[發明專利]移動機器人跟隨方法和系統

在審

• 申請號: 202010416725.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN113741550A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 劉洋;張志彥;李洋帆;馬力超;韓曉英
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12;G05D1/02
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 牛洪瑜

本發明涉及一種移動機器人跟隨方法，屬于人工智能技術領域，解決了現有跟隨方法非合作目標跟隨、確定跟隨目標繁瑣等的問題。跟隨方法包括：根據人的特定手勢確定跟隨目標信息；通過激光雷達、慣性導航單元、GPS采集數據，根據數據利用SLAM軟件構建地圖并實時計算移動機器人自身位姿；通過雙目視覺模塊采集跟隨目標信息，根據跟隨目標信息實時計算目標位姿；根據目標位姿和移動機器人自身位姿計算全局最優路線以自動規避靜態障礙，以及基于全局最優路線提供線速度和角速度指令。根據人的特定手勢確定跟隨目標信息，實現對非合作目標的跟蹤，通過計算全局最優路線實現自動規避靜態障礙。

技術領域

本發明涉及人工智能技術領域，尤其涉及一種移動機器人跟隨方法和系統。

背景技術

根據指令不同，現有移動機器人目標跟隨方法分為兩類：一類是根據目標與機器人之間的距離和角度偏差，調整移動機器人運動對目標進行跟隨；另一類以目標位置作為目標點，根據路徑規劃算法得到機器人從當前位置到目標點的移動軌跡，然后通過軌跡跟蹤實現目標跟隨。

第一類目標跟隨方法采用雙目視覺可以獲得跟隨目標距離和角度信息進行跟隨，然后通過調整移動機器人運動跟隨目標，缺點是跟隨過程無法避障。第二類目標跟隨方法包括：采用UWB(Ultra Wide Band，超寬帶)定位技術和主動光測距傳感器相結合的定位技術來獲得目標位置指令；或者通過超寬頻測距測角模塊測量機器人到目標的距離和目標相對機器人的偏角，并轉換成目標坐標指令。第二類跟隨方法能夠實現自主跟隨避障，缺點是需要在目標上安裝標簽來實現目標跟隨。

現有技術方案存在以下不足：(1)根據距離和角度偏差實現目標跟隨的方案無法避障；(2)根據目標位置實現目標跟隨的方案需要在目標上安裝標簽，無法實現對非合作目標的跟蹤；(3)同時出現多個目標時跟隨容易出錯；(4)遇到動態障礙物時移動機器人會停下了重新規劃路線，導致效率低下；以及(5)確定(即，裝訂)目標繁瑣。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種移動機器人跟隨方法和系統，用以解決現有跟隨方法非合作目標跟隨、確定跟隨目標繁瑣等的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種移動機器人跟隨方法，包括：根據人的特定手勢確定跟隨目標信息；通過激光雷達、慣性導航單元、GPS采集數據，根據所述數據利用SLAM軟件構建地圖并實時計算移動機器人自身位姿；通過雙目視覺模塊采集所述跟隨目標信息，根據所述跟隨目標信息實時計算目標位姿；根據所述目標位姿和所述移動機器人自身位姿計算全局最優路線以自動規避靜態障礙，以及基于所述全局最優路線提供線速度和角速度指令。

上述技術方案的有益效果如下：根據本發明實施例的移動機器人跟隨方法能夠根據人的特定手勢確定跟隨目標信息，能夠實現對非合作目標的跟蹤，通過計算全局最優路線實現自動規避靜態障礙。

基于上述方法的進一步改進，根據人的特定手勢確定跟隨目標信息進一步包括：在雙目視覺模塊的攝像頭視野內用雙手以所述特定手勢指向目標；根據所述特定手勢指向的目標確定跟隨目標；以及在確定所述跟隨目標后，所述移動機器人以LED閃爍、蜂鳴器鳴叫的方式給出反饋。

基于上述方法的進一步改進，根據所述反饋判斷所述跟隨目標的正確性；以及當所述跟隨目標錯誤時，重復根據人的特定手勢確定跟隨目標信息。

基于上述方法的進一步改進，通過激光雷達、慣性導航單元、GPS采集數據進一步包括：通過所述慣性導航單元向所述SLAM軟件或定位軟件提供移動機器人加速度和角速度信息；通過所述GPS在室外移動時向所述SLAM軟件或所述定位軟件提供所述移動機器人位置和速度信息；以及通過所述激光雷達測量環境點云信息以為控制模塊、所述SLAM軟件或所述定位軟件提供環境障礙物信息。