[发明专利]机器人在危险工作环境中的态势评估方法

权利要求书

1.一种机器人在危险工作环境中的态势评估方法，其特征在于，包括：预先建立三维地图，在三维地图上定义若干个位置点，评估过程包括离线计算与在线计算两部分；

所述离线计算时，获取当前位置的坐标信息、危险源的危害半径及机器人的威胁半径，根据获取到的上述信息来计算当前位置的危险系数与威胁系数；

所述在线计算时，获取危险源所在位置、危险源的危害半径与最大运动速度、机器人所在位置、机器人的威胁半径与最大运动速度，根据获取到的上述信息来计算目标位置的危险系数、威胁系数、机器人协作系数与薄弱系数；

根据离线计算和/或在线计算结果，获得三维地图上各个位置点的态势评估结果，从而得到态势图。

2.根据权利要求1所述的一种机器人在危险工作环境中的态势评估方法，其特征在于，所述离线计算时，计算当前位置的危险系数的步骤包括：

将获取到的当前位置的坐标信息记为(x,y,z)，危险源的危害半径记为r；

以(x,z)为圆心，r为外半径，构建一个圆形区域，在圆形区域均匀取m＝2*r*5个点，并获取m个点的位置信息；

假设这m个位置点均存在危险源，逐一判断这m个位置点是否能危害到当前位置，若当前位置在一个位置点的危害半径r以内，认为能够危害到当前位置，则对当前位置的危险系数+1，最终结果即为当前位置的危险系数。

3.根据权利要求2所述的一种机器人在危险工作环境中的态势评估方法，其特征在于，所述离线计算时，计算当前位置的威胁系数的步骤包括：

将获取到的当前位置的坐标信息记为(x,y,z)，机器人的威胁半径记为r'；

以(x,z)为圆心，r'为外半径，构建一个圆形区域，在圆形区域均匀取k个点，并获取k个点的位置信息；

假设这k个位置点均存在机器人，逐一判断这k个位置点是否能威胁到当前位置，若当前位置在一个位置点的威胁半径r'以内，认为能够威胁到当前位置，则将相应位置的危险系数加入到当前位置的威胁系数中，最终结果即为当前位置的威胁系数。

4.根据权利要求1所述的一种机器人在危险工作环境中的态势评估方法，其特征在于，所述在线计算时，计算目标位置的危险系数的步骤包括：

将危险源所在位置记为(x1,y1,z1)，危险源的危害半径记为r1，危险源的最大运动速度记为v1，机器人的最大移动速度记为v2，设置参数t为时间长度；则v1t为危险源在t时间内最大移动距离，v2t为机器人在t时间内最大移动距离，(v2-v1)t为机器人在靠近危险源时，t时间内的距离差；

以(x1,z1)为圆心，若(v2-v1)t0，则以(v2-v1)t+r1为半径构建一个圆形区域；否则，以r1为半径构建一个圆形区域；圆形区域内的所有二维点对应的三维位置，即为需要计算危险系数的目标位置；

记任一个目标位置的坐标信息为(m1,n1,s1)，计算目标位置与危险源所在位置之间的距离D1，则目标位置距离危险源所在位置的威胁半径为r1-D1；结合(v1-v2)t，当(v1-v2)t0，取(v1-v2)t＝0，否则保留原值；以置(m1,s1)为圆心，r1-D1+(v1-v2)t为半径构建一个圆形区域，取圆形区域各二维点对应的三维位置为待计算位置，逐一计算这些待计算位置是否能被危险源危害到，如果一个待计算位置在危险源的危害半径r1以内，认为能够被危险源危害到，则对目标位置的危险系数+1，最终计算结果为即目标位置的危险系数。