[发明专利]一种室内环境下服务机器人的避障方法

权利要求书

1.一种室内环境下服务机器人的避障方法，其特征是，所述机器人设置为圆柱体，其同一水平截面的边缘上设置有若干个对称分布的超声波传感器，最两端的两个超声波传感器的连线经过截面的圆心；包括如下步骤：

1)根据机器人出发点和目标点的全局坐标，计算出机器人从初始方向转至面朝目标点方向的转角；

2)机器人前进，根据除去两侧左右两个超声波传感器之外的所有超声波传感器感测前方障碍物信息；当检测到障碍物时，根据航位推测法返回的此时机器人的朝向角来选择转向X轴方向还是Y轴方向，并判断障碍物类型；所述障碍物类型包括靠墙障碍物和孤岛障碍物；

3)根据步骤2)的判断结果选择绕过障碍物的方式，包括以下四种情况：31)选择转向X轴正方向，障碍物为孤岛障碍物：

机器人继续向前走一个机器人直径长度的距离，记录此时机器人全局坐标；若Y轴坐标值≦目标点的Y轴坐标值，则目标点在此时机器人坐标上方，机器人直接转至面朝目标点方向，继续前进，避障成功；若Y轴坐标值>目标点的Y轴坐标值，则目标点在此时机器人坐标下方，机器人左转90°，重新进行步骤2)；32)选择转向Y轴正方向，障碍物为孤岛障碍物：

机器人继续向前走一个机器人直径长度的距离，记录此时机器人全局坐标；若X轴坐标值≦目标点的X轴坐标值，则目标点在此时机器人坐标上方，机器人直接转至面朝目标点方向，继续前进，避障成功；若X轴坐标值>目标点的X轴坐标值，则目标点在此时机器人坐标下方，机器人右转90°，重新进行步骤2)；33)选择转向X轴正方向，障碍物为靠墙障碍物：

机器人立即停止移动并右转180°；转弯完成后机器人保存此时最右侧超声波传感器的返回值，并继续向前移动，同时不断返回最右侧超声波传感器的测量值D5；当返回值变化幅度超过20cm时，机器人继续向前走一个机器人直径长度的距离后右转90°；转弯完成后机器人先前进(D5+20cm)，记录此时最右侧超声波传感器的新测量值，并继续向前移动，同时不断返回最右侧超声波传感器的测量值；当返回值变化幅度超过20cm时，机器人继续向前走一个机器人直径长度的距离，记录此时机器人全局坐标，机器人直接转至面朝目标点方向，继续前进，避障成功；

34)选择转向Y轴正方向，障碍物为靠墙障碍物：

机器人立即停止移动并左转180°；转弯完成后机器人保存此时最左侧超声波传感器的返回值D0，并继续向前移动，同时不断返回最左侧超声波传感器的测量值；当返回值变化幅度超过20cm时，机器人继续向前走一个机器人直径长度的距离后左转90°；转弯完成后机器人先前进(D0+20cm)，记录此时最左侧超声波传感器的新测量值，并继续向前移动，同时不断返回最左侧超声波传感器的测量值；当返回值变化幅度超过20cm时，机器人继续向前走一个机器人直径长度的距离，记录此时机器人全局坐标，机器人直接转至面朝目标点方向，继续前进，避障成功。

2.根据权利要求1所述的一种室内环境下服务机器人的避障方法，其特征是，所述步骤1)中出发点为(x₀,y₀)，目标点为(x_g,y_g)，机器人从初始朝向转至面朝目标点方向的转角θ₀。

3.根据权利要求1所述的一种室内环境下服务机器人的避障方法，其特征是，所述步骤2)中航位推测法返回的此时机器人的朝向角记为Th，Th∈[0°，90°]根据Th来选择转向X轴方向还是Y轴方向，判断方法如下：当0°≤Th＜45°，机器人选择转向全局坐标系的X轴正方向，右转Th；当45°≤Th≤90°，机器人选择转向全局坐标系的Y轴正方向，左转90°-Th。

4.根据权利要求1所述的一种室内环境下服务机器人的避障方法，其特征是，所述步骤2)中障碍物类型判断方法如下：41)机器人转至全局坐标系的X或Y轴正方向后继续向前移动，同时不断返回最左侧或最右侧超声波传感器的测量值；若在测量值没有变化前，中间传感器检测到前方有障碍物，即判断该障碍物为墙壁，则机器人先前所遇障碍物为靠墙障碍物；42)机器人转至全局坐标系的X或Y轴正方向后继续向前移动，同时不断返回最左侧或最右侧超声波传感器的测量值；若在前方未检测到障碍物，返回值变化幅度超过20cm，则视先前所遇障碍物为孤岛障碍物。

5.根据权利要求1所述的一种室内环境下服务机器人的避障方法，其特征是，所述超声波传感器的个数设置为六个。