一種移動機(jī)器人障礙物檢測及避讓方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種移動機(jī)器人障礙物檢測及避讓方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)自動檢測障礙物 狀態(tài)并智能避障。屬于移動機(jī)器人智能控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著移動機(jī)器人的快速發(fā)展，障礙物檢測和避讓是其智能化水平的重要 體現(xiàn)。良好的避障功能是移動機(jī)器人安全行走的重要保障。
[0003] 遇障繞行式避障是現(xiàn)有的常見的避障方法，即移動機(jī)器人不管遇到靜態(tài)障礙物還 是動態(tài)障礙物都選擇繞行W避障。該方法雖然解決了避障問題，但是就動態(tài)障礙物而言，比 如行走路徑上出現(xiàn)多個行人，如果采用該方法，移動機(jī)器人會多次繞行從而與規(guī)劃的路徑 大相徑庭，且移動機(jī)器人的運(yùn)種行為不符合人的思維邏輯。
[0004] 為了解決移動機(jī)器人檢測、避讓障礙物及行走路徑更能滿足所規(guī)劃路徑運(yùn)一問 題，本文采用一種基于測距傳感器的障礙物檢測及避讓方法及系統(tǒng)，通過判斷障礙物的狀 態(tài)，然后控制移動機(jī)器人針對障礙物的狀態(tài)采取對應(yīng)的避障措施。在移動機(jī)器人領(lǐng)域，該方 法可提升移動機(jī)器人應(yīng)急處理能力，更符合路徑規(guī)劃者的意愿及人的思維邏輯，使移動機(jī) 器人自主避障更加智能化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決了移動機(jī)器人障礙物檢測及避讓，使得行走路徑更能滿足所規(guī)劃路徑 的問題。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種移動機(jī)器人障礙物檢測及避讓方法，獲取 檢測區(qū)域內(nèi)障礙物的信息，根據(jù)獲取的障礙物信息判斷檢測區(qū)域內(nèi)障礙物的狀態(tài)，所述狀 態(tài)包括靜態(tài)或動態(tài)；
[0007]W及，根據(jù)障礙物的狀態(tài)確定移動機(jī)器人的避讓策略。
[0008] 本技術(shù)方案對障礙物的狀態(tài)進(jìn)行判斷，既無需所有障礙物都繞行，也無需所有障 礙物都等待。不僅可W避免繞行時碰撞動態(tài)障礙物，還可W避免存在多個動態(tài)障礙物時，移 動機(jī)器人多次繞行從而與規(guī)劃的路徑大相徑庭。
[0009] 優(yōu)選地，所述獲取檢測區(qū)域內(nèi)障礙物的信息具體為，
[0010] S100 :輸入柵格地圖、規(guī)劃路徑及移動機(jī)器人的位置信息；
[0011]S200:獲取環(huán)境分布信息；
[0012]S300:獲取障礙物信息并在柵格地圖上標(biāo)注，對地圖上每個柵格處障礙物存在的 時間計時；
[0013] 所述根據(jù)獲取的障礙物信息判斷檢測區(qū)域內(nèi)障礙物的狀態(tài)，W及，根據(jù)障礙物的 狀態(tài)確定移動機(jī)器人的避讓策略具體為，
[0014] S400:根據(jù)設(shè)定的檢測距離，計算路徑上障礙物檢測區(qū)域；
[0015] S500:獲取檢測區(qū)域內(nèi)障礙物的計時數(shù)據(jù)；
[0016]S600:根據(jù)計時數(shù)據(jù)判斷檢測區(qū)域內(nèi)有無障礙物，若無障礙物則通過，若有則判斷 障礙物為動態(tài)或靜態(tài)，并根據(jù)判斷結(jié)果確定移動機(jī)器人執(zhí)行的避讓策略。
[0017] 本優(yōu)選技術(shù)方案根據(jù)障礙物出現(xiàn)的時間調(diào)整不同的避障策略，若在設(shè)定時間內(nèi)障 礙物離開，或者若障礙物出現(xiàn)后在段時間內(nèi)離開，移動機(jī)器人可繼續(xù)按照規(guī)劃的路徑行走， 更加滿足路徑規(guī)劃者的需求。
[0018] 進(jìn)一步優(yōu)選地，S300具體包括W下步驟：
[0019]S310:首先在柵格地圖上的每個柵格設(shè)置一個計時器，并對其初始化；
[0020] S320 :獲取障礙物信息；
[0021]S330:將障礙物信息標(biāo)注到柵格地圖；
[0022] S340 :遍歷柵格地圖；
[0023] S350 :判斷當(dāng)前柵格是否存在障礙物，若是，則計時器加1，否則計時器置0。
[0024] 本優(yōu)選技術(shù)方案提供了對地圖上每個柵格處障礙物存在的時間計時的具體方法， 在柵格地圖上的每個柵格設(shè)置一個計時器判斷當(dāng)前柵格是否存在障礙物，若是，則計時器 加1，否則計時器置0。后續(xù)步驟判斷中，計時器為0則判斷沒有障礙物（障礙物已走開也 是相同情況）。障礙物如果一直存在，則計時器循環(huán)累加，達(dá)到后續(xù)步驟的第二設(shè)定值，則認(rèn) 為是靜止障礙物。 陽0巧]進(jìn)一步優(yōu)選地，S300具體包括W下步驟：
[00%] S310 :首先在柵格地圖上的每個柵格設(shè)置一個計時器，并對其初始化；
[0027] S320 :獲取障礙物信息；
[00測 S330 :將障礙物信息標(biāo)注到柵格地圖； W29] S340 :遍歷柵格地圖；
[0030]S350:判斷當(dāng)前柵格是否存在障礙物，若是，轉(zhuǎn)S352,否則轉(zhuǎn)S351 ;S351:計時器加 1 ;
[0031]S352:判斷計時器是否小于第一設(shè)定值，若是則轉(zhuǎn)S353,否則轉(zhuǎn)S354;
[0032] S353 :計時器置 0,轉(zhuǎn)S320 ;
[0033] S354 :計時器減去第一設(shè)定值，轉(zhuǎn)S320。
[0034] 本優(yōu)選技術(shù)方案提供了另一種對地圖上每個柵格處障礙物存在的時間計時的具 體方法，相比上一個方案，增加了對計時器是否小于第一設(shè)定值的判斷。運(yùn)個第一設(shè)定值 的存在是為了確認(rèn)是否確實障礙物已經(jīng)走開。若萬一掃描存在問題，對沒有走開的障礙物 掃描失誤，則移動機(jī)器人會發(fā)生碰撞。而設(shè)置第一設(shè)定值后，開始發(fā)現(xiàn)有障礙物，則計時器 不為0,后續(xù)發(fā)現(xiàn)障礙物消失后，不會立即置零，而是減去一個第一設(shè)定值，經(jīng)過若干次循 環(huán)后，發(fā)現(xiàn)仍然沒有障礙物，當(dāng)此時計時器減去若干個第一次設(shè)定值，減小到小于第一設(shè)定 值，計時器則進(jìn)一步置0。后續(xù)步驟判斷中，計時器為0則判斷沒有障礙物（障礙物已走開 也是相同情況）。障礙物如果一直存在，則計時器循環(huán)累加，達(dá)到后續(xù)步驟的第二設(shè)定值，貝U 認(rèn)為是靜止障礙物。
[0035] 進(jìn)一步優(yōu)選地，S600具體為：
[0036] 判斷計時數(shù)據(jù)是否大于0即是否存在障礙物，若是表示存在，轉(zhuǎn)S601，否則轉(zhuǎn) S602 ；
[0037] S601 :判斷計時器數(shù)據(jù)是否大于第二設(shè)定值，即判斷障礙物的狀態(tài)為靜態(tài)還是動 態(tài)，若是轉(zhuǎn)S604,否則轉(zhuǎn)S603 ;
[0038] S602:移動機(jī)器人按所述規(guī)劃路徑行走；
[0039] S603:存在動態(tài)障礙物，開始減速和定時計時，并轉(zhuǎn)S605;
[0040] S604 :存在靜態(tài)障礙物，移動機(jī)器人減速繞行；
[0041] S605 :判斷定時開始到當(dāng)前時間是否在設(shè)定的定時時間內(nèi)，若是，轉(zhuǎn)S400,否則轉(zhuǎn) S606 ；
[0042] S606 :移動機(jī)器人減速繞行。
[0043] 本優(yōu)選方案中，對靜態(tài)障礙物直接繞行。而對動態(tài)障礙物，則先進(jìn)行減速和定時計 時，如果定時計時超過設(shè)定時間，則進(jìn)行繞行，否則繼續(xù)等待。
[0044] 進(jìn)一步優(yōu)選地，S603中，減速方式具體如下； 陽045] 確定移動機(jī)器人的速度系數(shù)speet化ctor的計算公式為
Pi為檢測到障礙物時移動機(jī)器人的位置；P2為移動機(jī)器人的當(dāng)前位置；P3為安全等待位置。
[0046] 本優(yōu)選方案提供實時計算速度，運(yùn)樣可W實現(xiàn)均勻減速，減少速度對移動機(jī)器人 的損害。
[0047] 進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟S600后進(jìn)一步包括：
[0048] S700 :判斷移動機(jī)器人是否完成行走任務(wù)，若是則輸出路徑行走完成信息，否則轉(zhuǎn) S300。
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