[发明专利]使用障碍点设置切线的情况下的机器人移动方向规划方法

说明书

本申请公开使用障碍点设置切线的情况下的机器人移动方向规划方法，机器人移动方向规划方法包括步骤S1、当激光雷达在机器人的前方仅扫描到一个障碍点时，在激光雷达的中心与障碍点的连线段上，选择与障碍点相距预设安全距离的位置点为防撞圆心，以预设安全距离为半径设置防撞圆周，再将经过障碍点且与防撞圆周相切的切线设置为在机器人的前方扫描到的定位线；激光雷达内设有支持旋转的激光探头，激光探头的旋转中心是激光雷达的中心；步骤S2、机器人将定位线的延伸方向设置为目标规划移动方向，再将移动方向调整为目标规划移动方向，并保持在移动的过程中不进入防撞圆周。

技术领域

本申请涉及障碍物感知及导航规划技术领域，特别是使用障碍点设置切线的情况下的机器人移动方向规划方法。

背景技术

针对二维地面运动的机器人，相关技术可以仅使用单线激光传感器的点云信息作为局部路径规划的实时点云输入，在距离目标物体较远或采集到关于目标物体轮廓的点云的数量较少的环境下，机器人对空间中的障碍感知不足，没有提前模拟机身贴近障碍物轮廓的情况，而只是逐个激光点地进行栅格化处理，导致机器人在导航控制中容易反复碰撞障碍物，机器人绕行路径不顺畅。

发明内容

本申请公开使用障碍点设置切线的情况下的机器人移动方向规划方法，具体的技术方案如下：

使用障碍点设置切线的情况下的机器人移动方向规划方法，机器人移动方向规划方法包括：步骤S1、当激光雷达在机器人的前方仅扫描到一个障碍点时，在激光雷达的中心与障碍点的连线段上，选择与障碍点相距预设安全距离的位置点为防撞圆心，以预设安全距离为半径设置防撞圆周，再将经过障碍点且与防撞圆周相切的切线设置为在机器人的前方扫描到的定位线，使激光雷达的部分扫描角度上发射的激光光束的延长线都与定位线相交；激光雷达内设有支持旋转的激光探头，激光探头的旋转中心是激光雷达的中心；步骤S2、机器人将定位线的延伸方向设置为目标规划移动方向，再将移动方向调整为所述目标规划移动方向，并保持在移动的过程中不进入防撞圆周。

与现有技术相比，步骤S1通过机器人的前方仅扫描到的一个障碍点在局部区域内排除掉其附近的障碍点对机器人的阻碍作用，以便于使用机器人的前方扫描到的定位线进行移动方向的规划。步骤S2中，机器人按照一定方向移动的过程中，若配置为不进入防撞圆周且调整方向，则机器人在调整方向前后可能沿着防撞圆周的圆弧线行走，使机器人的移动路径更加平滑顺畅，而且调整为单一的方向，不会进一步引导机器人在同一障碍物的不同轮廓面之间往复运动或返回行走起点；

综合步骤S1和步骤S2可知，由于步骤S1和步骤S2是激光雷达在机器人的前方仅扫描到一个障碍点的情况下执行，所以机器人移动方向规划方法适用于机器人与待扫描的障碍物距离较远的场景内，机器人在不触碰障碍物的情况下，靠近障碍物进行绕行运动。激光雷达在机器人的前方仅扫描到一个障碍点的情况下，通过设置防撞圆周以规避碰撞障碍物，并将经过障碍点且与防撞圆周相切的切线设置为在机器人的前方扫描到的定位线，既可以在较少障碍点的前提下实现对障碍物的基本定位，又可以用作不碰撞障碍物的前提下沿着障碍物轮廓行走的方向，以形成平滑的绕障路径，使机器人顺畅地避开障碍物。

进一步地，在步骤S2中，机器人将移动方向调整为所述目标规划移动方向之前，机器人参考位置点开始，按照既定移动方向移动至与防撞边缘位置相距所述预设安全距离的位置点，然后将移动方向调整为所述目标规划移动方向；防撞边缘位置是所述防撞圆周中靠近机器人的一侧的边缘位置；激光雷达仅扫描到一个障碍点时，机器人所处的位置点是设置为参考位置点。因此，机器人将移动方向调整为所述目标规划移动方向之前，在利用仅扫描到的一个障碍点设置好所述防撞圆周的基础上，拉近机器人与所扫描到的障碍物的距离，但会保持在所述防撞圆周的外部，从而为机器人近距离绕开障碍物的规划运动提供有效的调整空间。