CN107491074A - 一种自主运行机器主动避障管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自主运行机器主动避障管理方法，包括机器人硬件配置，设定避障探测参数及运行控制等三个步骤。本发明实施成本低廉，控制进度高，一方面有效规范和约束机器人在进行避障作业时避障路线的合理性，另一方面可有效提高机器人在高速运行状态下远距离发现障碍物的能力，从而提高机器人运行中避障作业安全预警距离。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人主动避障管理方法，属机器人设备技术领域。
背景技术
随着机器人设备在日常生活和工作中，诸如无人机、无人驾驶车辆及自动驾驶车辆等具备远距离自主运行的机器人设备使用量越来越大，但在这些机器人设备使用过程中发现，当前这类机器人在运行过程中，经常会遇到一些障碍物对机器人运行造成干扰，因此如何实现机器人快速安全通过障碍物是确保机器人运行的重要措施，当前针对这一问题，主要是通过借助传统的测距装置和视频监控措施，一方面通过机器人自身设定的避障程序躲避障碍物，另一方面有操作人员远程进行操控躲避障碍物，虽然可以一定程度满足使用的需要，但同时还存在着障碍物结构、尺寸体积判断不准确，障碍物发现预警距离短等缺陷，从而导致机器人在避障时，极易因对障碍物判读不准而无法进行准确有效的避障操作，同时也无法有效满足高速运行状态下的避障作业安全性和准确性。
发明内容
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种自主运行机器主动避障管理方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种自主运行机器主动避障管理方法，包括以下步骤：
第一步，机器人硬件配置，为机器人控制电路中配备卫星导航定位装置和无线数据通讯装置，为机器人外侧面配备测距装置、监控摄像头及三维扫描摄像头，其中一个测距装置、一个监控摄像头和一个三维扫描摄像头构成一个检测单元，各检测单元环绕机器人轴线均布在机器人侧表面上，且各检测单元均与机器人控制电路电气连接；
第二步，设定避障探测参数，在完成第一步作业后，首先为机器人的卫星导航定位装置、无线数据通讯装置和各检测单元编订统一的数据通讯地址，然后将卫星导航定位装置、无线数据通讯装置分别与卫星导航定位***和数据通讯网络建立连接，接着对机器人周边的各检测单元的探测距离和探测角度进行设定，其中机器人正前方和正后方位置的均设两个检测单元，其中一个检测单元轴线与水平垂直分布，另一个检测单元轴线轴线与水平面呈10°—60°夹角，最大检测距离30—50米，最小检测距离为0—0.5米；
位于机器人左右两侧位置处的每个侧表面均设一个检测单元，且侧表面的检测单元轴线与水平面呈0°—90°，其最大检测距离为3—5米，最小检测距离为0—0.5米
第三步，运行控制，完成第二步后，机器人即可在预设的各运行线路上运行，在运行启动前，首先由机器人周围各与水平面夹角大于0°的检测单元对机器人周边障碍物进行检测，并对障碍物进行识别和规避，然后在进行正常运行，在正常运行过程中，在保持机器人周围各与水平面夹角大于0°的检测单元对机器人周边障碍物进行检测的同时，另由位于机器人正前方和正后方且轴线与水平面平行分布的各检测单元对位于机器人正前方和正后方远距离障碍物进行预测，并在检测到障碍物后，对障碍物持续进行测距作业，并根据测距结果调整机器人运行速度和同时设定避障路，并在机器人接近障碍物进行避障时，由与水平面夹角大于0°的检测单元对机器人周边障碍物进行检测指导机器人进行避障即可。
进一步的，第一步中，在进行检测单元配备时，各检测单元间均相互并联，且每个检测单元的检测覆盖违反为90°—180°扇形区域。
进一步的，所述的第一步中在进行检测单元配备时，其中各与水平面夹角大于0°的检测单元均与机器人间通过转台机构铰接，并可环绕铰接轴进行0°—180°旋转。
进一步的，所述的第三步中，机器人运行过程中，卫星导航定位装置和无线数据通讯装置均全程运行，并保持与运行中机器人持续数据通讯。
本发明实施成本低廉，控制进度高，一方面有效规范和约束机器人在进行避障作业时避障路线的合理性，另一方面可有效提高机器人在高速运行状态下远距离发现障碍物的能力，从而提高机器人运行中避障作业安全预警距离。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种自主运行机器主动避障管理方法，包括以下步骤：
第一步，机器人硬件配置，为机器人控制电路中配备卫星导航定位装置和无线数据通讯装置，为机器人外侧面配备测距装置、监控摄像头及三维扫描摄像头，其中一个测距装置、一个监控摄像头和一个三维扫描摄像头构成一个检测单元，各检测单元环绕机器人轴线均布在机器人侧表面上，且各检测单元均与机器人控制电路电气连接；
第二步，设定避障探测参数，在完成第一步作业后，首先为机器人的卫星导航定位装置、无线数据通讯装置和各检测单元编订统一的数据通讯地址，然后将卫星导航定位装置、无线数据通讯装置分别与卫星导航定位***和数据通讯网络建立连接，接着对机器人周边的各检测单元的探测距离和探测角度进行设定，其中机器人正前方和正后方位置的均设两个检测单元，其中一个检测单元轴线与水平垂直分布，另一个检测单元轴线轴线与水平面呈10°—60°夹角，最大检测距离30—50米，最小检测距离为0—0.5米；
位于机器人左右两侧位置处的每个侧表面均设一个检测单元，且侧表面的检测单元轴线与水平面呈0°—90°，其最大检测距离为3—5米，最小检测距离为0—0.5米
第三步，运行控制，完成第二步后，机器人即可在预设的各运行线路上运行，在运行启动前，首先由机器人周围各与水平面夹角大于0°的检测单元对机器人周边障碍物进行检测，并对障碍物进行识别和规避，然后在进行正常运行，在正常运行过程中，在保持机器人周围各与水平面夹角大于0°的检测单元对机器人周边障碍物进行检测的同时，另由位于机器人正前方和正后方且轴线与水平面平行分布的各检测单元对位于机器人正前方和正后方远距离障碍物进行预测，并在检测到障碍物后，对障碍物持续进行测距作业，并根据测距结果调整机器人运行速度和同时设定避障路，并在机器人接近障碍物进行避障时，由与水平面夹角大于0°的检测单元对机器人周边障碍物进行检测指导机器人进行避障即可。
本实施例中，第一步中，在进行检测单元配备时，各检测单元间均相互并联，且每个检测单元的检测覆盖违反为90°—180°扇形区域。
本实施例中，所述的第一步中在进行检测单元配备时，其中各与水平面夹角大于0°的检测单元均与机器人间通过转台机构铰接，并可环绕铰接轴进行0°—180°旋转。
本实施例中，所述的第三步中，机器人运行过程中，卫星导航定位装置和无线数据通讯装置均全程运行，并保持与运行中机器人持续数据通讯。
本发明实施成本低廉，控制进度高，一方面有效规范和约束机器人在进行避障作业时避障路线的合理性，另一方面可有效提高机器人在高速运行状态下远距离发现障碍物的能力，从而提高机器人运行中避障作业安全预警距离。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种自主运行机器主动避障管理方法，其特征在于，所述的自主运行机器主动避障管理方法包括以下步骤：
第一步，机器人硬件配置，为机器人控制电路中配备卫星导航定位装置和无线数据通讯装置，为机器人外侧面配备测距装置、监控摄像头及三维扫描摄像头，其中一个测距装置、一个监控摄像头和一个三维扫描摄像头构成一个检测单元，各检测单元环绕机器人轴线均布在机器人侧表面上，且各检测单元均与机器人控制电路电气连接；
第二步，设定避障探测参数，在完成第一步作业后，首先为机器人的卫星导航定位装置、无线数据通讯装置和各检测单元编订统一的数据通讯地址，然后将卫星导航定位装置、无线数据通讯装置分别与卫星导航定位***和数据通讯网络建立连接，接着对机器人周边的各检测单元的探测距离和探测角度进行设定，其中机器人正前方和正后方位置的均设两个检测单元，其中一个检测单元轴线与水平垂直分布，另一个检测单元轴线轴线与水平面呈10°—60°夹角，最大检测距离30—50米，最小检测距离为0—0.5米；
位于机器人左右两侧位置处的每个侧表面均设一个检测单元，且侧表面的检测单元轴线与水平面呈0°—90°，其最大检测距离为3—5米，最小检测距离为0—0.5米
第三步，运行控制，完成第二步后，机器人即可在预设的各运行线路上运行，在运行启动前，首先由机器人周围各与水平面夹角大于0°的检测单元对机器人周边障碍物进行检测，并对障碍物进行识别和规避，然后在进行正常运行，在正常运行过程中，在保持机器人周围各与水平面夹角大于0°的检测单元对机器人周边障碍物进行检测的同时，另由位于机器人正前方和正后方且轴线与水平面平行分布的各检测单元对位于机器人正前方和正后方远距离障碍物进行预测，并在检测到障碍物后，对障碍物持续进行测距作业，并根据测距结果调整机器人运行速度和同时设定避障路，并在机器人接近障碍物进行避障时，由与水平面夹角大于0°的检测单元对机器人周边障碍物进行检测指导机器人进行避障即可。
2.根据权利要求1所述的一种自主运行机器主动避障管理方法，其特征在于，第一步中，在进行检测单元配备时，各检测单元间均相互并联，且每个检测单元的检测覆盖违反为90°—180°扇形区域。
3.根据权利要求1所述的一种自主运行机器主动避障管理方法，其特征在于，所述的第一步中在进行检测单元配备时，其中各与水平面夹角大于0°的检测单元均与机器人间通过转台机构铰接，并可环绕铰接轴进行0°—180°旋转。
4.根据权利要求1所述的一种自主运行机器主动避障管理方法，其特征在于，所述的第三步中，机器人运行过程中，卫星导航定位装置和无线数据通讯装置均全程运行，并保持与运行中机器人持续数据通讯。
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