[发明专利]一种机器人误入虚拟墙后的自主脱困方法在审

专利信息
申请号: 202111498409.7 申请日: 2021-12-09
公开(公告)号: CN114199229A 公开(公告)日: 2022-03-18
发明(设计)人: 尉博文;张新权 申请(专利权)人: 威步智能科技(苏州)有限公司
主分类号: G01C21/00 分类号: G01C21/00;G01C21/20
代理公司: 盐城汇聪知识产权代理事务所(普通合伙) 32581 代理人: 杨勇
地址: 215500 江苏省苏州市常*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 机器人 虚拟 自主 脱困 方法
【说明书】:

发明公开的属于机器人脱困技术领域,具体为一种机器人误入虚拟墙脱困方法,包括以下步骤:步骤1:在代价地图每个刷新周期中检查底盘轮廓内的栅格代价判断轮廓内是否存在虚拟墙代价,存在虚拟墙时执行步骤2,不存在虚拟墙时底盘继续工作;步骤2:存在虚拟墙代价时,则在圆心到该虚拟墙点的连线方向上寻找一个点来代替轮廓内的虚拟墙点;步骤3:将步骤2中的新虚拟墙点坐标设为虚拟墙代价,然后将轮廓内的虚拟墙代价点置为空闲,重新膨胀地图,膨胀地图后重复执行步骤1,本发明脱困手段不需要修改导航算法,通过对代价地图中障碍物标记的处理,使得机器人主动远离虚拟墙,达到自主脱困效果。

技术领域

本发明涉及机器人脱困技术领域,具体为一种机器人误入虚拟墙脱困方法。

背景技术

目前很多室内轮式机器人的定位导航系统中都有虚拟墙的功能,该功能的意思是在已经构建好的slam地图上人工绘制一些线条或区域用来表示禁行区域,告诉机器人不要走入该区域,但是当机器人定位发生异常、定位存在较大误差或定位发生跳动时,机器人的轮廓可能会在运动过程中与虚拟墙发生碰撞;

此时市面上大多数机器人会取消当前动作,上报机器人在障碍物中的状态;此时机器人并没有真正发生危险,但是却不能继续工作了,这种情况的发生会带来以下问题:

1、机器人的任务执行完成保障和工作效率大大降低;

2、需要人为介入处理的概率大大提高,给使用者带来很多不便;

3、如果在无人情况下发生此问题,会导致机器人呆在原地直至关机,影响后续的正常使用;

还有些系统中带有自主脱困功能,开发一套导航脱困算法,在发生限制层碰撞时,使用导航算法在原地旋转并尝试小范围移动,尝试脱离区域,这种情况会带来以下问题:

1、在发生限制层碰撞时随意移动有发生进入危险区域的风险;

2、由于此种方法的脱困目标不明确,属于随机尝试的方式,会导致脱困成功率低,且危险,最重要的是没有执行效率;算法复杂度高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人误入虚拟墙脱困方法,以解决上述背景技术中提出的机器人在发生与虚拟墙碰撞时不停在原地,可以主动脱困,避免人为到现场处理或在原地直至电量耗尽的情况发生的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种机器人误入虚拟墙脱困方法,包括以下步骤:

步骤1:在代价地图每个刷新周期中检查底盘轮廓内的栅格代价判断轮廓内是否存在虚拟墙代价,存在虚拟墙时执行步骤2,不存在虚拟墙时底盘继续工作;

步骤2:存在虚拟墙代价时,则在圆心到该虚拟墙点的连线方向上寻找一个点来代替轮廓内的虚拟墙点;

步骤3:将步骤2中的新虚拟墙点坐标设为虚拟墙代价,然后将轮廓内的虚拟墙代价点置为空闲,重新膨胀地图,膨胀地图后重复执行步骤1。

其中步骤2中的计算过程包括以下步骤:

步骤A:设机器人圆心坐标点为P,实际虚拟墙坐标点为V,处理后的虚拟墙坐标点到圆心的距离为R,处理过后的虚拟墙坐标点为NV;

步骤B:求圆心到轮廓内虚拟墙点的方向向量的单位向量u→:u→=(PV) →/|(PV)→|;求处理过后的虚拟墙坐标点:NV=P+u→·R。

优选的,所述步骤2中当虚拟墙与底盘的直径重合时,采用双层或多层部署的方式对虚拟墙进行绘制。

优选的,所述步骤1中当底盘位于两个虚拟墙之间时,通过人工确认的方式对机器人进行移动。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

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