自主行走的方法，其特征在于:所述的系统在i e [Si, Bi]范围内得到点P是指系统读取在行走路线上机器人所在位置的图像GA，并对图像GA进行处理得到匹配数据FA(R)，R= 1，2，…，N，N是图像GA中匹配数据的数量；系统用所述的FS (i，R⑴)和FA (R)逐一进行图像匹配，i = Si,Si+l,…，Ei，从图像GS⑴中找到与图像GA对应图像GS⑷，对应图像的读取位置即为点P，P是采集点的编号；图像GS⑵与图像GA为对应图像是指在导航信息的图像GS(i)中图像GS⑵与图像GA读取图像的位置最接近。5.根据权利要求1所述的机器人自主行走的方法，其特征在于:所述的绕行是指通过测量距离的方法测量机器人与障碍物的距离，系统控制机器人使机器人与障碍物保持一定的距离围绕障碍物行走。
【专利摘要】本发明公开了一种机器人自主行走的方法：生成导航信息；赋采集点编号i初值、接收输入信息、结束行走判断、机器人行走、生成采集点i、生成采集点i导航信息、增加采集点编号i值、结束处理、生成导航信息、存储导航信息；设置标注点；取出导航信息、设置标注点、存储标注点信息；自主行走；取出信息、设定行走路线、确定初始点d、形成导航数据、赋采集点编号j初值、初始点判断、自主行走、图像匹配、调节行走、避障处理、到达采集点判断、增加采集点编号值j；本发明定位准、实时性高、成本低。本方法能广泛应用于各种需要机器人自主行走的场合与领域。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN105116886
【申请号】CN201510490965
【发明人】余路, 余程
【申请人】余路, 余程
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月11日