[發明專利]一種基于機器人的跟隨且同時避障的方法與系統

在審

• 申請號: 202310304869.4
• 申請日: 2023-03-27
• 公開（公告）號: CN116125994A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 曲元震
• 申請（專利權）人: 森麗康科技（北京）有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 孫偉

本發明提供一種基于機器人的跟隨同時避障的方法與系統，包括：S1:根據所述機器人當前位置與目標的位置關系，規劃導航路徑；S2:根據機器人當前的狀態，進行路徑向前仿真；S3:根據評價指標對每條仿真路徑進行評分；S4:選取得分最高的路徑得到控制指令。本發明可以實現跟隨同時避障的效果，并且跟隨效果也比較流暢，符合用戶的要求。

技術領域

本發明屬于智能避障技術領域，特別涉及一種基于機器人的跟隨且同時避障的方法與系統。

背景技術

隨著社會發展，人們忙碌于工作而缺少陪伴家人的時間。特別是有獨生子女的老人，容易出現無人照顧的情況，一旦發生意外，將不堪設想。與此同時，機器人技術的進步，家庭陪伴機器人也會慢慢進入到各個家庭當中，一方面可以用作家庭安全守護者，巡邏并檢測外來的入侵者，另一方面可以陪護老人，用于在遠方的子女通過機器人遠程陪老人進行聊天，并且遠程監測老人的健康狀況，一旦發生意外，可以第一時間知道。

為了時時刻刻能夠守護老人，需要機器人具有跟隨的功能，一旦發現突發情況，就及時聯系家人。但是目前跟隨技術在這方面還有沒有得到發展，如下是市場中，從導航以及跟蹤的層面上，分析一下目前現有技術中的技術方案：

1.導航常用的方法是路徑規劃與路徑跟隨，先在代價地圖上規劃出路徑，再根據路徑進行跟隨。但是路徑跟隨的目標單一，只考慮與路徑的偏移量，沒有考慮跟隨的目標是否在視野內，容易導致跟隨的目標離開視野。一旦目標離開視野，就需要重新尋找目標，而重識別算法往往非常消耗計算資源，而且目標丟失時會造成跟隨過程被中斷，必然會影響用戶體驗。

2.對于目標跟蹤，常常根據目標在視野內的位置，控制機器人盡量讓目標保持在視野的中心，常常采用的是PID控制或者預測控制，根據目標離視野中心的偏差，得到機器人的控制指令。但是上述方法很少考慮機器人避障的情況，如果遇到障礙物或者目標被遮擋時，機器人只能停止，無法繼續跟蹤。

因此，為了應對家庭環境中避開障礙物同時需要跟隨老人的場景，本發明需要提出一種新的方法，主要目標有兩個：一是盡量保持目標在視野內，二是不能讓機器人碰撞到障礙物。分析一般的家庭中，以靜態障礙物為主。一般的機器人以差速機器人為主。

發明內容

基于此，有必要提供一種基于機器人的跟隨且同時避障的方法與系統，所述方法包括：

S1:根據所述機器人當前位置與目標的位置關系，規劃導航路徑；

S2:根據機器人當前的狀態，進行路徑向前仿真；

S3:根據評價指標對每條仿真路徑進行評分；

S4:選取得分最高的路徑得到控制指令。

優選的，本發明適用于差速機器人，能滿足大部分服務機器人的要求。由于本發明以差速機器人作為平臺，而差速機器人由于結構簡單，市面上大部分服務機器人均采用差速機器人的設計，因此本發明可以適用于市面上的大部分機器人。

所述S1:根據所述機器人當前位置與目標的位置關系，規劃導航路徑，包括：

S11:通過深度相機獲取目標在map坐標系下的位置；通過視覺算法識別RGB圖像中的目標，再獲取深度圖像下對應區域的深度，根據鏡頭的內參得到目標在鏡頭坐標系下的坐標，最后通過坐標變換轉換到map坐標系下；

S12:將目標位置作為機器人導航的目標點的位置發送給movebase；直接將目標的位置作為機器人導航目標點的位置，可以直接調用movebase，這樣可以完完全全沿用movebase的框架；

S13:將目標點輸入到局部規劃器；