[發明專利]機器人虛擬邊界建立與識別方法及系統

有效

• 申請號: 201210378813.5
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN103076802A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 宋壽鵬;苗永紅;李彥旭;張恒;盧翠娥;姜琴;趙偲
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 樊文紅

1.一種機器人虛擬邊界建立與識別方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、機器人上的脈沖激光掃描探測模塊勻速掃描一周；

S2、判斷是否檢測到兩個或兩個以上的信標，若是，執行步驟S3，若否，返回執行步驟S1；

S3、判斷任意信標間的連線是否為虛擬邊界，完成虛擬邊界的建立；

S4、計算機器人與虛擬邊界間的距離，判斷最短距離是否小于警戒距離，若是，單片機信息處理模塊輸出控制信號，控制機器人進行回避。

2.根據權利要求1所述的機器人虛擬邊界建立與識別方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：

加電復位時初始化；

通過中斷0產生所需的頻率信號，控制脈沖激光掃描探測模塊旋轉，覆蓋以割草機器人為圓心，測距為半徑的圓形區域；

通過中斷1判斷脈沖激光掃描探測模塊是否轉過一周。

3.根據權利要求1所述的機器人虛擬邊界建立與識別方法，其特征在于，所述步驟S1還包括：

計算機器人到標桿的距離以及任意標桿相對于機器人之間的夾角。

4.根據權利要求3所述的機器人虛擬邊界建立與識別方法，其特征在于，所述步驟S3具體為：

以割草機器人當前位置為固定點，獲得若干三角形；

根據機器人到標桿的距離以及標桿相對于機器人之間的夾角利用三角形余弦定理求的兩信標的距離，判斷所得距離是否為預設距離，若是，則兩信標間的連線為有效虛擬邊界，若否，則兩信標間的連線為無效虛擬邊界。

5.根據權利要求4所述的機器人虛擬邊界建立與識別方法，其特征在于，所述“判斷所得距離是否為預設距離”具體為：

判斷兩信標間的距離是否滿足-4nσ+l²≤m2≤4nσ+l²，其中l為用三角形余弦定理求的兩信標的距離，σ為測距的誤差量，n為的最大測量距離。

6.根據權利要求1所述的機器人虛擬邊界建立與識別方法，其特征在于，所述步驟S4中機器人與虛擬邊界間的距離h=x*y*sinα/l，其中x和y分別為機器人到信標之間的距離，α為兩信標與機器人的夾角，l為用三角形余弦定理求的兩信標的距離，且α=ωt，ω為脈沖激光掃描探測模塊的角速度，t為脈沖激光掃描探測模塊轉過兩信標所用的時間。

7.一種如權利要求1所述的機器人虛擬邊界建立與識別系統，其特征在于，所述系統包括：機器人及分布在真實邊界上的若干信標，所述機器人中包括脈沖激光掃描探測模塊、單片機信息處理模塊以及虛擬邊界建立與識別算法模塊。

8.根據權利要7所述的機器人虛擬邊界建立與識別系統，其特征在于，所述信標由金屬桿以及圍設于金屬桿上的反光帶構成。

9.根據權利要7所述的機器人虛擬邊界建立與識別系統，其特征在于，所述脈沖激光掃描探測模塊包括激光發射單元、激光接收單元及激光準直與聚焦單元。