一种爬行机器人越障方法及系统技术方案

本发明专利技术属于机器人技术领域，公开了一种爬行机器人越障方法及系统：在机器人行驶过程中，若在机器人行驶方向上的目标区域内检测到障碍物，则获取机器人当前的第一位置、第一速度，获取障碍物的第二位置和第二速度；根据第一位置、第一速度、第二位置和第二速度，计算机器人和障碍物有一条坐标轴的坐标相等时的运动时间T；计算运动时间T时，机器人的中心点到障碍物的中心点的距离D

【技术实现步骤摘要】
一种爬行机器人越障方法及系统


[0001]本专利技术属于机器人
，具体涉及一种爬行机器人越障方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，AI（Artificial Intelligence，人工智能）技术不断发展，机器人在人们生活中的应用也越来越广泛，比如扫地机器人，搬运机器人等，给人们的生活提供了便利。
[0003]随着机器人所要完成的工作内容的复杂程度的增加，机器人的工作环境也越来越复杂，为了适应复杂多变的工作环境，在工作过程中避免与周围的障碍物发生碰撞是一项极为关键的任务。目前存在的避障方法主要是考虑机器人自身的位姿，判断以机器人当前的姿势是否可以成功避开障碍物，避障方法单一，未完全考虑机器人和障碍物的实际情况，判断的准确性和灵活性较差，且计算量也较大，导致机器人反应速度慢。
[0004]因此，提供一种爬行机器人越障方法及系统，以提高机器人避免与障碍物碰撞的灵活性和反应速度，是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述提出的技术问题，本专利技术提供一种爬行机器人越障方法及系统，旨在根据机器人和障碍物的实际运动情况进行机器人越障，以提高机器人越障的灵活性。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种爬行机器人越障方法，该方法包括：在机器人行驶过程中，若在机器人行驶方向上的目标区域内检测到障碍物，则获取机器人当前的第一位置、第一速度，获取障碍物的第二位置和第二速度；根据第一位置、第一速度、第二位置和第二速度，计算机器人和障碍物有一条坐标轴的坐标相等时的运动时间T；计算运动时间T时，机器人的中心点到障碍物的中心点的距离D
RO
；若距离D
RO
大于或等于阈值THR，则控制机器人以第一速度继续行驶；若距离D
RO
小于阈值THR，则控制机器人以匀变速直线运动的方式行驶。
[0007]具体地，获取障碍物的顶端距离地平面的第一高度值H1,确定在第一高度值H1处，机器人的最大直径D
R
。
[0008]具体地，若机器人与障碍物是纵坐标相等，则阈值THR为：若机器人与障碍物是横坐标相等，则阈值THR为：
其中，K2>K1≥1，D
O
为障碍物的最大直径。
[0009]具体地，若距离D
RO
小于阈值THR时，则控制机器人以匀变速直线运动的方式行驶，包括：若机器人和障碍物是纵坐标相等，则控制机器人以第一加速度a1匀加速行驶；若机器人和障碍物是横坐标相等，则控制机器人以第二加速度a2匀减速行驶。
[0010]具体地，若机器人与障碍物是纵坐标相等，则根据如下公式计算第一加速度a1：其中，，v
R
为第一速度，v
O
为第二速度，（x
R
,y
R
）为第一位置的坐标，（x
O
,y
O
）为第二位置的坐标，θ为障碍物的运动方向与Y坐标轴的夹角。
[0011]具体地，若机器人与障碍物是横坐标相等，则根据如下公式计算第二加速度a2：其中，，v
R
为第一速度，v
O
为第二速度，（x
R
,y
R
）为第一位置的坐标，（x
O
,y
O
）为第二位置的坐标，θ为障碍物的运动方向与Y坐标轴的夹角。
[0012]具体地，若机器人与障碍物是纵坐标相等，机器人越过障碍物之后，控制机器人以匀变速直线运动的方式匀减速行驶，当机器人的行驶速度达到第一速度后，控制机器人以第一速度继续行驶。
[0013]具体地，若机器人与障碍物是横坐标相等，机器人越过障碍物之后，控制机器人以匀变速直线运动的方式匀加速行驶，当机器人的行驶速度达到第一速度后，控制机器人以第一速度继续行驶。
[0014]第二方面，本专利技术还提供了一种爬行机器人越障系统，该系统包括：信息获取模块，用于在机器人行驶过程中，若在机器人行驶方向上的目标区域内检测到障碍物，则获取机器人当前的第一位置、第一速度，获取障碍物的第二位置和第二速度；数据计算模块，用于根据第一位置、第一速度、第二位置和第二速度，计算机器人和障碍物有一条坐标轴的坐标相等时的运动时间T；计算运动时间T时，机器人的中心点到障碍物的中心点的距离D
RO
；越障控制模块，用于在获得距离D
RO
后，确定机器人的行驶方式，
若距离D
RO
大于或等于阈值THR，则控制机器人以第一速度继续行驶；若距离D
RO
小于阈值THR，则控制机器人以匀变速直线运动的方式行驶。
[0015]本专利技术公开一种爬行机器人越障方法及系统，在机器人行驶过程中，根据机器人和障碍物的实际运动情况实时调整机器人的行驶速度，在避免机器人与障碍物相碰撞的同时保证机器人的正常行驶，提高了机器人越障的准确性和灵活性，提升用户体验。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的一种爬行机器人越障方法的流程图；图2A为本专利技术的机器人与障碍物是纵坐标相等时的相位关系图；图2B为本专利技术的机器人与障碍物是横坐标相等时的相位关系图；图3为本专利技术的一种爬行机器人越障系统的结构示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术经行进一步的详细说明。显然，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术普通人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]图1所示是本专利技术提供的一种爬行机器人越障方法的一个实施例的流程图，该流程图具体包括：步骤1、在机器人行驶过程中，若在机器人行驶方向上的目标区域内检测到障碍物，则获取机器人当前的第一位置、第一速度，获取障碍物的第二位置和第二速度。
[0019]目标区域可以为机器人行驶方向上满足预设条件的位置区域，预设条件包括与机器人之间的距离小于或等于预设距离阈值，预设距离阈值可以是系统预先设置的默认参数，也可以通过获取用户输入的指令确定的参数。
[0020]机器人的机身上安装有传感器，以获取机器人自身的位置信息和速度信息、以及障碍物的位置信息和速度信息，也可以通过安装在环境中某些固定位置的传感器获得障碍物的位置信息和速度信息。
[0021]具体地，以发现障碍物时机器人的中心点做为原点建立坐标系，以机器人行驶的方向做为Y轴方向，与机器人行驶方向相垂直的水平方向的直线为X轴。示例性地，机器人的坐标为（x
R
,y
R
），运动速度为v
R
，机器人的运行方向为沿Y轴方向运动，障碍物的坐标为（x
O
,y
O
），运动速度为v
O
，障碍物的运动方向与Y轴的夹角为θ。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种爬行机器人越障方法，其特征在于，包括如下的步骤：在机器人行驶过程中，若在所述机器人行驶方向上的目标区域内检测到障碍物，则获取所述机器人当前的第一位置、第一速度，获取所述障碍物的第二位置和第二速度；根据所述第一位置、所述第一速度、所述第二位置和所述第二速度，计算所述机器人与所述障碍物有一条坐标轴的坐标相等时的运动时间T；计算运动时间T时，所述机器人的中心点到所述障碍物的中心点的距离D
RO
；若所述距离D
RO
大于或等于阈值THR，则控制所述机器人以所述第一速度继续行驶；若所述距离D
RO
小于所述阈值THR，则控制所述机器人以匀变速直线运动的方式行驶。2.根据权利要求1所述的一种爬行机器人越障方法，其特征在于，获取所述障碍物的顶端距离地平面的第一高度值H1,确定在所述第一高度值H1处，所述机器人的最大直径D
R
。3.根据权利要求2所述的一种爬行机器人越障方法，其特征在于，若所述机器人与所述障碍物是纵坐标相等，则所述阈值THR为：若所述机器人与所述障碍物是横坐标相等，则所述阈值THR为：其中，K2>K1≥1，D
O
为所述障碍物的最大直径。4.根据权利要求3所述的一种爬行机器人越障方法，其特征在于，所述若所述距离D
RO
小于阈值THR时，则控制所述机器人以匀变速直线运动的方式行驶，包括：若所述机器人和所述障碍物是纵坐标相等，则控制所述机器人以第一加速度a1匀加速行驶；若所述机器人和所述障碍物是横坐标相等，则控制所述机器人以第二加速度a2匀减速行驶。5.根据权利要求4所述的一种爬行机器人越障方法，其特征在于，若所述机器人与所述障碍物是纵坐标相等，则根据如下公式计算所述第一加速度a1：其中，，v
R
为所述第一速度，v
O
为所述第二速度，（x
R
,y
R
）为所述第一位置的坐标，（x
O
,y
O

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬雅，吕亮，
申请(专利权)人：深圳市捷牛智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：