[發(fā)明專利]機器人運動方法、裝置、電子設備及存儲介質

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011353145.1
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112526991B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 秦家虎;高炤;王帥;張展鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/34;G01C21/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王文思

本公開提供一種用于未知環(huán)境中的機器人運動方法、裝置、電子設備及存儲介質，應用于機器人技術領域，包括：確定機器人周圍的可通行間隙集合；基于所述機器人當前朝向與所述機器人朝向終點方向之間的夾角大小，從所述可通行間隙集合中選擇目標間隙；根據(jù)所述目標間隙計算期望運動方向；使用動態(tài)窗口法使所述機器人沿所述期望運動方向運動。使機器人能夠沿著障礙邊沿移動，使機器人受障礙引導，擺脫局部極小。

技術領域

本申請涉及機器人技術領域，尤其涉及一種用于未知環(huán)境中的機器人運動方法、裝置、電子設備及存儲介質。

背景技術

機器人導航方法的核心是路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃算法主要分為全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃。由于未知環(huán)境是指移動機器人沒有關于環(huán)境的任何先驗信息，所以未知環(huán)境的導航一般只能通過局部機器人運動方法實現(xiàn)。局部機器人運動方法是指利用傳感器采集機器人周圍的障礙分布，僅利用這些局部信息對機器人移動行為做出規(guī)劃，使機器人能夠安全到達終點。

現(xiàn)有的基于間隙的導航方法極少能夠充分利用傳感器數(shù)據(jù)，比如一些通過“開口”的角度大小來判斷是否是間隙的算法，顯然無法提取到兩障礙存在交疊，但二者之間寬度足夠大的間隙，再如一些基于開口的距離大小來判斷是否是間隙的方法，由于算法考慮的不足，可能將無法使機器人通行的間隙判斷為可通行間隙?；蛘?，由于缺乏關于環(huán)境的先驗知識，基于間隙的規(guī)劃方法盲目地選擇與終點方向最近的間隙，而在一些復雜的環(huán)境中，這往往會導致機器人陷入僵局，再無法靠近終點。

發(fā)明內容

本申請的主要目的在于提供一種用于未知環(huán)境中的機器人運動方法、裝置、電子設備及存儲介質，使機器人能夠沿著障礙邊沿移動，這種行為可以使機器人受障礙引導，擺脫局部極小。

為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例第一方面提供一種種用于未知環(huán)境中機器人運動方法，包括：

確定機器人周圍的可通行間隙集合；

基于所述機器人當前朝向與所述機器人朝向終點方向之間的夾角大小，從所述可通行間隙集合中選擇目標間隙；

根據(jù)所述目標間隙計算期望運動方向；

使用動態(tài)窗口法使所述機器人沿所述期望運動方向運動。

可選的，所述方法還包括：

利用激光雷達傳感器掃描當前環(huán)境，得到關于所述當前環(huán)境的掃描點集P＝{p_i＝(ρ_i，θ_i)|i∈[0，N_s-1]}，其中，p_i＝(ρ_i，θ_i)表示第i個掃描點的極坐標，ρ_i表示第i個掃描點的極坐標距離，θ_i表示第i個掃描點的極坐標角度，N_s表示掃描點總數(shù)，p₀表示機器人正前方數(shù)據(jù)，下標沿逆時針方向遞增；

連接所述機器人所述當前位置o_r和終點位置p_goal，形成直線o_rp_goal；

過所述當前位置o_r作垂直于所述直線o_rp_goal的垂線，將所述當前障礙環(huán)境分為四個區(qū)域，將位于線段o_rp_goal兩側的兩個區(qū)域分別定義為區(qū)域I和區(qū)域II；

設所述區(qū)域I內的掃描點集為P₁，所述區(qū)域II內的掃描點集為P₂；