[發(fā)明專利]一種機器人避障方法及應(yīng)用其的機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711086193.7
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107885206A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董秋杰;韓愛福;周盛宗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05D1/00
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11540
• 代理人: 王惠

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于機器人運動控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說及運動機器人避障過程。

背景技術(shù)

伴隨著現(xiàn)代社會“無人值守”工廠的爆炸式增長，智能機器人的應(yīng)用越來越普遍，而智能機器人在運動中的避障問題一直是一個亟待解決的問題。如何更好地解決此問題一直是高校以及機構(gòu)研究的重點，與此同時智能機器人在餐飲行業(yè)和倉儲物流行業(yè)的應(yīng)用還并未成熟，最根本原因在于餐飲行業(yè)和倉儲物流行業(yè)復(fù)雜的工作環(huán)境。

現(xiàn)在市面上的智能機器人大多數(shù)默認(rèn)應(yīng)用于障礙物固定的情形之下，對于非固定的障礙物的處理較差；極少一部分智能機器人能夠處理障礙物不固定的情形，但是此部分智能機器人的價格十分昂貴，并不適合普通餐飲場所和倉儲物流行業(yè)配備。因此，研究出低成本、高靈活性的移動智能避障機器人來彌補傳統(tǒng)方案的不足，是亟待解決的問題，也具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種機器人避障方法，該方法采用固定路線與避障處理相結(jié)合以及固定障礙物(餐廳的桌椅)與非固定障礙物(流動的顧客)分別處理的方法，具有定位準(zhǔn)確、成本低、靈活性高的優(yōu)勢。

所述機器人避障方法包括：

沿固定路線運動和對所述固定路線上的非固定障礙物做規(guī)避動作；

所述固定路線為所述機器人在沒有障礙物情況下的預(yù)設(shè)運動路線；

所述機器人在所述規(guī)避動作完成后回歸所述固定路線。

可選地，所述沿固定路線運動包括如下過程：

對所述機器人運動區(qū)域進(jìn)行區(qū)塊建模，獲得區(qū)塊化地圖；

在所述區(qū)塊化地圖中設(shè)定所述機器人的預(yù)設(shè)運動路線；

獲取所述機器人在所述區(qū)塊化地圖中的位置信息；

根據(jù)所述機器人在所述區(qū)塊化地圖中的位置信息，控制所述機器人沿預(yù)設(shè)運動路線運動。

可選地，所述區(qū)塊建模獲得的區(qū)塊化地圖包括第一區(qū)塊和第二區(qū)塊，對所述區(qū)塊化地圖中的第一區(qū)塊和第二區(qū)塊以數(shù)字化形式存儲在所述機器人內(nèi)；

所述機器人的預(yù)設(shè)運動路線只經(jīng)過第一區(qū)塊；

所述機器人在所述規(guī)避動作過程中不進(jìn)入第二區(qū)塊。

作為一個可選的實施方式，所述第一區(qū)塊采用白色表示可通行底面，所述第二區(qū)塊采用黑色表示障礙物無法通過。但障礙物不足一個區(qū)塊但能夠阻擋機器人的運動時，仍然記為一個第二區(qū)塊或黑色區(qū)塊。

可選地，所述數(shù)字化形式包括將所述區(qū)塊化地圖中的第一區(qū)塊和第二區(qū)塊以二進(jìn)制編碼和/或十六進(jìn)制編碼的形式存儲。

作為一個可選的實施方式，所述數(shù)字化形式包括將所述區(qū)塊化地圖中的所述第一區(qū)塊記為0，所述第二區(qū)塊記為1，得到二進(jìn)制編碼的所述區(qū)塊化地圖。

作為一個進(jìn)一步可選的實施方式，所述數(shù)字化形式包括將得到的所述二進(jìn)制編碼的所述區(qū)塊化地圖中的每一行或每一列的二進(jìn)制編碼數(shù)組轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，得到十六進(jìn)制編碼的所述區(qū)塊化地圖。轉(zhuǎn)換為到十六進(jìn)制編碼的所述區(qū)塊化地圖，地圖數(shù)據(jù)大為簡化。將餐飲場所和倉儲物流場所的場景布局以十六進(jìn)制的形式表現(xiàn)出來，極大地方便了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，提高了系統(tǒng)的運算速度。數(shù)字化形式更易于控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，選擇數(shù)字化十六進(jìn)制的形式，就是因為系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)處理格式就是以二進(jìn)制形式，本專利采用十六進(jìn)制數(shù)字，一是為了方便數(shù)據(jù)存儲，二是一定程度上可以加速數(shù)據(jù)處理，提高系統(tǒng)效率。

可選地，所述區(qū)塊化地圖中的區(qū)塊邊長為所述機器人工作狀態(tài)每秒運動距離的0.1倍至10倍；

進(jìn)一步可選地，所述區(qū)塊化地圖中的區(qū)塊邊長為所述機器人工作狀態(tài)每秒運動距離的0.5倍至2倍；

更進(jìn)一步可選地，所述區(qū)塊化地圖中的區(qū)塊邊長為所述機器人工作狀態(tài)每秒的運動距離。

可選地，所述獲取所述機器人在所述區(qū)塊化地圖中的位置信息，包括如下方式：

方式I：所述機器人運動區(qū)域至少包括相對所述區(qū)塊化地圖位置確定且位于所述區(qū)塊化地圖邊緣的第一參考節(jié)點和第二參考節(jié)點，所述機器人通過無線射頻通信獲得與第一參考節(jié)點的第一距離和與第二參考節(jié)點的第二距離，根據(jù)所述第一距離和第二距離計算所述機器人的位置，取落入所述區(qū)塊化地圖中的位置作為所述機器人在所述區(qū)塊化地圖中的位置信息。

可選地，所述獲取所述機器人在所述區(qū)塊化地圖中的位置信息，包括如下方式：