[發明專利]一種移動機器人及障礙物探測方法

在審

• 申請號: 202010033381.9
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111273658A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 陳飛飛;李曉龍;張磊;汪光;高磊;高峻峣
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京華專卓海知識產權代理事務所(普通合伙) 11664
• 代理人: 彭銳

1.一種移動機器人，其特征在于，包括機器人本體、移動部件、測距傳感器單元以及控制單元；

所述機器人本體由移動部件支撐，測距傳感器單元設置于所述機器人本體表面，控制單元設置于所述機器人本體內部，且所述測距傳感器單元和所述控制單元通信連接；

所述測距傳感器單元包括四組，其中第一組測距傳感器位于所述機器人本體前端；第二組測距傳感器位于所述機器人本體后端，第三組測距傳感器位于所述機器人本體左右兩側面，第四組測距傳感器位于所述機器人本體下底面；

所述控制單元用于控制所述機器人移動，接收所述測距傳感器單元的距離信息，并根據所述機器人的移動方向以及所述距離信息生成障礙模型，得到所述機器人周圍的障礙物信息。

2.根據權利要求1所述的移動機器人，其特征在于，所述第一組測距傳感器包括3個，等間距地分布在所述機器人本體的前端，且中間的測距傳感器距離所述機器人本體左右兩側面的距離相同；

所述第二組測距傳感器包括3個，等間距地分布在所述機器人本體的后端，且中間的測距傳感器位于所述機器人本體縱向中軸線上；

所述第三組測距傳感器包括2個，分別位于所述機器人本體左右兩側面，且所述測距傳感器距離前端的距離與距離后端的距離之比為1:2；

所述第四組測距傳感器為1個，位于所述機器人本體下底面靠近前端的位置，且距離所述機器人本體左右兩側面的距離相同。

3.根據權利要求2所述的移動機器人，其特征在于，所述測距傳感器為超聲波傳感器。

4.根據權利要求3所述的移動機器人，其特征在于，所述第一組測距傳感器中居中的測距傳感器的超聲波發射方向為所述機器人的前進方向，另兩個測距傳感器的超聲波發射方向分別向外傾斜一定角度；

所述第二組測距傳感器的超聲波發射方向為所述機器人的后退方向；

所述第三組測距傳感器的超聲波發射方向為所述機器人的左右兩側；

所述第四組測距傳感器的超聲波發射方向為垂直向下地朝向地面。

5.根據權利要求4所述的移動機器人，其特征在于，所述移動部件為輪子或履帶，分為兩組，對稱地位于所述機器人本體左右兩側。

6.根據權利要求5所述移動機器人的障礙物探測方法，其特征在于，包括：

獲取所述移動機器人的移動方向以及測距傳感器單元測得的距離信息；

根據所述移動方向選擇相關的距離信息；

根據所述相關的距離信息進行建模描述，得到障礙物信息。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據所述移動方向選擇相關的距離信息包括：

所述移動方向為向前時，選擇第一組測距傳感器、第三組測距傳感器和第四組測距傳感器測得的距離信息；

所述移動方向為向后時，選擇第二組測距傳感器測得的距離信息。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，根據所述相關的距離信息進行建模描述，得到障礙物信息包括：

所述移動方向為向前時，利用所述第一組測距傳感器的3個傳感器測得的距離信息生成前方障礙模型；利用所述第一組測距傳感器中位于右側的傳感器和第三組測距傳感器中位于所述機器人本體右側面的傳感器測得的距離信息，生成右前方障礙模型；利用所述第一組測距傳感器中位于左側的傳感器和第三組測距傳感器中位于所述機器人本體左側面的傳感器測得的距離信息，生成左前方障礙模型；利用所述第三組測距傳感器測得的距離信息分別生成右方障礙模型和左方障礙模型；利用所述第四組測距傳感器測得的距離信息，生成下方地勢信息；

根據所述前方障礙模型、右前方障礙模型、左前方障礙模型、右方障礙模型、左方障礙模型和下方地勢信息生成障礙物信息。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用所述第四組測距傳感器測得的距離信息，生成下方地勢信息包括：

將所述第四組測距傳感器測得的距離信息與預設閾值比較，若大于所述預設閾值，則判定為下陷地勢。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，還包括：

根據當前時刻得到的障礙物信息以及之前預定時長內的障礙物信息，控制所述移動機器人的移動方向。