[發(fā)明專利]一種機(jī)器人路徑規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811653271.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN111381589A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉賀;徐方;張鋒;王洪陽;周思堯;趙旭
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發(fā)明實(shí)施例提出一種機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。該方法包括機(jī)器人上的距離傳感器以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔連續(xù)掃描周圍環(huán)境，獲得多幀數(shù)據(jù)；基于所述多幀數(shù)據(jù)的前預(yù)設(shè)數(shù)量的幀數(shù)據(jù)，根據(jù)分析算法進(jìn)行分析，推斷出下一幀或者預(yù)設(shè)時(shí)長后周圍環(huán)境中物體的位置；基于機(jī)器人自身狀況和所述推斷的物體的位置，機(jī)器人規(guī)劃回避所述物體的路徑。該方法通過預(yù)估物體的動(dòng)態(tài)趨勢，并基于所預(yù)估的結(jié)果進(jìn)行路徑規(guī)劃，從而很好地解決動(dòng)態(tài)環(huán)境中路徑規(guī)劃不準(zhǔn)確的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

目前，機(jī)器人路徑規(guī)劃方法中普遍地認(rèn)為環(huán)境是靜態(tài)的，但是在實(shí)際使用過程中，環(huán)境卻是復(fù)雜的動(dòng)態(tài)環(huán)境。現(xiàn)有的機(jī)器人路徑規(guī)劃方法中普遍采用實(shí)時(shí)監(jiān)測、掃描的方式來解決動(dòng)態(tài)環(huán)境的問題。這種做法對掃描頻率有較高要求，如果由于系統(tǒng)內(nèi)部阻塞導(dǎo)致掃描間隔變大，很可能導(dǎo)致機(jī)器人短暫性失去路徑規(guī)劃功能。其次，機(jī)器人在躲避橫向過來障礙物時(shí)，有時(shí)會(huì)向障礙物前進(jìn)的方向躲避或者作出緊急性的動(dòng)作等等；對于類人型機(jī)器人來說就是要模仿人類，一般人做出這些動(dòng)作都是不正常的，對于機(jī)器人雖然有情可原，但是還是有提高的空間。

需要一種模仿人眼判斷動(dòng)態(tài)物體的路徑基于此來規(guī)劃機(jī)器人路徑的方法。

機(jī)器人采用激光傳感器來代替人眼，雖然不能像人眼那樣判斷物體的顏色、空間形狀等，但是可以準(zhǔn)確的測出距離，如果通過合理的算法也可以達(dá)到相同的效果。

因此，針對現(xiàn)有的機(jī)器人路徑規(guī)劃方法中無法很好地解決動(dòng)態(tài)環(huán)境的問題，有必要提供一種能夠模仿人眼判斷動(dòng)態(tài)物體的路徑并基于此來進(jìn)行路徑規(guī)劃的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的機(jī)器人路徑規(guī)劃方法中無法很好地解決動(dòng)態(tài)環(huán)境的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。該機(jī)器人路徑規(guī)劃方法中采用激光傳感器代替人眼，由激光傳感器準(zhǔn)確地推斷出動(dòng)態(tài)物體的距離，再結(jié)合合理的推理算法，來模仿人眼判斷動(dòng)態(tài)物體的路徑，并基于此來規(guī)劃機(jī)器人路徑，使得路徑規(guī)劃更加合理和優(yōu)化。

該機(jī)器人路徑規(guī)劃方法的具體方案如下：一種機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，包括步驟S1：機(jī)器人上的距離傳感器以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔連續(xù)掃描周圍環(huán)境，獲得多幀數(shù)據(jù)；步驟S2：基于所述多幀數(shù)據(jù)的前預(yù)設(shè)數(shù)量的幀數(shù)據(jù)，根據(jù)分析算法進(jìn)行分析，推斷出下一幀或者預(yù)設(shè)時(shí)長后周圍環(huán)境中物體的位置；步驟S3：基于機(jī)器人自身狀況和所述推斷的物體的位置，機(jī)器人規(guī)劃回避所述物體的路徑。

優(yōu)選地，所述分析算法包括：將間隔時(shí)間內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)認(rèn)定為勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)采集幀數(shù)據(jù)的數(shù)量和采集的時(shí)間間隔推導(dǎo)出的不同函數(shù)來推測物體未來的位置。

優(yōu)選地，采集幀數(shù)據(jù)的數(shù)量為3，3幀數(shù)據(jù)的坐標(biāo)分別為x₁，x₂和x₃，采集的時(shí)間間隔為t秒，所推測物體未來的位置為x₄，不同函數(shù)的表達(dá)式為：

x₄＝3x₃-3x₂+x₁。

優(yōu)選地，所述步驟S3具體包括：若在第一幀數(shù)據(jù)中檢測到機(jī)器人前進(jìn)方向的右前方有物體，并在所述第一幀數(shù)據(jù)后的連續(xù)預(yù)設(shè)幀數(shù)據(jù)中都檢測到所述物體的位置，則推斷所述物體的前進(jìn)方向及未來預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)所述物體的位置，機(jī)器人繼續(xù)向右前方規(guī)劃前進(jìn)路徑。

優(yōu)選地，所述連續(xù)預(yù)設(shè)幀數(shù)據(jù)包括第二幀，或者第二幀和第三幀。

優(yōu)選地，未來預(yù)設(shè)時(shí)間包括未來的0.5秒時(shí)長或者未來的1秒時(shí)長。

優(yōu)選地，所述步驟S1中預(yù)設(shè)時(shí)間間隔小于等于0.5秒。

優(yōu)選地，所述步驟S2中的前預(yù)設(shè)數(shù)量幀數(shù)據(jù)包括至少前3幀數(shù)據(jù)。