[发明专利]机器人避障方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，更具体地，涉及一种机器人避障方法及系统。

背景技术

目前，越来越多的家庭选择智能的扫地机器人来为家庭地面清洁服务。扫地清洁机器人在完成清洁任务的过程中，不可避免的会遇到障碍物，可能发生碰撞甚至跌落现象。要实现扫地机器人的智能清洁，其避障控制是关键问题之一。根据扫地机器人用户反馈，目前市场的大多数扫地机器人的避障效果不够理想，自主性不够，往往需要人工辅助实现某些障碍物的绕行。另外，在设计扫地机器人避障控制算法时，人工智能算法由于其智能性越来越受到研究者们的青睐，其中，模糊控制算法依据人类经验和决策，设计模糊控制器，具有相当强的可操作性。但随着模糊控制器输入的增多，比如为了使机器人获得更准确的环境信息，传感器数量增多，模糊控制规则的数量也越来越庞大，设计复杂度增加。因此，有必要开发一种机器人避障方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种机器人避障方法及系统，其能够通过多次模糊逻辑处理，更简单精确地实现机器人自主避障，提升了机器人的使用寿命。

根据本发明的一方面，提出了一种机器人避障方法。所述方法可以包括：基于超声波信息与红外信息，获取电压信号数据，并绘制电压信号曲线；基于电压信号曲线，获取电压信号隶属度函数；设置模糊阈值，确定电压信号的模糊集合；基于电压信号的模糊集合，获取距离的隶属度函数，进而获得距离的模糊集合；基于距离的模糊集合，获取速度的模糊规则，用于机器人避障。

优选地，所述电压信号隶属度函数为：

其中，V_i表示电压信号数据，V_max表示电压信号数据的上端阈值，V_min表示电压信号数据下端阈值。

优选地，所述电压信号数据包括：左边电压信号数据、右边电压信号数据、前方电压信号数据、后方电压信号数据与下方电压信号数据。

优选地，所述距离包括：左边障碍物距离、右边障碍物距离、前方障碍物距离、后方障碍物距离与下方离地距离。

优选地，所述速度包括：平均速度与角速度。

根据本发明的另一方面，提出了一种机器人避障系统，所述系统可以包括：传感单元，用于获取超声波信息与红外信息，进而获取电压信号数据；计算单元，用于绘制电压信号曲线，获取电压信号隶属度函数，进而确定所述电压信号的模糊集合；基于所述电压信号的模糊集合，获取距离的隶属度函数，进而获得所述距离的模糊集合；基于所述距离的模糊集合，获取速度的模糊规则；控制处理单元，用于设置模糊阈值，基于所述速度的模糊规则，控制所述机器人避障。

优选地，所述传感单元包括红外传感器与超声波传感器。

优选地，所述电压信号隶属度函数为：

其中，V_i表示电压信号数据，V_max表示电压信号数据的上端阈值，V_min表示电压信号数据下端阈值。

优选地，所述电压信号数据包括：左边电压信号数据、右边电压信号数据、前方电压信号数据、后方电压信号数据与下方电压信号数据。

优选地，所述距离包括：左边障碍物距离、右边障碍物距离、前方障碍物距离、后方障碍物距离与下方离地距离；所述速度包括：平均速度与角速度。

其有益效果在于：采用红外传感与超声波传感相结合的传感系统，提升数据的准确度；通过多次模糊逻辑处理，更简单精确地实现机器人自主避障，提升了机器人的使用寿命。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的机器人避障方法的步骤的流程图。

图2示出了根据本发明的一个实施方式的电压信号隶属度函数的示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施方式的传感单元的示意图。

具体实施方式