[发明专利]基于GPS和超声波雷达的机器人避障方法

摘要

本发明公开一种基于GPS和超声波雷达的机器人避障方法，在该方法中GPS定位单元可以准确的获取机器人的位置，提供机器人所在大环境内的静态障碍物信息，而超声波雷达可以感知机器人周边障碍物距离，获得的数据仅限于机器人周围环境的局部信息，通过GPS定位单元和超声波雷达数据的配合使用，在GPS定位单元粗略确定位置的情况下利用超声波数据进行避障，能够有效避开其周边的所有动态及静态障碍物，从而达到安全、准确的到达目标位置。而且由于超声波雷达可以分布于机器人周围，使机器人可以时刻感知周围环境中的障碍而不发生碰撞，这在一定程度上弥补了GPS定位单元由于其他复杂原因导致的定位精度不足、无法避开动态障碍物的缺点。

主权项

基于GPS和超声波雷达的机器人避障方法，其特征在于，具体步骤为：(1)设置在机器人上的GPS定位单元实时获取机器人当前的位姿信息并发送给控制单元，所述位姿信息指机器人的航向和位置；设置在机器人上的超声波雷达实时扫描其周围的环境信息并发送给控制单元；(2)所述控制单元接收到GPS定位单元发送来的位姿信息后，通过其内部预存的地图确定机器人所在位置周边的静态障碍物；所述控制单元接收到超声波雷达发送来的环境信息后，获得该扫描范围内机器人周围所有障碍物的方位及距离；所述障碍物包括静态障碍物和动态障碍物；(3)所述控制单元依据机器人的航向、依据其内部预存的地图所确定的机器人所在位置周边的静态障碍物以及设定的目标位置，规划机器人从当前位置到设定的目标位置的全局路线，该条全局路线避开依据其内部预存的地图所确定的机器人所在位置周边的静态障碍物；(4)所述控制控制单元每隔设定时间规划一次局部路线，局部路线的规划方法为：所述控制单元依据设定的机器人的行走速度、周围所有障碍物的方位及距离，规划局部路线，所述局部路线为机器人在设定时间内避开由超声波雷达检测到的其周围所有障碍物的所有路线中，与设定的局部目标点距离最短的路线；若该局部路线与步骤(3)中所规划的全局路线重合，则不对全局路线进行修正，所述控制单元依据该全局路线控制机器人行走，行走到局部目标点后进行下一次局部路线的规划；若不重合，则所述控制单元依据该局部路线控制机器人行走，行走到局部目标点后返回至步骤(3)重新规划全局路线。