[發明專利]一種機器人障礙物識別及避障方法

有效

• 申請號: 202010907791.1
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN111930127B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 李睿;林良偉;周江濤
• 申請（專利權）人: 廣州賽特智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01S17/931;G01S17/86
• 代理公司: 廣州科捷知識產權代理事務所(普通合伙) 44560
• 代理人: 袁嘉恩

一種機器人障礙物識別及避障方法，包括如下步驟：機器人在行駛過程中不斷通過傳感器識別障礙物，并對障礙物進行編號，同時通過比較前后兩次探測到的障礙物距離和角度，判別障礙物的運動狀態，并持續探測刷新障礙物的狀態；當機器人行駛至距離障礙物一定距離時，通過視覺傳感器、激光雷達或紅外熱成像等識別障礙物類型，并實時更新障礙物的距離和角度；機器人根據障礙物的類型和運動狀態采取相應的避障方法進行避障行走。本發明能夠提前識別障礙物并預判障礙物的運動狀態，為后續的識別和避障預留充足的時間；并可識別出多種類別的障礙物類型，并根據類型和運動情況采取不同的行駛和避障策略，針對性強，避障成功率高。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種機器人障礙物識別及避障方法。

背景技術

隨著人工智能技術的不斷發展，智能機器人越來越多地應用在生活、生產、物流等領域中，機器人在行走過程紅章通常會遇到各種不同類別的障礙物，而且障礙物的運動狀況也各不相同，現有機器人的避障基本均是依賴機器人搭載的視覺傳感器、激光雷達等對環境進行探測，僅僅依靠障礙物的物理反射面進行避障，而不會對障礙物的類型進行識別，也不會根據障礙物的運動狀態來避障，往往會導致避障失敗。特別是當系統中有多臺機器人同時工作時，通常將其它機器人與工作環境中的人體、其它車輛等等同處理而不加以區分，這樣當兩臺機器人相遇時，如果機器人之間采用相同的避障方法，很可能發生兩個機器人朝相同方向避障導致相撞的情況。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的缺點，提供一種適用性廣、針對性強、避障成功率高的機器人障礙物識別及避障方法，該方法可提前識別障礙物及預判障礙物的運動狀況，當障礙物靠近時對障礙物類型進行識別，并根據障礙物的類型和運動情況采取不同的行駛和避障策略。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種機器人障礙物識別及避障方法，包括如下步驟：

S1、障礙物識別及運動狀態預判

機器人在行駛過程中不斷通過自身裝載的傳感器（如激光雷達等）識別障礙物，并對障礙物進行編號，同時通過比較前后兩次探測到的障礙物距離和角度，判別障礙物的運動狀態，并持續探測刷新障礙物的狀態（如障礙物的距離、角度及運動狀態），障礙物的運動狀態分為靜止障礙物、同向移動障礙物和相向移動障礙物。

通過激光雷達等傳感器對障礙物，特別是動態障礙物進行預判，以便給障礙物類型識別和調整移動方式預留充足時間，確保安全性。同時在移動的過程中持續刷新障礙物狀態，為后續的識別和避障提供更準確及時的數據。傳感器優選激光雷達，激光雷達的測量距離可達幾十米，而視覺傳感器的測量距離只有數米，相比而言，激光雷達的識別的范圍更廣，為了預留更充足的時間，在障礙物預判階段可優選激光雷達。

S2、障礙物類型識別與跟蹤

當機器人行駛至距離障礙物一定距離時，通過視覺傳感器、激光雷達或紅外熱成像等識別障礙物類型，記錄障礙物在圖像中的角度，與激光雷達等獲取的障礙物角度進行匹配，并實時更新障礙物的距離和角度，障礙物類型可分為機器人、行人、推車、移動床和其他障礙物。

S3、機器人根據障礙物的類型和運動狀態采取相應的避障方法進行避障行走。

作為其中一種優選的技術方案，所述S1步驟中障礙物識別的方法為：機器人以設定速度行駛，通過激光雷達掃描獲取各角度的環境距離值，生成二維平面輪廓圖，并與部署時掃描的環境地圖的距離值進行比對，當距離差值大于設定值時，判定為障礙物（連續角度均有距離值認定為一個障礙物），并對障礙物進行編號，記錄此時障礙物的角度和距離值（可采用邊沿點距離/中心點距離）。