CN112050813A - 一种用于防暴一区移动机器人的激光导航*** - Google Patents
一种用于防暴一区移动机器人的激光导航*** Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，其包括路线识别模块，用于响应外界输入的巡航信息，生成巡航路线；驱动模块，用于响应巡航路线，控制机器人按照巡航路线移动；障碍识别模块，用于在机器人前方出现障碍物时发出警示信息，驱动模块接收到警示信息时控制机器人停止运动；判断模块，用于在收到警示信息时判断障碍物高度是否高于外界输入的安全高度，如结果为是，则判断模块发出绕行信息，驱动模块接收到绕行信息时，控制机器人绕过所述障碍物并在绕过障碍物后继续沿巡航路线移动；如结果为否，则发出续航信息，驱动模块接收到续航信息时控制机器人继续移动。本申请具有对导航过程中的突发状况实现自动判断和处理的效果。
Description
技术领域
本申请涉及机器人控制的领域，尤其是涉及一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***。
背景技术
对于一些危险的场所的巡检，例如变电所厂区，到处都是高压电弧，对于巡检人员来说是十分危险的；所以为了保证这些地区的安全，通常会采用相应的机器人来实现巡检的功能。
相关的巡检机器人一般设置有运动控制***、视觉导航***和巡检视觉***，运动控制***和视觉导航***均与巡检视觉***建立通信连接；该方法包括以下步骤：（1）巡检视觉***的巡检摄像头采集实时采集巡检图像，根据巡检图像判断障碍物类型；（2）视觉导航***实时拍摄前方的视觉导航图像，并对图像进行预处理；对预处理后的目标对象的特征进行提取和识别，得出目标对象的种类；（3）确定目标对象种类后，视觉导航***和运动控制***测量目标对象与巡检机器人本体的距离，实现定位；（4）视觉导航***根据目标对象种类将对应的越障策略发送至运动控制***，使巡检机器人完成越障。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有导航过程中对突发状况的处理方法过于依赖人工操作的缺陷。
发明内容
为了对导航过程中的突发状况实现自动判断和处理，本申请提供一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，采用如下的技术方案：
一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，包括：
输入模块，用于进行信息输入；
路线识别模块，用于响应外界输入的巡航信息，生成巡航路线；
驱动模块，用于响应巡航路线，控制机器人按照巡航路线移动；
障碍识别模块，用于在机器人前方出现障碍物时发出警示信息，驱动模块接收到警示信息时控制机器人停止运动；
判断模块，用于在收到警示信息时判断障碍物高度是否高于外界输入的安全高度，
如判断结果为是，则判断模块发出绕行信息，驱动模块接收到绕行信息时，控制机器人绕过所述障碍物并在绕过障碍物后继续沿巡航路线移动；
如判断结果为否，则发出续航信息，驱动模块接收到续航信息时控制机器人继续移动。
通过采用上述技术方案，机器人在按照巡航路线移动的时候，如果遇到障碍物，会先进行障碍物高度的判断，外界输入的安全高度即为机器人能够通过的高度，如果障碍物高度低于安全高度，则机器人可直接从障碍物上压过，保持巡航路线移动，如果障碍物高度高于安全高度，则机器人会选择绕路方式绕过障碍物，从而，能够通过机器人自行判断障碍物情况并进行应对，从而，能够有效减少机器人在巡航过程中对人工的依赖性，提升机器人的自动化程度。
优选的，路线识别模块具体包括：
信息转换子模块，用于转换外界输入的巡航信息为巡航路线；
信息分类子模块，用于识别巡航路线中的直线线路和转弯线路；
地图生成子模块，用于调用巡航信息，生成对应的鸟瞰地图；
直线绘图子模块，用于调用巡航信息中的直线线路，在鸟瞰地图上绘制直线线路；
转弯绘图子模块，用于调用巡航信息中的转弯路线，在鸟瞰地图上绘制转弯路线；
微调子模块，用于判断转弯路线是否为弧形路线，如判断结果为否，将对应的转弯路线转换为呈弧形设置的路线；
范围划定子模块，用于在直线路线和转弯路线两侧按照外界输入的给定宽度绘制地理围栏，标记地理围栏为可绕行区域；
方向绘制子模块，用于对巡航路线标记方向，其中方向可为单向或双向循环；
地图存储子模块，用于存储绘制有巡航路线和可绕行区域的鸟瞰地图。
通过采用上述技术方案，在进行路线识别的时候，一方面，通过微调子模块能够将巡航路线中转弯的路线部分调整为呈弧形的路线，更符合机器人的移动方式，能够保障机器人沿路线移动的稳定性，另一方面，通过范围划定子模块，能够为机器人避让障碍物给出避让范围，在遇到障碍物的时候，机器人能够在地理围栏的限制之内进行障碍物避让绕行，当机器人无法在地理围栏内绕过障碍物的时候再申请人工协助的介入，能够有效降低机器人对人力的依赖程度。
优选的，驱动模块具体包括：
路线写入子模块，用于调用绘制有巡航路线和可绕行区域的鸟瞰地图，将鸟瞰地图写入机器人处理器；
起点确认子模块，用于控制机器人移动到巡航路线起点位置；
正常控制子模块，用于控制机器人沿巡航路线移动；
异常控制子模块，用于在接收到警示信息时控制机器人停止运动，在接受到绕行信息时控制机器人沿所述障碍物边沿移动，直至机器人回到巡航路线；
异常关停子模块，用于在机器人移动到可绕行区域边界时控制机器人停止移动并发出异常信息；
续航子模块，用于在接收到续航信息时控制机器人继续沿巡航路线移动；
终止子模块，用于在机器人沿巡航路线移动到巡航路线终点时控制机器人停止移动。
通过采用上述技术方案，在进行机器人控制的时候，正常情况下，机器人沿巡航路线移动，当检测到障碍物时，配合判断模块进行障碍物状态判断，从而分别通过异常关停子模块、异常控制子模块和续航子模块对机器人的移动状态进行调整，从而控制机器人越过障碍物。
优选的，还包括反馈模块，用于在接受到异常信息时输出标记有机器人实时位置的鸟瞰地图。
通过采用上述技术方案，在接收到异常信息时，说明此时机器人无法越过或者绕过障碍物，此时，输出鸟瞰地图，能够方便操作人员查看机器人的位置，并对障碍物进行清理，及时人工介入机器人的运动。
优选的，反馈模块具体包括：
异常响应子模块，用于在接收到异常信息时调用机器人的位置以及机器人脱离巡航路线时的位置，生成实时位置信息；
异常标记子模块，用于复制鸟瞰地图，在鸟瞰地图上标记实时位置信息，并在机器人的位置以及机器人脱离巡航路线时的位置之间绘制直线段；
信息发出子模块，用于调用绘制有直线段的鸟瞰地图，输出鸟瞰地图。
通过采用上述技术方案，在进行反馈的时候，在鸟瞰地图上绘制出机器人的位置以及机器人脱离巡航路线时的位置之间的直线段，能够方便操作人员确认机器人为避让障碍物移动的距离量，方便操作人员判断障碍物大小，从而调整携带的设备或者障碍物移动工具。
优选的，驱动模块还包括：
断点重连子模块，用于响应外界输入的重连信息，控制机器人回到异常信息对应的机器人脱离巡航路线时的位置并发出续航信息。
通过采用上述技术方案，在障碍物清除之后，操作人员发出重连信息，便可通过断点重连子模块控制机器人移动到脱离巡航路线的位置，此时，发出续航信息，便可利用续航子模块控制机器人继续进行移动，从而保障机器人能够完整高效的继续执行巡航任务。
优选的，还包括：
预发布模块，用于调用绘制有巡航路线和可绕行区域的鸟瞰地图，输出鸟瞰地图。
通过采用上述技术方案，在控制机器人移动之前，向区域内的人员发出鸟瞰地图，能够方便人员对机器人巡航路线进行避让，从而降低机器人的巡航路线上出现人员或者障碍物的概率。
优选的，路线识别模块还包括：
信息获取子模块，用于响应外界输入的异常点信息，在鸟瞰地图上绘制异常点信息；
信息判断子模块，用于判断异常点信息是否与巡航路线重合，如判断结果为是，标记该异常点信息为路线调整信息；
路线调整子模块，用于调用路线调整信息，将路线调整信息位置处的巡航路线改变为呈弧形绕过路线调整信息对应位置的线路。
通过采用上述技术方案，在机器人移动的同时，操作人员可以确认巡航路线附近是否出现障碍物，如操作人员提前发现障碍物，则操作人员可通过异常点信息的方式向***进行反馈，从而，***能够通过路线调整子模块将机器人的巡航路线进行调整，从而减少机器人遇到障碍物的概率，提高机器人巡航的稳定性和高效性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.能够允许机器人自行对障碍物状态进行判断和分析，自行处理可以规避的障碍物，自动化的完成巡航任务；
2.能够结合操作人员的信息反馈，提升巡航路线规划的合理性以及对障碍物的规避效率，从而制定更合理稳定的巡航路线。
附图说明
图1是实施例的整体***图；
图2是实施例中突出路线识别模块的***流程图；
图3是实施例中突出驱动模块的***流程图。
附图标记说明：100、输入模块；200、路线识别模块；210、信息转换子模块；220、信息分类子模块；230、地图生成子模块；231、直线绘图子模块；232、转弯绘图子模块；233、微调子模块；240、信息获取子模块；241、信息判断子模块；242、路线调整子模块；250、范围划定子模块；260、方向绘制子模块；270、地图存储子模块；300、预发布模块；400、驱动模块；410、路线写入子模块；420、起点确认子模块；430、正常控制子模块；440、异常控制子模块；441、异常关停子模块；442、断点重连子模块；443、续航子模块；450、终止子模块；500、障碍识别模块；600、判断模块；700、输出模块；800、反馈模块；810、异常响应子模块；820、异常标记子模块；830、信息发出子模块。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，参照图1和图2，包括：
输入模块100，包括键盘等输入设备，用于进行信息输入。
路线识别模块200，用于响应外界输入的巡航信息，生成巡航路线。
路线识别模块200具体包括：
信息转换子模块210，用于转换外界输入的巡航信息中的路线数据为巡航路线。
信息分类子模块220，用于识别巡航路线中的直线线路和转弯线路。
地图生成子模块230，用于调用巡航信息中的区域地图，生成对应的鸟瞰地图。
直线绘图子模块231，用于调用巡航路线中的直线线路，在鸟瞰地图上绘制直线线路。
转弯绘图子模块232，用于调用巡航信息中的转弯路线，在鸟瞰地图上绘制转弯路线。
微调子模块233，用于检查鸟瞰地图上的相邻路线首尾是否相连，连接中间出现断点的相邻路线；判断转弯路线是否为弧形路线，如判断结果为否，将对应的转弯路线转换为呈弧形设置的路线。
信息获取子模块240，用于响应外界输入的异常点信息，在鸟瞰地图上绘制异常点信息。
信息判断子模块241，用于判断异常点信息是否与巡航路线重合，如判断结果为是，标记该异常点信息为路线调整信息。
路线调整子模块242，用于调用路线调整信息，将路线调整信息位置处的巡航路线改变为呈弧形绕过路线调整信息对应位置的线路。
范围划定子模块250，用于在直线路线和转弯路线两侧按照外界输入的给定宽度绘制地理围栏，标记地理围栏为可绕行区域。
方向绘制子模块260，用于调用巡航信息中的方向信息，对巡航路线标记方向。
地图存储子模块270，用于存储绘制有巡航路线和可绕行区域的鸟瞰地图。
其中，巡航信息包括区域地图、起点信息、终点信息、路线数据以及方向信息；方向信息可以为单项也可以为双向。异常点信息包括至少一组与鸟瞰地图相匹配的横纵坐标。给定宽度由操作人员输入给定，给顶宽度以厘米为最小计量单位。
预发布模块300，用于调用绘制有巡航路线和可绕行区域的鸟瞰地图，输出鸟瞰地图。
至此，通过与发布模块可将机器人即将巡航的路线发送给操作人员，从而方便操作人员对机器人进行避让。
障碍识别模块500，用于在机器人前方出现障碍物时发出警示信息。
判断模块600，用于在收到警示信息时判断障碍物高度是否高于外界输入的安全高度：
如判断结果为是，则判断模块600发出绕行信息。
如判断结果为否，则判断模块600发出续航信息。
参照图2和图3，本***还包括：
驱动模块400，用于响应巡航路线，控制机器人按照巡航路线移动。
驱动模块400具体包括：
路线写入子模块410，用于调用绘制有巡航路线和可绕行区域的鸟瞰地图，将鸟瞰地图写入机器人处理器。
起点确认子模块420，用于控制机器人移动到巡航路线起点位置。
正常控制子模块430，用于控制机器人沿巡航路线移动。
异常控制子模块440，用于在接收到警示信息时控制机器人停止运动，在接受到绕行信息时控制机器人沿所述障碍物边沿移动，直至机器人回到巡航路线。
异常关停子模块441，用于在机器人移动到可绕行区域边界时控制机器人停止移动并发出异常信息。
断点重连子模块442，用于响应外界输入的重连信息，控制机器人回到异常信息对应的机器人脱离巡航路线时的位置并发出续航信息。
续航子模块443，用于在接收到续航信息时控制机器人继续沿巡航路线移动。
终止子模块450，用于在机器人沿巡航路线移动到巡航路线终点时控制机器人停止移动。
至此，在机器人巡航的过程中，会优先进行自动的避障处理，对于能够直接越过的障碍物，机器人能够在续航子模块443的控制下正常巡航，对于需要绕过的障碍物，机器人会尝试绕过，如果机器人移动到可绕行区域边界依旧无法绕过障碍物，则会在异常关停子模块441的控制下停下，待操作人员清理障碍物并发出重连信息时回到巡航路线上继续进行巡航。
输出模块700，包括显示屏等输出设备，用于进行鸟瞰地图等信息输出。
反馈模块800，用于在接受到异常信息时输出标记有机器人实时位置的鸟瞰地图。
反馈模块800具体包括：
异常响应子模块810，用于在接收到异常信息时调用机器人的位置以及机器人脱离巡航路线时的位置，生成实时位置信息。
异常标记子模块820，用于复制鸟瞰地图，在鸟瞰地图上标记实时位置信息，并在机器人的位置以及机器人脱离巡航路线时的位置之间绘制直线段。
信息发出子模块830，用于调用绘制有直线段的鸟瞰地图，输出鸟瞰地图。
至此，在机器人无法越过或者绕过障碍物的时候，能够及时通过输出鸟瞰地图的方式提醒操作人员对障碍物进行处理。在进行反馈的时候，在鸟瞰地图上绘制出机器人的位置以及机器人脱离巡航路线时的位置之间的直线段，能够方便操作人员确认机器人为避让障碍物移动的距离量，方便操作人员判断障碍物大小，从而调整携带的设备或者障碍物移动工具。
本申请实施例一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***的实施原理为：机器人在按照巡航路线移动的时候，如果遇到障碍物，会先进行障碍物高度的判断，外界输入的安全高度即为机器人能够通过的高度，如果障碍物高度低于安全高度，则机器人可直接从障碍物上压过，保持巡航路线移动，如果障碍物高度高于安全高度，则机器人会选择绕路方式绕过障碍物，在绕行过程中，如果机器人已经移动到可绕行区域边界还未绕过障碍物，则会输出鸟瞰地图并在鸟瞰地图上标记出实时位置信息，提醒操作人员对障碍物进行处理，直至障碍物被处理，操作人员发出重连信息时，机器人回到巡航路线上继续进行巡航操作。从而，能够通过机器人自行判断障碍物情况并进行应对，能够有效减少机器人在巡航过程中对人工的依赖性，提升机器人的自动化程度。
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述***实施例中的操作。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例***中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，其特征在于，包括：
输入模块(100)，用于进行信息输入；
路线识别模块(200)，用于响应外界输入的巡航信息，生成巡航路线；
驱动模块(400)，用于响应巡航路线，控制机器人按照巡航路线移动；
障碍识别模块(500)，用于在机器人前方出现障碍物时发出警示信息，驱动模块(400)接收到警示信息时控制机器人停止运动；
判断模块(600)，用于在收到警示信息时判断障碍物高度是否高于外界输入的安全高度，
如判断结果为是，则判断模块(600)发出绕行信息，驱动模块(400)接收到绕行信息时，控制机器人绕过所述障碍物并在绕过障碍物后继续沿巡航路线移动；
如判断结果为否，则发出续航信息，驱动模块(400)接收到续航信息时控制机器人继续移动；
输出模块(700)，用于进行信息输出。
2.根据权利要求1所述的一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，其特征在于，路线识别模块(200)具体包括：
信息转换子模块(210)，用于转换外界输入的巡航信息为巡航路线；
信息分类子模块(220)，用于识别巡航路线中的直线线路和转弯线路；
地图生成子模块(230)，用于调用巡航信息，生成对应的鸟瞰地图；
直线绘图子模块(231)，用于调用巡航信息中的直线线路，在鸟瞰地图上绘制直线线路；
转弯绘图子模块(232)，用于调用巡航信息中的转弯路线，在鸟瞰地图上绘制转弯路线；
微调子模块(233)，用于判断转弯路线是否为弧形路线，如判断结果为否，将对应的转弯路线转换为呈弧形设置的路线；
范围划定子模块(250)，用于在直线路线和转弯路线两侧按照外界输入的给定宽度绘制地理围栏，标记地理围栏为可绕行区域；
方向绘制子模块(260)，用于对巡航路线标记方向，其中方向可为单向或双向循环；
地图存储子模块(270)，用于存储绘制有巡航路线和可绕行区域的鸟瞰地图。
3.根据权利要求2所述的一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，其特征在于，驱动模块(400)具体包括：
路线写入子模块(410)，用于调用绘制有巡航路线和可绕行区域的鸟瞰地图，将鸟瞰地图写入机器人处理器；
起点确认子模块(420)，用于控制机器人移动到巡航路线起点位置；
正常控制子模块(430)，用于控制机器人沿巡航路线移动；
异常控制子模块(440)，用于在接收到警示信息时控制机器人停止运动，在接受到绕行信息时控制机器人沿所述障碍物边沿移动，直至机器人回到巡航路线；
异常关停子模块(441)，用于在机器人移动到可绕行区域边界时控制机器人停止移动并发出异常信息；
续航子模块(443)，用于在接收到续航信息时控制机器人继续沿巡航路线移动；
终止子模块(450)，用于在机器人沿巡航路线移动到巡航路线终点时控制机器人停止移动。
4.根据权利要求3所述的一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，其特征在于，还包括反馈模块(800)，用于在接受到异常信息时输出标记有机器人实时位置的鸟瞰地图。
5.根据权利要求4所述的一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，其特征在于，反馈模块(800)具体包括：
异常响应子模块(810)，用于在接收到异常信息时调用机器人的位置以及机器人脱离巡航路线时的位置，生成实时位置信息；
异常标记子模块(820)，用于复制鸟瞰地图，在鸟瞰地图上标记实时位置信息，并在机器人的位置以及机器人脱离巡航路线时的位置之间绘制直线段；
信息发出子模块(830)，用于调用绘制有直线段的鸟瞰地图，输出鸟瞰地图。
6.根据权利要求5所述的一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，其特征在于，驱动模块(400)还包括：
断点重连子模块(442)，用于响应外界输入的重连信息，控制机器人回到异常信息对应的机器人脱离巡航路线时的位置并发出续航信息。
7.根据权利要求6所述的一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，其特征在于，还包括：
预发布模块(300)，用于调用绘制有巡航路线和可绕行区域的鸟瞰地图，输出鸟瞰地图。
8.根据权利要求6所述的一种用于防暴一区移动机器人的激光导航***，其特征在于，路线识别模块(200)还包括：
信息获取子模块(240)，用于响应外界输入的异常点信息，在鸟瞰地图上绘制异常点信息；
信息判断子模块(241)，用于判断异常点信息是否与巡航路线重合，如判断结果为是，标记该异常点信息为路线调整信息；
路线调整子模块(242)，用于调用路线调整信息，将路线调整信息位置处的巡航路线改变为呈弧形绕过路线调整信息对应位置的线路。
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