一种用于可移动机器人的避障预警系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种用于可移动机器人的避障预警系统，包括编译模块、控制模块、比较模块和预警模块；所述编译模块、控制模块分别与比较模块输入端连接，所述比较模块输出端与所述预警模块连接，所述可移动机器人之上安装有激光雷达；采用本实用新型专利技术的技术方案，用户可以通过编译模块按照自己的方式输入防区边界数据，再通过控制模块控制激光雷达对防区以内的区域进行扫描，当扫描侦测到超过该放区边界的障碍物时，则向用户发出预警提示，使整个装置不必对机器人周边所有区域进行扫描侦测，而只需要对防区以内区域进行扫描侦测，从而大大节省了装置的功耗和资源，提高路径规划的速度。提高了机器人寻找到合适路径的运算速度。

An early warning system for obstacle avoidance of mobile robot

【技术实现步骤摘要】
一种用于可移动机器人的避障预警系统
本技术涉及机器人控制
，尤其涉及一种用于可移动机器人的避障预警系统。
技术介绍
激光雷达是一种常见的高精度测距传感器，具有测距精度高、受环境影响小、数据分辨率高等特点，目前已被广泛应用可移动机器人、无人机、机动车辆避障等领域。根据激光雷达的数据类型来划分，激光雷达主要有数据型激光雷达和避障型激光雷达。其中，数据型激光雷达的输出数据为传感器窗口内各个角度的障碍物距离信息；避障型激光雷达的输出数据为预设防区内是否有障碍物的布尔值。而在可移动的机器人上主要采用的是数据型激光雷达，机器人在移动前，首先需要对路径进行规划，在进行路径规划前，首先通过激光雷达扫描探测发现周边环境中的障碍物，而后将激光雷达输出数据接入安装在机器人操作系统以内的导航框架中，以便进行相应的路径规划运算，从而实现避障。采用这种方式进行路径规划时，机器人对需要对周边所有区域进行扫描侦测，扫描侦测的过程耗时较长，路径规划运算过程十分复杂，且消耗了大量的功耗，尤其当障碍物较为集中在某一个区域时，机器人仍然要对周边所有区域进行扫描侦测，耽误了大量的时间，运算效率不高。
技术实现思路
本技术实施例提供一种用于可移动机器人的避障预警系统，所述避障预警系统包括编译模块、控制模块、比较模块和预警模块；所述编译模块、控制模块分别与比较模块输入端连接，所述比较模块输出端与所述预警模块连接，所述可移动机器人之上安装有激光雷达；编译模块：用于接收来自于用户输入的至少两个防区边界数据，对所有防区边界数据进行比较，将其中数值最小的防区边界数据作为防区初始数，将其中数据最大的防区边界数据作为防区中止数，再将所述防区初始数和防区中止数发送给比较模块；控制模块：所述控制模块与所述激光雷达控制端之间建立有双向数据通信连接，所述控制模块用于驱动激光雷达运行，使激光雷达发射出激光束，使该激光束以所述激光雷达部署位置为圆心转动至少一圈，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，通过激光雷达传感器获取该障碍物上至少两个顶点相对于所述激光雷达部署位置处的障碍物顶点距离数据，并将该障碍物顶点距离数据发送给比较模块；比较模块：用于接收来自于所述控制模块的障碍物顶点距离数据和接收来自于所述编译模块的防区初始数和防区中止数，将障碍物顶点距离数据分别与防区初始数、防区中止数进行比较，当至少有一个障碍物顶点距离数据小于防区初始数或者大于防区中止数时，向所述预警模块发出预警指令；预警模块：用于接收来自于所述控制模块的预警指令，并向用户发出预警信息。所述编译模块是计算机。所述控制模块是运算字长不低于32位的单片机。所述控制模块输出端与所述激光雷达控制端之间是通过USB数据线建立双向数据通信连接的。所述编译模块以内还存储有所述激光雷达额定扫描侦测距离阈值，所述编译模块还用于将防区中止数与该激光雷达额定扫描侦测距离阈值进行比较，当所述防区中止数大于激光雷达额定扫描侦测距离阈值时，向用户发出提示。所述预警模块是LED警示灯或扬声器。所述激光雷达是数据型激光雷达。上述技术方案具有如下有益效果：采用本技术的技术方案，通过编译模块，用户可以按照自己的方式输入防区边界数据，再通过控制模块控制激光雷达对防区以内的区域进行扫描，当扫描侦测到超过该放区边界的障碍物时，则向用户发出预警提示，使整个装置不必对机器人周边所有区域进行扫描侦测，而只需要对防区以内区域进行扫描侦测，从而大大节省了装置的功耗和资源，提高路径规划的速度，提高了机器人寻找到合适路径的运算速度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术的结构连接示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术提供一种用于可移动机器人的避障预警系统，包括编译模块、控制模块、比较模块和预警模块；所述编译模块、控制模块分别与比较模块输入端连接，所述比较模块输出端与所述预警模块连接，所述可移动机器人之上安装有激光雷达；编译模块：用于接收来自于用户输入的至少两个防区边界数据，对所有防区边界数据进行比较，将其中数值最小的防区边界数据作为防区初始数，将其中数据最大的防区边界数据作为防区中止数，再将所述防区初始数和防区中止数发送给比较模块；控制模块：所述控制模块与所述激光雷达控制端之间建立有双向数据通信连接，所述控制模块用于驱动激光雷达运行，使激光雷达发射出激光束，使该激光束以所述激光雷达部署位置为圆心转动至少一圈，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，通过激光雷达传感器获取该障碍物上至少两个顶点相对于所述激光雷达部署位置处的障碍物顶点距离数据，并将该障碍物顶点距离数据发送给比较模块；比较模块：用于接收来自于所述控制模块的障碍物顶点距离数据和接收来自于所述编译模块的防区初始数和防区中止数，将障碍物顶点距离数据分别与防区初始数、防区中止数进行比较，当至少有一个障碍物顶点距离数据小于防区初始数或者大于防区中止数时，向所述预警模块发出预警指令；预警模块：用于接收来自于所述控制模块的预警指令，并向用户发出预警信息。采用本技术的技术方案，通过编译模块，用户可以按照自己的方式输入防区边界数据，再通过控制模块控制激光雷达对防区以内的区域进行扫描，当扫描侦测到超过该放区边界的障碍物时，则向用户发出预警提示，使整个装置不必对机器人周边所有区域进行扫描侦测，而只需要对防区以内区域进行扫描侦测，从而大大节省了装置的功耗和资源，提高路径规划的速度。提高了机器人寻找到合适路径的运算速度。进一步地，所述编译模块是计算机。通过计算机对用户输入数据进行简单的比较运算，可以大幅度提高本技术提供的预警系统的运算速度。优选在所述编译模块以内还存储有所述激光雷达额定扫描侦测距离阈值，所述编译模块还用于将防区中止数与该激光雷达额定扫描侦测距离阈值进行比较，当所述防区中止数大于激光雷达额定扫描侦测距离阈值时，向用户发出提示。此外，所述控制模块是运算字长不低于32位的单片机。所述控制模块输出端与所述激光雷达控制端之间是通过USB数据线建立双向数据通信连接的。可移动机器人之上还安装有机器人操作系统，该机器人操作系统与避障预警系统之间建立有双向数据连接。优选机器人操作系统是ROS机器人操作系统。配置文件格式为xml。近年来，ROS(Rob本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可移动机器人的避障预警系统，其特征在于：包括编译模块、控制模块、比较模块和预警模块；所述编译模块、控制模块分别与比较模块输入端连接，所述比较模块输出端与所述预警模块连接，所述可移动机器人之上安装有激光雷达，所述控制模块输出端与所述激光雷达控制端之间是通过USB数据线建立双向数据通信连接的；/n编译模块：用于接收来自于用户输入的至少两个防区边界数据，对所有防区边界数据进行比较，将其中数值最小的防区边界数据作为防区初始数，将其中数据最大的防区边界数据作为防区中止数，再将所述防区初始数和防区中止数发送给比较模块，所述编译模块是计算机；/n控制模块：所述控制模块与所述激光雷达控制端之间建立有双向数据通信连接，所述控制模块用于驱动激光雷达运行，使激光雷达发射出激光束，使该激光束以所述激光雷达部署位置为圆心转动至少一圈，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，通过激光雷达传感器获取该障碍物上至少两个顶点相对于所述激光雷达部署位置处的障碍物顶点距离数据，并将该障碍物顶点距离数据发送给比较模块，所述控制模块是运算字长不低于32位的单片机；/n比较模块：用于接收来自于所述控制模块的障碍物顶点距离数据和接收来自于所述编译模块的防区初始数和防区中止数，将障碍物顶点距离数据分别与防区初始数、防区中止数进行比较，当至少有一个障碍物顶点距离数据小于防区初始数或者大于防区中止数时，向所述预警模块发出预警指令；/n预警模块：用于接收来自于所述控制模块的预警指令，并向用户发出预警信息，所述预警模块是LED警示灯或扬声器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于可移动机器人的避障预警系统，其特征在于：包括编译模块、控制模块、比较模块和预警模块；所述编译模块、控制模块分别与比较模块输入端连接，所述比较模块输出端与所述预警模块连接，所述可移动机器人之上安装有激光雷达，所述控制模块输出端与所述激光雷达控制端之间是通过USB数据线建立双向数据通信连接的；
编译模块：用于接收来自于用户输入的至少两个防区边界数据，对所有防区边界数据进行比较，将其中数值最小的防区边界数据作为防区初始数，将其中数据最大的防区边界数据作为防区中止数，再将所述防区初始数和防区中止数发送给比较模块，所述编译模块是计算机；
控制模块：所述控制模块与所述激光雷达控制端之间建立有双向数据通信连接，所述控制模块用于驱动激光雷达运行，使激光雷达发射出激光束，使该激光束以所述激光雷达部署位置为圆心转动至少一圈，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，通过激光雷达传感器获取该障碍物上至少两个顶点相对于所述激光雷达部署位置处的障碍物顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙圣金，王水根，崔东顺，钱兴，黄广斌，
申请(专利权)人：烟台市广智微芯智能科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山东;37