[发明专利]消毒机器人及其自主导航方法

权利要求书

1.一种自主导航方法，其特征在于，所述自主导航方法包括如下步骤：

根据激光雷达反馈的数据，计算并标定消毒机器人前方n米内连续无障碍物的所有圆弧；

对标定的所有圆弧进行打分，选择分值最高的圆弧作为目标圆弧；其具体包括：通过如下公式对标定的所有圆弧进行打分：

其中，为每个圆弧中心角度，为每个圆弧的弧度，α，β为与具体场景相关联的系数；

根据选择的目标圆弧，构造路径代价图；其具体包括：

将激光雷达形成的激光点，映射到平面栅格地图中，构造障碍物代价图；

构造障碍物代价图过程中，采用二维高斯核卷积函数对平面栅格地图中，对应的映射点做膨胀处理，所述二维高斯核卷积函数为：

其中，x，y表示到中心点的距离，σ代表标准差；

根据构造的路径代价图，确定机器人移动的目标位置；

构造障碍物代价图；

根据路径代价图和障碍物代价图，确定消毒机器人当前位置到目标位置的路径；其具体包括：

根据路径代价图和障碍物代价图，通过如下评价公式确定消毒机器人当前位置到目标位置的路径：

其中，为每轨迹上空间离散采样点占据路径代价图的代价值总和，为每轨迹上空间离散采样点占据障碍代价图的代价值总和，为每条轨迹机器人位置到goal位置距离的反比，α_pathα_obstacleα_goal分别为路径、障碍物、目标位置占据总分的比重。

2.根据权利要求1所述的自主导航方法，其特征在于，根据激光雷达反馈的数据，从起始角度开始逐个计算每个角度上的距离，判断是否超过最大距离n，若出现连续多个角度的距离值超过最大距离n，则标记为一个圆弧，重复上述步骤，完成前方n米内连续无障碍物所有圆弧的标定。

3.根据权利要求1所述的自主导航方法，其特征在于，通过激光雷达获取周围障碍物信息，将对应的三维空间坐标映射到二维平面，并储存在栅格数据结构中，形成平面栅格地图，将目标圆弧映射到平面栅格地图中，构造路径代价图。

4.根据权利要求1所述的自主导航方法，其特征在于，对经过消毒机器人所在位置和目标圆弧中点的射线按照设定的比率进行膨胀，设膨胀后的射线所在的平面栅格地图网格代价值为1，其余位置为0，则射线与路径代价图边界的交点为所述目标位置。

5.根据权利要求1所述的自主导航方法，其特征在于，所述自主导航方法还包括：设定控制周期，在每个控制周期内，重复权利要求1中的各步骤，确定消毒机器人当前位置到目标位置的路径，并将对应的速度和角度发送给消毒机器人。

6.一种消毒机器人，其特征在于，所述消毒机器人包括：

机器人本体、

设置于所述机器人本体上的激光雷达、

设置于所述机器人本体底部的底盘、

以及设置于所述机器人本体中的主控制器和存储器；

所述主控制器按照如权利要求1至5任一项所述的自主导航方法执行所述存储器中的指令。