[发明专利]一种叉车自主避障系统及方法

摘要

本发明涉及一种叉车自主避障系统及其方法，系统包括控制模块、传感器模块、避障模块、无线通信模块、急停模块、路径规划模块以及移动执行模块；其中，控制模块和避障模块连接，二者均通过无线通信模块与传感器模块无线连接；急停模块、路径规划模块以及移动执行模块均与控制模块连接。本发明包括避障系统触发条件、传感器滤波、出口决策功能，具有成本低廉、实时性高、自动化程度高、没有盲区、可靠性高等优点。

主权项

1.一种用于叉车自主避障系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1激光扫描传感器对叉车前方180度环境信息进行扫描，获取障碍物信息；(2控制模块通过无线通信模块接收传感器模块反馈的信息，对信息进行滤波处理，并根据消除噪声干扰后的信息进行综合处理，根据处理结果发送相应指令给移动执行模块；(3移动执行模块接收控制模块发出的指令并进行相应的执行动作；所述步骤(2综合处理步骤如下：若传感器模块反馈信息显示有数据点进入第一滚动矩形区域，急停模块启动，使叉车急停；若无数据点进入第一滚动矩形区域，则遍历所有数据点，检查是否有数据点进入第二滚动矩形区域，若有，则触发避障模块；若无，则不触发避障模块，此时控制模块接收路径规划模块发送过来的全局路径规划后发送指令给移动执行模块，使叉车按照全局路径规划行驶；所述避障模块触发后，避障程序包括以下步骤：1)获得激光扫描传感器信息后，计算相邻数据点的距离，当相邻点的距离大于阈值δ时，以此特征点将感知环境进行区域分割，此特征点为区域分割点；遍历所有数据点，记录区域分割点的信息和数量num1，若num1大于0，则进行下一步骤，否则跳至步骤6)；2)当某个区域的数据点数少于三个时，认为该区域为无效，与邻近区域进行合并，筛选后得到区域分割点的信息和数量num2，若num2大于0，则进行下一步骤，否则跳至步骤6)；3)去除相邻出口之间宽度不足以让叉车通过的出口，即假出口，筛选后得到备选出口点个数num3，若num3大于0，则进行下一步骤，否则跳至步骤6；4)根据前面步骤筛选后得到的出口信息，建立长为出口距离，宽为叉车宽度的可变矩形区域，并遍历所有数据点，确保没有数据点进入该区域，若有，则排除该出口，提高出口的可达性，得到出口信息和数量num4，若num4大于0，则进行下一步骤，否则跳至步骤6)；5)若num4等于1，则直接输出该出口值，否则，进行步骤7)；6)备选出口数为0时，启动陷阱模式，叉车旋转一定角度后获得更多环境感知信息寻找出口，回到步骤1)；7)假设叉车当前位置为A，最终目标点位置为B，连线AB，计算所有出口点到线段AB的距离，选择距离最短的出口点为局部最优出口；8)延长决策时间，将每次计算得到的局部最优出口，进行投票累加，选出符合贝叶斯统计的出口值作为最终出口，避免叉车走向出口的过程中，摇摆不定的情况出现；9)得到最终出口信息后，结合叉车运动模型，进行局部路径规划，控制模块根据局部路径规划发送相应指令给移动执行模块，使叉车按照局部路径规划行驶。