[發(fā)明專利]一種機(jī)器人軌道避障方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210723490.2
• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN114879701A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉沛峰;項澤元;汪科林;項海峰;黃進(jìn);蔣曉龍;翁正華
• 申請（專利權(quán)）人: 池州市安安新材科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 合肥未來知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34122
• 代理人: 葉丹

1.一種機(jī)器人軌道避障方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1，對機(jī)器人移動任務(wù)的全局地圖進(jìn)行初始化，通過機(jī)器人上的感測裝置機(jī)器人對所述全局地圖上的標(biāo)記障礙物的位置進(jìn)行檢測，根據(jù)所述機(jī)器人感測的障礙物位置修正初始標(biāo)記障礙物的坐標(biāo)；

步驟2，根據(jù)機(jī)器人所在全局地圖的位置與所述障礙物的相對位置規(guī)劃初始路徑,對感測的障礙物識別類型，判斷所述感測障礙物是否為靜止障礙物，若感測障礙物類型為靜止障礙物則根據(jù)修正后的障礙物的坐標(biāo)進(jìn)行避障，若感測障礙物類型非靜止障礙物，則對該障礙物的行動軌跡進(jìn)行預(yù)測；

步驟3，在所述全局地圖上重新標(biāo)注出障礙物的坐標(biāo)及預(yù)測的移動軌跡，并根據(jù)所述障礙物的坐標(biāo)和所述移動軌跡對規(guī)劃的初始路徑進(jìn)行修改；

步驟4，根據(jù)修改后的路徑標(biāo)注機(jī)器軌道的全局坐標(biāo)，計算出機(jī)器人在對任一障礙物方向改變的轉(zhuǎn)角，將全部轉(zhuǎn)角的發(fā)生的坐標(biāo)及轉(zhuǎn)動角度發(fā)送至機(jī)器人計算控制單元；

步驟5，根據(jù)全部轉(zhuǎn)角的發(fā)生的坐標(biāo)及轉(zhuǎn)動角度控制機(jī)器人在修改后的路徑上離線完成移動。

2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人軌道避障方法，其特征在于，所述對機(jī)器人移動任務(wù)的全局地圖進(jìn)行初始化進(jìn)一步包括：初始化所述機(jī)器人在所述全局地圖上的初始位置坐標(biāo)，并將整個機(jī)器人移動任務(wù)的所述全局地圖進(jìn)行柵格化處理，初始化輸入全局地圖上的存在的障礙物柵格坐標(biāo)位置。

3.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人軌道避障方法，其特征在于，所述步驟3進(jìn)一步包括：若判斷障礙物為可移動人體，則通過針對于可移動人體的運(yùn)動軌跡預(yù)測的模型對人體的移動軌跡進(jìn)行動態(tài)預(yù)測。

4.如權(quán)利要求3所述的一種機(jī)器人軌道避障方法，其特征在于，對全局地圖中全部的判斷為可移動人體類型的障礙物，通過第三方設(shè)備提供的該障礙物的歷史時段內(nèi)的移動信息，并對該歷史時段內(nèi)的移動信息進(jìn)行排序，并根據(jù)相鄰序列的移動信息進(jìn)行比較，得到該障礙物在所述歷史時段內(nèi)的初始移動偏移量；將所述初始移動偏移量輸入至該可移動人體類型的障礙物對應(yīng)的運(yùn)動軌跡預(yù)測的模型中，其中，所述運(yùn)動軌跡預(yù)測的模型為通過所述第三方設(shè)備提供的相關(guān)移動信息在線訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，由所述訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型輸出用于表示所述全部的判斷為可移動人體類型的障礙物在機(jī)器人規(guī)劃的路徑行走預(yù)計的時間段內(nèi)移動人體的移動信息的糾偏量；對所述糾偏量信息進(jìn)行解碼，對應(yīng)于所述糾偏量和初始偏移量序列，獲得該障礙物的行動預(yù)測軌跡。

5.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人軌道避障方法，其特征在于，所述并根據(jù)所述障礙物的坐標(biāo)和所述移動軌跡對規(guī)劃的初始路徑進(jìn)行修改進(jìn)一步包括：所述機(jī)器人的計算控制單元連接至路徑規(guī)劃單元，所述路徑規(guī)劃單元根據(jù)全局地圖及全局地圖上重新標(biāo)注出障礙物的坐標(biāo)及預(yù)測的移動軌跡作為的約束條件，將生成的修改后的路徑上的重要點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)注，在標(biāo)注的重要點(diǎn)處執(zhí)行機(jī)器人運(yùn)動參數(shù)的改變，規(guī)劃出所述機(jī)器人的行進(jìn)無碰撞路徑。

6.一種機(jī)器人軌道避障系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

路徑初始化模塊，通過所述路徑初始化模塊對機(jī)器人移動任務(wù)的全局地圖進(jìn)行初始化，通過機(jī)器人上的感測裝置機(jī)器人對所述全局地圖上的標(biāo)記障礙物的位置進(jìn)行檢測，根據(jù)所述機(jī)器人感測的障礙物位置修正初始標(biāo)記障礙物的坐標(biāo)；

障礙物信息初始化模塊，所述障礙物信息初始化模塊根據(jù)機(jī)器人所在全局地圖的位置與所述障礙物的相對位置規(guī)劃初始路徑,對感測的障礙物識別類型，判斷所述感測障礙物是否為靜止障礙物，若感測障礙物類型為靜止障礙物則根據(jù)修正后的障礙物的坐標(biāo)進(jìn)行避障，若感測障礙物類型非靜止障礙物，則對該障礙物的行動軌跡進(jìn)行預(yù)測；

障礙物信息修正模塊，在所述全局地圖上重新標(biāo)注出障礙物的坐標(biāo)及預(yù)測的移動軌跡，并根據(jù)所述障礙物的坐標(biāo)和所述移動軌跡對規(guī)劃的初始路徑進(jìn)行修改；

機(jī)器人運(yùn)動狀態(tài)計算模塊，根據(jù)修改后的路徑標(biāo)注機(jī)器軌道的全局坐標(biāo)，計算出機(jī)器人在對任一障礙物方向改變的轉(zhuǎn)角，將全部轉(zhuǎn)角的發(fā)生的坐標(biāo)及轉(zhuǎn)動角度發(fā)送至機(jī)器人計算控制單元；

離線控制模塊，根據(jù)全部轉(zhuǎn)角的發(fā)生的坐標(biāo)及轉(zhuǎn)動角度控制機(jī)器人在修改后的路徑上離線完成移動。