【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人控制，更具体地，涉及一种机器人跟随避障方法、一种机器人跟随避障装置、一种电子设备以及一种存储介质。
技术介绍
1、在物流、服务、安防、医疗等领域，移动机器人在满足大众对自动化日益迫切的需求中充当了重要的角色，其中与人的交互成为了不可或缺的要求，因此如何建立顺应目标意图的交互模式成为研究人员共同探讨的问题。而移动机器人的行人跟随控制是进行人机交互的重要一环，通过控制机器人与目标保持一定空间位置关系，可以与目标建立起一定的协作关系，从而成为进一步人机交互的基础。
2、而在某类特定的任务中，机器人需要与使用者同步移动，并保持一定的相对位姿，如对于辅助下肢弱肌力或偏瘫患者行走的移动机器人拐杖，就需要始终保持在使用者侧面以提供支撑。目前在固定相对位姿行人跟随这一问题上，一些主要的解决方案包括：(1)基于编队控制的跟随算法，如将机器人与人视为一组编队队列中的两个个体，并通过设计控制率保持这一编队的队形；(2)基于人工势场法的跟随算法，如假设人和机器人间存在单个或数个虚拟作用力，并通过设计虚拟力的数学形式，使机器人始终保持相对于跟随目标的某一位姿上；(3)基于逆运动学的跟随算法，如通过计算与机器人具有固定位置关系的感兴趣点相对底盘执行机构的逆运动学关系，以推断当前所需的控制输入。但以上方法不能确保达到连续空间中的期望最优控制效果。
3、由此，亟需一种新的技术方案以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将
2、第一方面，本专利技术提出一种机器人跟随避障方法，包括：
3、获取跟随行人目标的运动状态信息和速度变化信息；
4、基于跟随行人目标的运动状态信息，预测跟随行人目标的未来轨迹；
5、基于跟随行人目标的未来轨迹，确定机器人的期望位置。
6、可选地，基于跟随行人目标的未来轨迹，确定机器人的期望位置，包括：
7、基于当前时刻的跟随行人目标的运动状态信息，计算机器人相对于跟随行人目标的期望方位；
8、基于期望方位，确定机器人的期望位置。
9、可选地，方法还包括：
10、基于跟随行人目标的运动状态信息，预测机器人的参考轨迹；
11、基于参考轨迹和机器人的期望位置，确定预测时域内的行人跟随指标。
12、可选地，方法还包括：
13、对行人跟随指标基于参考轨迹的方向进行分解，以获得多个方向上的跟随信息；
14、基于多个方向上的跟随信息，控制机器人在对应方向上接近参考轨迹，并在避障时倾向于在给定方向上偏离该参考轨迹。
15、可选地，方法还包括：
16、基于机器人的参考轨迹，确定机器人在每一未来时刻的预测位置；
17、获取每一未来时刻的预测位置分别与机器人当前时刻所在位置的连线上的障碍物信息；
18、基于障碍物信息，约束机器人的预测位置。
19、可选地，方法还包括：
20、基于机器人的传感器视场参数，确定跟随行人目标与机器人的传感器视场中线间的弧长和避障范围内的障碍物与目标连线间的最短弧长，其中，目标连线是机器人与跟随行人目标之间的连线；
21、基于弧长和最短弧长，确定机器人的控制目标；
22、针对控制目标设置约束条件，以基于约束后的控制目标控制机器人。
23、可选地，方法还包括：
24、设置约束时间；
25、在约束时间之前针对机器人的预测位置和控制目标执行硬约束，在约束时间之后执行软约束。
26、第二方面，还提出了一种机器人跟随避障装置，包括：
27、信息获取模块，用于获取跟随行人目标的运动状态信息和速度变化信息；
28、预测模块，基于跟随行人目标的运动状态信息，预测跟随行人目标的未来轨迹；
29、控制模块，用于基于跟随行人目标的未来轨迹，确定机器人的期望位置，以控制机器人。
30、第三方面，还提出了一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器运行时用于执行如上所述的机器人跟随避障方法。
31、第四方面，还提出了一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，程序指令在运行时用于执行如上所述的机器人跟随避障方法。
32、根据上述技术方案，获取跟随行人目标的运动状态信息和速度变化信息；基于跟随行人目标的运动状态信息，预测跟随行人目标的未来轨迹；基于跟随行人目标的未来轨迹，确定机器人的期望位置。由此，可以将期望的跟随转换为迭代进行的有限时域内的优化问题，进而可以确保达到连续空间中的期望最优控制效果。
33、本专利技术的机器人跟随避障方法，本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种机器人跟随避障方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述基于所述跟随行人目标的未来轨迹，确定所述机器人的期望位置，包括：
3.如权利要求1所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.如权利要求3所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.如权利要求3所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.如权利要求5所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.如权利要求6所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.一种机器人跟随避障装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时用于执行如权利要求1至7任一项所述的机器人跟随避障方法。
10.一种存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，所述程序指令在运行时用于执行如权利要求1至7任一项所述的机器人跟随避障
...【技术特征摘要】
1.一种机器人跟随避障方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述基于所述跟随行人目标的未来轨迹，确定所述机器人的期望位置，包括：
3.如权利要求1所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.如权利要求3所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.如权利要求3所述的机器人跟随避障方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.如权利要求5所述的机器人跟随避障方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄剑，张羿坤，池紫欣，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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