[發(fā)明專利]一種智能機器人的路徑規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611244989.6
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN107340768B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖剛軍;李明;李根唐
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海市一微半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務(wù)所 44291
• 代理人: 閆有幸;楊煥軍

本發(fā)明公開一種智能機器人的路徑規(guī)劃方法，包括：(1)將操作空間分為若干個n米*m米矩形虛擬區(qū)域；(2)控制智能機器人以弓字型行為逐一遍歷每一個所述虛擬區(qū)域；(3)智能機器人的弓字型行為過程中，以距離信息、角度信息、碰撞信息及障礙信息構(gòu)建柵格地圖，并標記通過點、障礙物點、碰撞點；(3)實時分析已經(jīng)構(gòu)建的地圖，判斷整個操作空間是否已經(jīng)遍歷完成，是則進入步驟(4)，否則返回步驟(2)；(4)控制智能機器人進行一次沿邊行為，并在構(gòu)建的地圖上標記沿邊行為點。本發(fā)明只依靠機器人行為的距離信息、角度信息、碰撞信息及障礙信息就可以建立起一個誤差在可控范圍內(nèi)的有效柵格地圖，實現(xiàn)了一種低成本且效率高的機器人路徑規(guī)劃方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能機器人的路徑規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

智能機器人作為世界經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)增長方式轉(zhuǎn)變過程中的關(guān)鍵因素，正在進入新的發(fā)展階段。智能機器人是具有感知、決策、執(zhí)行的制造裝備、設(shè)備工具、服務(wù)消費品，用于生產(chǎn)過程與環(huán)境中的制造裝備智能機器稱為工業(yè)機器人，用于個人或家政服務(wù)的消費品智能機器稱為家用服務(wù)機器人，用于特殊環(huán)境下作業(yè)與維護的設(shè)備工具智能機器稱為特種服務(wù)機器人。

以家用的掃地機器人為例，其又稱自動打掃機、智能吸塵、機器人吸塵器等，是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動在房間內(nèi)完成地板清理工作。

掃地機器人需要按照一定的路徑規(guī)劃來覆蓋整個房間區(qū)域，完成遍歷的目的。路徑規(guī)劃，有隨機遍歷和規(guī)劃遍歷兩種。

隨機遍歷，是指機器人根據(jù)一定的移動算法，如三角形、五邊形軌跡嘗試性的覆蓋作業(yè)區(qū)，如果遇到障礙，則執(zhí)行對應(yīng)的轉(zhuǎn)向函數(shù)。這種方法是一種以時間換空間的低成本策略，如不計時間可以達到100％覆蓋率。隨機覆蓋法不用定位、也沒有環(huán)境地圖，也無法對路徑進行規(guī)劃。當(dāng)前iRobot的大多數(shù)掃地機器人采用的就是這種方法。

規(guī)劃遍歷，是指機器人行走過程中建立起環(huán)境地圖，實時分析地圖并完成新的路徑規(guī)劃，將房間全部進行清掃。這種方法效率高，在保證覆蓋率的前提下，能夠以最快的速度完成清掃。

其中規(guī)劃清掃需要解決三個問題：

1、建立地圖，并能夠定位(確定機器人的位置)。

2、導(dǎo)航，從啟始位置導(dǎo)航到目標位置，且在導(dǎo)航過程中能夠?qū)崿F(xiàn)自動避開障礙物。

3遍歷整個房間的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種低成本的機器人路徑規(guī)劃方法，只依靠機器人行為的距離信息、角度信息、碰撞信息及障礙信息就可以建立起一個誤差在可控范圍內(nèi)的有效柵格地圖，以便進行路徑規(guī)劃。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種智能機器人的路徑規(guī)劃方法，所述智能機器人包括主控模塊、行動輪、碰撞檢測傳感器、障礙物檢測傳感器、距離信息傳感器、角度信息傳感器；其特征在于，所述方法包括：

(1)將操作空間分為若干個n米*m米矩形虛擬區(qū)域；

(2)控制智能機器人以弓字型行為逐一遍歷每一個所述虛擬區(qū)域；

(3)智能機器人的弓字型行為過程中，以距離信息傳感器所獲取的距離信息、角度信息傳感器所獲得的角度信息、碰撞檢測傳感器獲取的碰撞信息及障礙物檢測傳感器獲取的障礙信息構(gòu)建柵格地圖，并標記通過點、障礙物點、碰撞點；

(3)實時分析已經(jīng)構(gòu)建的地圖，判斷整個操作空間是否已經(jīng)遍歷完成，是則進入步驟(4)，否則返回步驟(2)；

(4)控制智能機器人進行一次沿邊行為，并在構(gòu)建的地圖上標記沿邊行為點；