[发明专利]应用于可移动机器人的防跌落方法

说明书

本发明公开了一种应用于可移动机器人的防跌落方法，包括可移动机器人及控制系统，所述的机器人设有与控制系统连通的二维激光测距传感器，包括如下步骤：1)控制系统获取二维激光测距传感器的激光数据，并校准激光传感器离地距离基准值；2)控制系统根据激光点数据的位置特征进行线性拟合，构建二维场景，进行悬崖检测；3)当控制系统检测到前方有悬崖后，发送警示指令给可移动机器人。本发明检测方式是二维的，将探测到的激光点数据解析成线段数据进行分析，保留了障碍物的形状特征，减小了单次检测错误率，初始化测量基准值，使得测量具有自适应性，操作难度小，相比传统的单点或多点检测，应用环境更广，特别是在孔洞地板上有较好的效果。

技术领域

本发明涉及移动机器人导航控制技术领域，特别涉及一种应用于可移动机器人的防跌落方法。

背景技术

随着机器人导航技术的发展，可移动性已经不仅仅是对应用于生产的机器人的需求。如今，包括智能轮椅、智能扫地机器人在内的服务机器人对导航和避障的稳定性有越来越高的要求。然而，机器人工作环境比较复杂，特别是室内环境中有台阶、楼梯、陡坡、凹坑等环境因素，如果没有有效的防跌落方法，机器人很容易在跌落中受到巨大损坏。

在现有技术，绝大多数的防跌落方法采用红外传感器作为防跌落传感器，例如中国公开专利(CN106228795A)中通过使用多个红外收发模块向不同方向发送编码信号，如果在预定时间内没有接收到反射的信号则停止前进，起到防跌落的作用；又例如中国公开专利(CN107092259A)中，结合红外传感器和超声波传感器获取机器人到障碍物的距离，以此判断机器人是否处于认定跌落的距离范围；中国公开专利(CN108020844A)提出了一种悬崖检测方法，在红外测距的基础上，根据反射光强度变化做出判断，减少由地面材质引起的误判。

尽管这些技术能在很大程度上减小机器人发生跌落的可能性，仍然受到地面颜色和材质的制约，对于有孔洞的地面，例如机房地面散热板，这些方法就不再适用。

发明内容

本发明是为了解决现有机器人导航技术受到地面颜色和材质的制约，对于有孔洞的地面不能适用的问题，提供一种使用二维激光测距传感器进行检测，检测方式是二维的，不仅仅考虑探测到的障碍物的距离，而是将探测到的激光点数据解析成线段数据进行分析，保留了障碍物的形状特征，减小了单次检测错误率的应用于可移动机器人的防跌落方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，应用于可移动机器人的防跌落方法，包括可移动机器人及控制系统，所述的机器人设有与控制系统连通的二维激光测距传感器，包括如下步骤：1)控制系统获取二维激光测距传感器的激光数据，并校准激光传感器离地距离基准值；2)控制系统根据激光点数据的位置特征进行线性拟合，构建二维场景，进行悬崖检测；3)当控制系统检测到前方有悬崖后，发送警示指令给可移动机器人。

作为优选，所述的步骤1)中包括如下步骤：A)根据二维激光传感器安装的角度和高度，计算激光正前方沿激光光束方向到地面的距离，这个距离为激光传感器离地距离基准值；B)机器人在平整地面上初始化时，获取二维激光传感器的激光数据，将激光数据拟合成线段后，计算激光安装位置到拟合线段的距离；C)结合步骤A)和B)得到的结果，用公式校准激光传感器离地距离的基准值。

作为优选，所述的步骤2)中包括如下步骤：D)以使用的二维激光测距传感器为原点，将扫描平面作为坐标平面，正前方为x轴正方向，向左为y轴正方向，建立二维直角坐标平面；E)根据每个激光点的发射角度和距离信息，将各个激光点映射到所建立的二维直角坐标平面上进行线性拟合后得到若干条线段；F)筛选出符合条件的拟合线段，并根据剩下拟合线段的距离判断前方是否是悬崖。

因此，本发明具有如下有益效果：检测方式是二维的，将探测到的激光点数据解析成线段数据进行分析，保留了障碍物的形状特征，减小了单次检测错误率，初始化测量基准值，使得测量具有自适应性，结果更准确，操作难度小，相比传统的单点或多点检测，应用环境更广，特别是在孔洞地板上有较好的效果。

附图说明