[发明专利]一种基于二进制指数统计高效角落避障方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于统计方式的避障方法，尤其涉及一种降低机器人陷入困境概率的避障方法。

背景技术

随着计算机技术的发展，机器人研究成为一个热点，目前机器人已经被应用于社会多个领域。室内移动机器人是一种低速运行的机器人，在室内环境中进行各种活动，已经逐渐发展成机器人研究的一个重要方向。

自主导航和环境探索是移动机器人实现自主控制的关键技术，包括环境感知、定位和路径规划等。动态避障是自主移动机器人基本的安全运动要求，也是机器人实现自主作业的关键。尤其是在室内作业环境中，障碍物形状复杂、摆放零乱，当机器人运行到一个角落时，有可能被困在一个角落环境中。因此，为了保障机器的正常作业，快速、有效的实时避障方法非常重要。

发明内容

为了能够使机器人快速的离开角落，本发明提供了一种基于二进制指数统计高效角落避障方法。

本发明第一个方面提供一种基于二进制指数统计高效角落避障方法，所述方法包括：

机器人在前进方向扫描出扇形区域，扇形圆心为顶点的射线将扇形区域分为左半区和右半区；

步骤1，机器人对左半区和右半区进行扫描，发现障碍物时：

——机器人判断出障碍物出现在其中一个半区时，机器人以第一预定角度向另一个半区方向转向；

——机器人判断出障碍物同时出现在两个半区时，比较两个半区障碍物到机器人的平均距离，选择相对较大平均距离的障碍物所在半区方向，以第一预定角度转向；

其中，转向第一方向计录为1，转向第二方向计录为0；当机器人出现1010的循环统计数据后，则认为进入角落，并以第二预定角向第二方向转向；当机器人出现0101的循环统计数据后，则认为进入角落，并以第二预定角度向第一方向转向，其中第二预定角度大于第一预定角度；

步骤2，继续扫描障碍物并重新统计转向数据：

——如果在扫描区域内未发现障碍物，则表示离开角落；

——如果仍然出现1010的循环统计数据，则以比前一次转向更大的角度向第二方向转向，如果仍然出现0101的循环统计数据，则以更大角度向第一方向转向；

重复步骤2，直至扫描区域内未发现障碍物。

本发明还提供了一种机器人，包括距离传感器，所述距离传感器在机器人正面扫描出一个扇形区域，并且通过以扇形区域圆心为顶点的射线将扇形区域分成左半区和右半区；其中：

所述距离传感器对左半区和右半区是否存在障碍物、以及障碍物距离进行判断：

——机器人判断出障碍物出现在其中一个半区时，机器人以第一预定角度向另一个半区方向转向；

——机器人判断出障碍物同时出现在两个半区时，比较两个半区障碍物到机器人的平均距离，选择相对较大平均距离的障碍物所在半区方向，以第一预定角度转向；

其中，转向第一方向计录为1，转向第二方向计录为0；当机器人出现1010的循环统计数据后，则认为进入角落，并以第二预定角向第二方向转向；当机器人出现0101的循环统计数据后，则认为进入角落，并以第二预定角度向第一方向转向，其中第二预定角度大于第一预定角度；

机器人继续扫描障碍物并重新统计转向数据：

——如果在扫描区域内未发现障碍物，则表示离开角落；

——如果仍然出现1010的循环统计数据，则以比前一次转向更大的角度向第二方向转向，如果仍然出现0101的循环统计数据，则以比前一次转向更大的角度向第一方向转向；

机器人重复扫描和统计转向数据，直至扫描区域内未发现障碍物。

本发明上述内容中，所述“比前一次转向更大的角度”可以是连续多次向同一个方向转动来实现，比如连续两次转向，所述连续两次转向角度之和大于前一次转向角度。

在本发明的一种优选实施例中，所述循环统计数据统计至少为2次循环，更优选为至少5次循环，更优选为至少10次循环。

在本发明的一种优选实施例中，机器人离开角落后，重置之前统计的数据。

在本发明的一种优选实施例中，机器人运行距离≥自身长度的1.5倍时，重置之前的统计的数据，更优选为运行距离≥自身长度的2倍时，重置之前的统计的数据。

在本发明的一种优选实施例中，所述扇形区域角度优选为至少45°，更优选为至少60°，更优选为至少90°，更优选为90-120°。