【技術實現步驟摘要】
本申請涉及機器人避障的，具體涉及基于線激光傳感器的機器人繞障方法。
技術介紹
1、目前大多數掃地機不具備主動避障的功能，單單使用碰撞傳感器避障容易撞花家具或推著小障礙物走；實現避障功能的掃地機往往需要在多個側面安裝線激光模組配合（例如前面安裝至少一個，兩側分別安裝至少一個）實現實時數據避障繞障，導致成本較高。如果只是安裝一個線激光模組，則機器人按照既定時針方向轉向障礙物時，線激光模組會在機體側邊產生較大范圍的掃描盲區（對應為圖4至6中的黑色圓圈202所示），對于按照幾何特征劃分出較長的低矮障礙物，線激光模組的發射視角形成的實時掃描區域不能完整覆蓋該線狀障礙物，機器人繞著障礙物行走時會碰撞到該低矮障礙物或拖動該低矮障礙物行走，則會降低機器人的繞障工作效率。
技術實現思路
1、本申請公開基于線激光傳感器的機器人繞障方法，具體的技術方案如下：
2、基于線激光傳感器的機器人繞障方法，機器人的機體前側固定安裝一個線激光傳感器，所述機器人繞障方法包括：步驟1、機器人基于預先標記出的高度盲區障礙物位置規劃出繞障區域；然后機器人結合線激光傳感器的掃描區域與繞障區域規劃出參考掃描盲區；步驟2、當機器人檢測到其機體覆蓋區域與繞障區域存在重疊區域時，機器人調整位姿，然后沿著繞障區域的邊緣行走，帶動線激光傳感器的掃描區域進入參考掃描盲區；步驟3、在機器人沿著步驟1所述的繞障區域的邊緣行走的過程中，當線激光傳感器的掃描區域在機器人的行走平面中覆蓋到步驟1所述的繞障區域之外的高度盲區障礙物位置時，
3、與現有技術相比，前述步驟1至步驟3先后設置繞障區域和參考掃描盲區，并控制機器人沿著繞障區域的邊緣行走，帶動線激光傳感器的掃描區域進入參考掃描盲區，以減小線激光傳感器在繞障行走過程中的盲區范圍。而且每當機器人在當前所沿的繞障區域之外新標記高度盲區障礙物位置，則規劃新的繞障區域及對應的參考掃描盲區，從而在機器人通過轉彎來沿著先后標記出的繞障區域的邊緣行走的過程中，機器人沿著當前標記出的繞障區域的邊緣行走的過程中所產生的位姿變化幅度不大且觸發碰撞的頻率不高，不斷補充線激光傳感器的掃描區域側邊的掃描盲區，以逐漸繞過一個或多個目標障礙物，避免繞障過程頻繁碰撞障礙物。在不改變沿直墻行走的運動走向的前提下，提高對低矮障礙物（高度盲區障礙物位置所在的障礙物或目標障礙物）有效避障的效率。
4、進一步地，在步驟3中，機器人沿著所述繞障區域的邊緣行走至一個位置處，若線激光傳感器的掃描區域在機器人的行走平面中覆蓋到步驟1所述的繞障區域之外的至少一個所述高度盲區障礙物位置或多個所述高度盲區障礙物位置，則通過執行步驟1來標記出新的繞障區域，同時機器人繼續沿著上一次步驟1中標記的繞障區域的邊緣行走，然后執行步驟2。因此，每當機器人在地圖上標記了上一次規劃的繞障區域外的高度盲區障礙物位置，繼續規劃繞障區域來將新增標記的高度盲區障礙物位置圈起來并標記在地圖上，在后續進入新規劃的繞障區域后調整為沿著新規劃的繞障區域的邊緣行走以繼續繞障行走，并在繞障行走的過程中通過線激光傳感器實時采集的新的點云高度信息及點云占據的二維坐標位置依次填充至線激光柵格地圖中，如此根據柵格地圖中新的高度盲區障礙物位置更新機器人的繞障行走路徑，進而能對低矮的障礙物進行躲避，有效補充線激光傳感器側邊掃描盲區，提高了機器人的避障精度。
5、進一步地，在步驟1中，所述機器人基于預先標記出的高度盲區障礙物位置規劃出繞障區域的方法包括：機器人將包圍步驟1所述的預先標記出的高度盲區障礙物位置的最小圓形區域標記為繞障區域；其中，步驟1所述的預先標記出的高度盲區障礙物位置的分布范圍不超出所述線激光傳感器的掃描區域在機器人的行走平面中對應覆蓋的范圍。從而使用繞障區域模擬高度盲區障礙物位置所在的障礙物在線激光傳感器當前掃描區域內占據的最大范圍，便于機器人無障礙地繞過已經標記出的高度盲區障礙物位置所在的障礙物。
6、進一步地，重復執行步驟1標記出的每個繞障區域均沒有覆蓋所述目標障礙物在機器人行走平面的完整輪廓，但分別圈定機器人每次執行步驟2所需繞開的部分輪廓位置。推進機器人通過重復執行步驟1至步驟3來達到完全繞過目標障礙物的目的。
7、進一步地，機器人將所述繞障區域的直徑設置為大于所述線激光傳感器的掃描區域在機器人行走方向上所占據的長度，且小于機體直徑；其中，機器人在步驟1中將機體中心與所述繞障區域的圓心之間的距離設置為使機器人的機體邊緣不與所述高度盲區障礙物位置相接觸。避免機器人在沿著所述繞障區域的邊緣行走的過程中碰撞不同高度的障礙物。
8、進一步地，在步驟1中，結合線激光傳感器的掃描區域與所述繞障區域，機器人規劃出參考掃描盲區的方法包括：機器人以所述繞障區域的中心為預設圓心，預設盲區長度為半徑設置目標圓形區域，再將目標圓形區域標記為所述參考掃描盲區；機器人將所述線激光傳感器的掃描區域在機器人的行走平面中的投影區域標記為線激光傳感器的有效掃描平面區域；機器人將所述參考掃描盲區中被機體覆蓋的一側邊緣設置為，與線激光傳感器的有效掃描平面區域中偏向繞障區域的一側邊緣相切；而且，在機體中心與所述繞障區域的圓心之間的距離不變的情況下，機器人將所述預設盲區長度設置為與線激光傳感器的掃描視角成負相關關系，線激光傳感器的掃描視角是小于或等于180度。從而基于所述繞障區域的中心、所述繞障區域的覆蓋范圍、線激光傳感器的有效掃描平面區域的側邊、機器人的機體中心之間的相對位置關系，規劃出參考掃描盲區，形成線激光傳感器的側邊在機器人沿著所述繞障區域的邊緣行走的過程中存在的盲區，其中，線激光傳感器的掃描視角、所述參考掃描盲區的圓心和所述參考掃描盲區的半徑的控制在一定程度上影響線激光傳感器的側邊盲區的大小，在線激光傳感器的掃描視角、所述繞障區域的中心和所述參考掃描盲區的半徑靈活調節的基礎上，參考掃描盲區也可以根據需求靈活設定。因此，在保證線激光傳感器的測量范圍(或性能)的前提下，應該盡量擴大參考掃描盲區，則可以掃描到的目標障礙物所占據范圍就越大，提高目標障礙物的檢測精度，降低機器人與其附近低矮障礙物發生碰撞的幾率，加快機器人通過沿著所述繞障區域的邊緣來繞過目標障礙物。
9、進一步地，機器人將所述參考掃描盲區的半徑設置為大于所述繞障區域的半徑，還將所述參考掃描盲區的邊緣與所述繞障區域的邊緣之間的環形區域的內徑設置為大于或等于機器人的機體半徑；在步驟1中，若線激光傳感器安裝在機器人的機體中軸線上，則機器人的機體中心與所述參考掃描盲區的圓心之間的距離是大于或等于所述參考掃描盲區的半徑，以使機器人在沒有啟動沿著繞障區域的邊緣行走的情況下，線激光傳感器的有效掃描平面區域沒有與所述參考掃描盲區本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于線激光傳感器的機器人繞障方法，其特征在于，機器人的機體前側固定安裝一個線激光傳感器，所述機器人繞障方法包括：
2.根據權利要求1所述機器人繞障方法，其特征在于，在步驟3中，機器人沿著所述繞障區域的邊緣行走至一個位置處，若線激光傳感器的掃描區域在機器人的行走平面中覆蓋到步驟1所述的繞障區域之外的至少一個所述高度盲區障礙物位置或多個所述高度盲區障礙物位置，則通過執行步驟1來標記出新的繞障區域，同時機器人繼續沿著上一次步驟1中標記的繞障區域的邊緣行走，然后執行步驟2。
3.根據權利要求2所述機器人繞障方法，其特征在于，在步驟1中，所述機器人基于預先標記出的高度盲區障礙物位置規劃出繞障區域的方法包括：機器人將包圍步驟1所述的預先標記出的高度盲區障礙物位置的最小圓形區域標記為繞障區域；
4.根據權利要求3所述機器人繞障方法，其特征在于，重復執行步驟1標記出的每個繞障區域均沒有覆蓋所述目標障礙物在機器人行走平面的完整輪廓，但分別圈定機器人每次執行步驟2所需繞開的部分輪廓位置。
5.根據權利要求4所述機器人繞障方法，其特征在于，機器人將所
6.根據權利要求4所述機器人繞障方法，其特征在于，在步驟1中，結合線激光傳感器的掃描區域與所述繞障區域，機器人規劃出參考掃描盲區的方法包括：
7.根據權利要求6所述機器人繞障方法，其特征在于，機器人將所述參考掃描盲區的半徑設置為大于所述繞障區域的半徑，還將所述參考掃描盲區的邊緣與所述繞障區域的邊緣之間的環形區域的內徑設置為大于或等于機器人的機體半徑；
8.根據權利要求7所述機器人繞障方法，其特征在于，在所述步驟2中，機器人沿著繞障區域的邊緣行走，以帶動線激光傳感器的掃描區域進入所述參考掃描盲區的方法包括：
9.根據權利要求8所述機器人繞障方法，其特征在于，機器人基于激光雷達坐標系與機器人坐標系之間的轉換矩陣，將激光雷達采集的點云數據轉換到機器人坐標系下，得到第一點云數據；然后機器人在第一點云數據當中篩選出障礙物掃描高度大于或等于預設盲區高度的點云占據的二維坐標位置，再將從第一點云數據當中篩選出的二維坐標位置標記為第一特定高度障礙物位置；
10.根據權利要求9所述機器人繞障方法，其特征在于，機器人的機體頂部安裝所述激光雷達，所述激光雷達在機體中的安裝高度大于所述線激光傳感器在機體中的安裝高度；
...【技術特征摘要】
1.基于線激光傳感器的機器人繞障方法，其特征在于，機器人的機體前側固定安裝一個線激光傳感器，所述機器人繞障方法包括：
2.根據權利要求1所述機器人繞障方法，其特征在于，在步驟3中，機器人沿著所述繞障區域的邊緣行走至一個位置處，若線激光傳感器的掃描區域在機器人的行走平面中覆蓋到步驟1所述的繞障區域之外的至少一個所述高度盲區障礙物位置或多個所述高度盲區障礙物位置，則通過執行步驟1來標記出新的繞障區域，同時機器人繼續沿著上一次步驟1中標記的繞障區域的邊緣行走，然后執行步驟2。
3.根據權利要求2所述機器人繞障方法，其特征在于，在步驟1中，所述機器人基于預先標記出的高度盲區障礙物位置規劃出繞障區域的方法包括：機器人將包圍步驟1所述的預先標記出的高度盲區障礙物位置的最小圓形區域標記為繞障區域；
4.根據權利要求3所述機器人繞障方法，其特征在于，重復執行步驟1標記出的每個繞障區域均沒有覆蓋所述目標障礙物在機器人行走平面的完整輪廓，但分別圈定機器人每次執行步驟2所需繞開的部分輪廓位置。
5.根據權利要求4所述機器人繞障方法，其特征在于，機器人將所述繞障區域的直徑設置為大于所述線激光傳感器的掃描區域在機器人行走方向上所占據的長度，且小于機體直徑；其中，機器人在步驟1中將機體中心與所述繞障區域的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳澤鑫，陳卓標，周和文，
申請(專利權)人：珠海一微半導體股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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