[发明专利]一种基于阵列测距的通道机器人既定路线导航方法

说明书

本发明公开了一种基于阵列测距的通道机器人既定路线导航方法。在机器人的左右两侧分别并排布置两个测距传感器，前部和后部各布置1个测距传感器；建立了对于直道、九十度拐角路口、丁字路口和十字路口的测距识别模型，机器人可根据测距传感器的数据判断当前所处路况；提出了沿直道中心线行走的闭环控制算法，提出了基于时速预设的路口通行开环控制算法，实现了机器人在通道中沿既定路线的自动行进。本发明可低成本的有效解决机器人在通道中路况智能辨识、直道偏航和路口通行的问题，可应用于中央空调通风管道等狭窄通道的自主导航。

技术领域

本发明属于机器人导航技术领域，具体涉及一种基于阵列测距的通道机器人既定路线导航方法。

背景技术

中央空调的通风管道在使用中会集聚污物，这不仅降低了空调工作效率，而且不清洁的空气也影响人体健康，因此需要定期清洗通风管道。然而中央空调的通风管道狭窄，且考虑到人员安全，一般由机器人来清洗。中国实用新型专利CN202020603888.9，名称为“一种空调风管清洗装置”，公开了一种空调风管清洗装置，虽然可以实现人员远程遥控机器人清洗通风管道，但还不能实现机器人的自主导航。

目前自主导航方式主要有视觉导航、电磁导航、激光和超声波测距导航等。由于管道中光照度低，且不便于布置电磁导航线，故视觉导航和电磁导航并不适合在中央空调的通风管道中使用。激光和超声波测距传感器成本低，不受黑暗环境影响，也不必在管道中设置导航线，因此合适在通风管道中使用。中国发明专利CN201310390231.3，名称为“一种应用于温室的自主移动车辆超声波导航装置”，该专利虽然可以解决在狭窄通道实施往返行走和小半径原地直角转向的问题，但机器人沿直道行进为简单的负反馈调节，并不能有效的同步控制偏航量和偏航角，且不能应对各种路口（十字路口、丁字路口、90度拐角等）识别和通行的难题。

发明内容

本发明为了解决通道机器人能够在低照度环境进行实时路况辨识，在给定行进路线下的自主导航，实现机器人在通道中直道不偏航，解决机器人在路口顺利通行的问题，提供一种基于阵列测距的通道机器人既定路线导航方法。

本发明采取以下技术方案：一种基于阵列测距的通道机器人既定路线导航方法，包括以下步骤，S100～在通道机器人的底盘上布置6个测距传感器，通道机器人左右两侧对称设置有4个测距传感器，通道机器人底盘前方和后方共设置有2个，右前、右后、左前、左后、前方和后方的测距传感器依次用1到6来编号；S200～给出通道机器人的行进路线，包括顺序经过的各种路口类型和通行方式；S300～更新通道机器人走过的路径；S400～通道机器人控制器中开启一个定时器，以时间周期为，采集所有测距传感器的数据，得到1到6号测距传感器的距离数据为L₁、L₂、L₃、L₄、L₅和L₆；S500～根据测距传感器的距离数据判断通道机器人处于直道或十字路口或丁字路口或90度拐角或其他情况；S600～根据步骤S500判断的结果进行控制，当判断通道机器人处于直道时，对通道机器人进行偏航控制；当判断通道机器人处于其他十字路口或丁字路口或90度拐角时，对通道机器人进行路口通行控制；当判断通道机器人处其他情况时，通道机器人处于过渡位置，保持原有航向和速度；S700～重复步骤S300-S600直到通道机器人到达终点。