[發(fā)明專利]一種用于機(jī)器人自動(dòng)充電的路徑規(guī)劃方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910508730.5
• 申請(qǐng)日: 2019-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110162063A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳新開(kāi);霍向;李永偉;何山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京洛必德科技有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 北京華仁聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11588
• 代理人: 蘇雪雪

本發(fā)明提供一種用于機(jī)器人自動(dòng)充電的路徑規(guī)劃方法和裝置。方法包括：在機(jī)器人電量不足時(shí)，對(duì)機(jī)器人的位置進(jìn)行定位；運(yùn)用改進(jìn)型動(dòng)態(tài)窗口法構(gòu)建一組機(jī)器人的備選軌跡空間；以機(jī)器人的位置到外部充電器的距離和位姿夾角為目標(biāo)，對(duì)備選軌跡空間內(nèi)每一條備選軌跡進(jìn)行評(píng)價(jià)，生成每一條備選軌跡的評(píng)價(jià)值；基于生成的每一條備選軌跡的評(píng)價(jià)值，選擇最優(yōu)的備選軌跡作為機(jī)器人的移動(dòng)軌跡，控制機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)；判斷機(jī)器人的位置是否為機(jī)器人要到達(dá)的外部充電器位置，若為是，則將機(jī)器人的充電接口與外部充電器對(duì)接，若為否，則繼續(xù)運(yùn)用改進(jìn)型動(dòng)態(tài)窗口法構(gòu)建機(jī)器人的備選軌跡空間，直至到達(dá)充電器位置。該方案可驅(qū)動(dòng)機(jī)器人有效避開(kāi)障礙物，實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)充電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于機(jī)器人自動(dòng)充電的路徑規(guī)劃方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)機(jī)器人需要智能感應(yīng)自身電量信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電功能。

機(jī)器人攜帶紅外傳感器、超聲波傳感器模塊等多種傳感檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)感知的環(huán)境信息，利用動(dòng)態(tài)窗口算法規(guī)劃一條優(yōu)化路徑，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，由于規(guī)劃的機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)的路徑不合理，存在效率不高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于機(jī)器人自動(dòng)充電的路徑規(guī)劃方法和裝置，用以驅(qū)動(dòng)機(jī)器人有效避開(kāi)障礙物位置，且快速到達(dá)外部充電器位置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于機(jī)器人自動(dòng)充電的路徑規(guī)劃方法，包括：

S1、接收機(jī)器人電量不足的提示信息；

S2、對(duì)機(jī)器人的位置進(jìn)行定位；

S3、運(yùn)用改進(jìn)型動(dòng)態(tài)窗口法構(gòu)建一組機(jī)器人的備選軌跡空間；

S4、以機(jī)器人的位置到外部充電器的距離和位姿夾角為目標(biāo)，對(duì)備選軌跡空間內(nèi)每一條備選軌跡進(jìn)行評(píng)價(jià)，生成每一條備選軌跡的評(píng)價(jià)值；

S5、基于生成的每一條備選軌跡的評(píng)價(jià)值，選擇最優(yōu)的備選軌跡作為機(jī)器人的移動(dòng)軌跡，控制機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)；

S6、判斷機(jī)器人的位置是否為機(jī)器人要到達(dá)的外部充電器位置，若為是，則執(zhí)行S7，若為否，則執(zhí)行S3；

S7、將機(jī)器人的充電接口與外部充電器對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電。

如上所述的方法中，在S3中所述運(yùn)用改進(jìn)型動(dòng)態(tài)窗口法構(gòu)建一組機(jī)器人的備選軌跡空間，包括：

確定機(jī)器人的最大速度、動(dòng)態(tài)規(guī)劃的速度間隔和角速度間隔；

利用機(jī)器人的最大速度、動(dòng)態(tài)規(guī)劃的速度間隔和角速度間隔確定機(jī)器人的速度樣本；所述速度樣本包括：橫向速度樣本、縱向速度樣本和角速度樣本；

基于速度樣本推算機(jī)器人下一時(shí)刻的備選位置，得到當(dāng)前位置到備選位置的備選軌跡，所有速度樣本的組合推算出一組機(jī)器人的備選軌跡空間。

如上所述的方法中，所述基于速度樣本推算機(jī)器人下一時(shí)刻的備選位置，具體為：利用以下公式和機(jī)器人當(dāng)前t時(shí)刻的位置推算下一時(shí)刻t+1的備選位置；

θ_t+1＝θ_t+vθ；

x_t+1＝x_t+vx×cos(θ_t+1)-vy×sin(θ_t+1)；

y_t+1＝y(tǒng)_t+vx×sin(θ_t+1)+vy×cos(θ_t+1)；