[發(fā)明專利]一種智能機(jī)器人路線規(guī)劃及沿原路徑返回的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810039466.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN108287544B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓愛福;周盛宗;董秋杰;黃婕;葛海燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 北京元周律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 王惠

本申請(qǐng)公開了一種智能機(jī)器人路線規(guī)劃及沿原路徑返回方法，該方法選擇智能機(jī)器人從起點(diǎn)到終點(diǎn)路徑中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；即所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為轉(zhuǎn)彎點(diǎn)；在所述智能機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)至所述的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)過程中，實(shí)時(shí)獲得所述智能機(jī)器人位置坐標(biāo)信息；將實(shí)時(shí)獲得的智能機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)信息與規(guī)劃的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)信息進(jìn)行比較，若比較結(jié)果的偏差超過預(yù)設(shè)值，則控制所述智能機(jī)器人繼續(xù)沿當(dāng)前的偏差方向行駛，直至與所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)信息中的任一坐標(biāo)相同時(shí)停止，并控制所述智能機(jī)器人轉(zhuǎn)向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，沿所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與智能機(jī)器人之間的連線方向，運(yùn)動(dòng)到所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。該方法能夠降低智能機(jī)器人的能耗與成本，增強(qiáng)智能機(jī)器人的可操作性與可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及運(yùn)動(dòng)機(jī)器人路徑回溯過程。

背景技術(shù)

伴隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，智能機(jī)器人逐步替代人進(jìn)行繁重重復(fù)的勞動(dòng)。現(xiàn)在無人超市的盛行、無人機(jī)送貨、智能家居服務(wù)理念的提出，智能機(jī)器人監(jiān)測(cè)病人病情設(shè)備的研究，表明現(xiàn)在部分行業(yè)已經(jīng)向無人化方向發(fā)展。可以說伴隨著我們社會(huì)的人工智能(Artificial Intelligence簡(jiǎn)稱AI)時(shí)代的到來，智能機(jī)器人的發(fā)展將會(huì)更加快速。

現(xiàn)在市面上的按規(guī)定路徑進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人不僅價(jià)錢昂貴，而且靈活性、操作性極差，在正式投入運(yùn)營(yíng)前需要在機(jī)器人活動(dòng)區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)大量的感應(yīng)材料才能使其運(yùn)動(dòng)，這無疑增加了用戶的工作量，破壞了美觀性的同時(shí)還增加了成本。同時(shí)現(xiàn)有的GPS定位幾乎是無法應(yīng)用于要求高精度的室內(nèi)定位的，因此，必須研究新的低成本的、靈活的、低意外率的智能運(yùn)動(dòng)機(jī)器人來彌補(bǔ)傳統(tǒng)方案的不足。

綜上所述，研究出低成本、高靈活性的智能避障機(jī)器人路徑回溯方法，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(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種智能機(jī)器人路線規(guī)劃及沿原路徑返回方法。所述方法包括：

選擇智能機(jī)器人從起點(diǎn)到終點(diǎn)路徑中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為轉(zhuǎn)彎點(diǎn)；

在所述智能機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至所述的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)過程中，實(shí)時(shí)獲得所述智能機(jī)器人位置坐標(biāo)信息；

將實(shí)時(shí)獲得的位置坐標(biāo)信息與規(guī)劃的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)信息進(jìn)行比較，若比較結(jié)果的偏差超過預(yù)設(shè)值，則控制所述智能機(jī)器人繼續(xù)沿當(dāng)前的偏差方向行駛，直至與所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)信息中的任一坐標(biāo)相同時(shí)停止，并控制所述智能機(jī)器人轉(zhuǎn)向所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，沿所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與智能機(jī)器人之間的連線方向，運(yùn)動(dòng)到所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

本申請(qǐng)中，所述反向解析調(diào)用是指，當(dāng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至規(guī)劃路線的終點(diǎn)即第n個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)后，沿原路線返回過程中，對(duì)之前保存的位置信息進(jìn)行解析調(diào)用的過程，規(guī)劃路線的終點(diǎn)即第n個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與沿原路線返回的起始點(diǎn)即第n+1個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的行駛方向相反即呈180°，機(jī)器人沿原路線返回時(shí)的行駛方向與規(guī)劃路線行駛方向也是相反的，故把機(jī)器人沿原路線返回時(shí)調(diào)用之前保存位置信息的過程稱作為反向解析調(diào)用。

所述智能機(jī)器人含有陀螺儀；

所述智能機(jī)器人從終點(diǎn)到起點(diǎn)沿原路徑返回過程中偏離原路線，通過陀螺儀控制智能機(jī)器人的轉(zhuǎn)向來回歸到最近的所述運(yùn)動(dòng)行駛方向的下一目標(biāo)節(jié)點(diǎn)即行駛方向的下一個(gè)轉(zhuǎn)彎點(diǎn)。

所述方法包括：

選擇智能機(jī)器人從起點(diǎn)到終點(diǎn)路徑中的運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)也即目的節(jié)點(diǎn)，相鄰目的節(jié)點(diǎn)的連線表示目標(biāo)位移，每個(gè)相鄰目標(biāo)位移的連線構(gòu)成規(guī)劃路線；

獲得所述運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)的智能機(jī)器人位置信息；

將獲得的智能機(jī)器人的位置信息與當(dāng)前所處的運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)解析保存；

所述智能機(jī)器人從終點(diǎn)到起點(diǎn)沿原路徑返回時(shí)，將保存的坐標(biāo)位置信息與角度信息解析調(diào)用，實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人的沿原路徑返回。

可選地，所述智能機(jī)器人在行進(jìn)方向的垂直方向至少具有兩個(gè)電機(jī)；