一种全向移动机器人导航过程中的脱困方法技术

本发明专利技术提供了一种全向移动机器人导航过程中的脱困方法。该方法包括：机器人采用纯跟踪算法跟踪路径过程中由于障碍物影响导致无法移动；机器人判断自身进入停障状态并计时；计时超过阈值时读取激光雷达及超声波的传感器数据，获取当前障碍物信息；根据障碍物类型，规划一条脱困轨迹；依据脱困轨迹运动，直至能够无碰撞的跟踪原跟踪点，继续原导航任务。本发明专利技术能够克服现有技术的缺点和不足，充分利用机器人的全向移动能力，根据环境中障碍物的分布特点，有效解决移动机器人在复杂环境中容易陷入停障状态导致导航任务无法执行的问题。陷入停障状态导致导航任务无法执行的问题。陷入停障状态导致导航任务无法执行的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种全向移动机器人导航过程中的脱困方法


[0001]本专利技术涉及一种全向移动机器人导航过程中的脱困方法，属于移动机器人路径规划


技术介绍

[0002]移动机器人导航避障过程中，由于环境障碍物过多或碰到突然出现的障碍物时，通常为避免碰撞进入停障状态。此时移动机器人需要从环境中脱困，继续执行原导航任务。当前缺少一种可靠的脱困方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供了一种全向移动机器人导航过程中的脱困方法，充分利用机器人的全向移动能力，根据环境中障碍物的分布特点，有效解决移动机器人在复杂环境中容易陷入停障状态导致导航任务无法执行的问题。
[0004]1)机器人采用纯跟踪算法跟踪规划路径；2)机器人按照规划轨迹行驶过程中进入停障状态后，开始计算停止时长；若在T时刻内退出停障状态，继续执行原导航任务，直至任务结束；若停止时长大于T，则执行脱困任务；3)执行脱困任务时机器人首先读取激光雷达及超声波的传感器数据，获取当前障碍物信息，根据障碍物信息规划脱困轨迹；4)采用纯跟踪算法跟踪绕开障碍物的轨迹，直至到达原跟踪点，此时机器人继续执行原导航任务，直至任务结束。
[0005]优选的，在步骤1)中，机器人具备包括横向移动和自转运动的全向移动能力。
[0006]优选的，所述步骤3）具体步骤如下：3
‑
1)根据激光雷达和超声波雷达的数据，判断障碍物的类型；3
‑
2)若只有前方存在障碍物或只有一侧存在障碍物，机器人规划一条横移轨迹绕开障碍物；3
‑
3)若前方和两侧都存在障碍物，机器人规划一条先后退再横移的轨迹绕开障碍物。
[0007]本专利技术的优点在于：本专利技术能够克服现有技术的缺点和不足，充分利用机器人的全向移动能力，根据环境中障碍物的分布特点，有效解决移动机器人在复杂环境中容易陷入停障状态导致导航任务无法执行的问题。
附图说明
[0008]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0009]图1为本专利技术实施例所提供的机器人传感器示意图。
[0010]图2为本专利技术实施例所提供的脱困轨迹示意图。
具体实施方式
[0011]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0012]1、本专利技术公开了一种全向移动机器人导航过程中的脱困方法，在规划出路径的基础上，机器人采用纯跟踪算法跟踪路径；机器人判断自身进入停障状态并计时；读取激光雷达及超声波的传感器数据，获取当前障碍物信息；读取当前跟踪点位置，构造一条连接机器人所在位置与跟踪点位置的无碰撞轨迹；纯跟踪算法输出的速度指令实现导航过程中的脱困。本专利技术适用于全向移动机器人的导航任务；具体包括以下步骤：1) 机器人采用纯跟踪算法跟踪规划出的路径，以当前位置为圆心前视距离N米的圆弧与路径的交点作为跟踪点；2) 机器人按照规划轨迹行驶过程中，由于突发状况造成机器人进入停障状态，此时计算停止时长；若停止时长大于T，则执行脱离任务，若在T时刻内脱离停障状态，代表突发情况消失，继续执行原导航任务；3) 如图1所示，机器人搭载激光雷达和6个超声波雷达，读取激光雷达及超声波的传感器数据，获取当前障碍物信息，具体步骤如下：3
‑
1)首先根据激光雷达和超声波的数据，判断障碍物的类型；3
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2)如图2(a)到图2(c)所示，若只有前方存在障碍物或只有一侧存在障碍物，机器人规划一条横移轨迹绕开障碍物；3
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3) 如图2(d)所示，若前方和两侧都存在障碍物，机器人规划一条先后退再横向的轨迹绕开障碍物；4)采用纯跟踪算法跟踪绕开障碍物的轨迹，直至能够无碰撞的跟踪原跟踪点，此时机器人实现导航过程中的脱困。
[0013]机器人具备包括横向移动和自转运动的全向移动能力。
[0014]最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全向移动机器人导航过程中的脱困方法，其特征在于，包括以下步骤：1)机器人采用纯跟踪算法跟踪规划路径；2)机器人按照规划轨迹行驶过程中进入停障状态后，开始计算停止时长；若在T时刻内退出停障状态，继续执行原导航任务，直至任务结束；若停止时长大于T，则执行脱困任务；3)执行脱困任务时机器人首先读取激光雷达及超声波的传感器数据，获取当前障碍物信息，根据障碍物信息规划脱困轨迹；4)采用纯跟踪算法跟踪绕开障碍物的轨迹，直至到达原跟踪点，此时机器人继续执行原导航任务，直至任务结束。2.根据权利要求1所述的一种全向移动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：董锐，高钦发，马辰，
申请(专利权)人：山东新一代信息产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：