[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

本發明公開了一種移動機器人，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，分別位于所述機器人本體前端、后端、左右兩側面和下底面；所述控制單元用于接收所述測距傳感器單元的距離信息，根據所述距離信息確定所述機器人周圍的障礙物信息。本發明還公開了一種基于所述移動機器人的障礙物探測方法。本發明能夠以低成本的方式實現了移動機器人行走過程中全方位的障礙物探測，適用于不確定場景和動態變化場景，提高了應急偵檢效率。

技術領域

本發明涉及應急救援技術領域，特別地，涉及一種移動機器人及障礙物探測方法。

背景技術

應急救援一般是指針對突發、具有破壞力的緊急事件采取預防、預備、響應和恢復的活動與計劃。根據緊急事件的不同類型，分為衛生應急、交通應急、消防應急、地震應急、廠礦應急、家庭應急等領域的應急救援。在例如地震、大型建筑火災、廠礦爆炸坍塌等一些緊急事故中，現場地形復雜且環境危險，如救援人員貿然進入，則易于導致無謂的傷亡。為此，已提出利用移動機器人等偵檢設備進行現場偵檢的方案。

為了實現移動機器人的自主行走，一種方案是在機器人主體上安裝雷達進行扇形或者全方位掃描獲取周圍障礙物信息，然而，在不確定場景下的現場環境是時刻動態變化的，該方案難以實現全方位探測，雷達也易于損壞且成本偏高；另一種方案是采用傳感器探測障礙物信息，然而現有的傳感器避障方案僅考慮了平坦地面上的移動，在應急救援的復雜場景中難以有效適用。

發明內容

本發明提供了一種移動機器人及障礙物探測方法，旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

在本發明的第一方面，提供了一種移動機器人，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。

進一步地，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。

進一步地，所述測距傳感器為超聲波傳感器。

進一步地，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。