[发明专利]一种基于机器人的开放式自动化导航方法及系统

权利要求书

1.一种基于机器人的开放式自动化导航方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，依据机器人所运行的导航环境和用户需求，确定一般导航区、精确导航区、精确导航区入口、精确导航区出口、主路径区以及导航终点；

主路径区内设有两个以上的路径端点，每个路径端点都只与其相邻路径端点之间有路径；各路径端点之间的路径形成路径网络；其中以距离机器人当前位置最近的路径端点为主路径区入口，以距离导航终点最近的路径端点为主路径区出口；

步骤2，获取机器人实时数据，识别机器人当前位置，当机器人处在一般导航区时，利用自动化导航方式进行导航；当机器人处在精确导航区时，利用巡线导航方式进行导航；当机器人处在主路径区时，基于步骤1得到的路径网络，利用迪杰斯特拉算法，规划主路径区入口与主路径区出口之间的路径，得到主路径，机器人沿主路径运动，实现导航。

2.如权利要求1所述的一种基于机器人的开放式自动化导航方法，其特征在于，精确导航区内设有缓冲条和巡线条；所述缓冲条连接精确导航区入口与巡线条起点，巡线条终点为精确导航区出口；自精确导航区入口到巡线条起点，缓冲条的宽度由5～10cm逐渐减小至0.5～1cm，缓冲条的长度介于20cm～100cm之间。

3.如权利要求1或2所述的一种基于机器人的开放式自动化导航方法，其特征在于，所述自动化导航方式采用A*算法完成。

4.如权利要求2所述的一种基于机器人的开放式自动化导航方法，其特征在于，缓冲条和巡线条为具有颜色辨识度的条。

5.一种基于机器人的开放式自动化导航系统，其特征在于，系统包括服务器、传感器和控制器；

服务器用于设定一般导航区、精确导航区、精确导航区入口、精确导航区出口、主路径区以及导航终点，并将设定的数据传输至控制器；其中一般导航区内标定有两个以上路径端点；每个路径端点都只与其相邻路径端点之间有路径；各路径端点之间的路径形成路径网络；

传感器用于采集机器人及环境的实时数据并将实时数据发送给控制器；

控制器包括自动定位单元、精确定位单元和虚拟循迹单元；

控制器基于服务器提供的数据以及传感器发送的机器人及环境的实时数据，识别机器人处于一般导航区、精确导航区或主路径区，根据不同的识别结果控制机器人进行不同方式的导航：

当机器人处在一般导航区时，自动定位单元开启，自动定位单元用于控制机器人利用自动化导航方式进行自动化导航；

当机器人处在精确导航区时，精确定位单元开启，精确定位单元用于控制机器人利用巡线导航方式进行导航；

当机器人处在主路径区时，虚拟循迹单元开启，虚拟循迹单元基于路径网络，利用迪杰斯特拉算法，规划主路径区入口与主路径区出口之间的路径，得到主路径并控制机器人沿主路径运动。

6.如权利要求5所述的一种基于机器人的开放式自动化导航系统，其特征在于，精确导航区内有缓冲条和巡线条；所述缓冲条连接精确导航区入口与巡线条起点，巡线条终点为精确导航区出口；自精确导航区入口到巡线条起点，缓冲条的宽度由5～10cm逐渐减小至0.5～1cm，缓冲条的长度介于20cm～100cm之间。

7.如权利要求5所述的一种基于机器人的开放式自动化导航系统，其特征在于，系统还包括单片机处理器，在精确导航区，单片机处理器执行精确巡线任务，控制器导航功能暂时挂起或休眠；在主路径区与一般导航区，单片机处理器对传感器的数据进行初处理并将处理后的数据发送到控制器。

8.如权利要求5或6所述的一种基于机器人的开放式自动化导航系统，其特征在于，所述控制器还包括安全控制单元，负责获取机器人与最近障碍物的方位与距离，当机器人与障碍物距离小于设定阈值时，控制机器人减速或暂停移动。

9.如权利要求5或6所述的一种基于机器人的开放式自动化导航系统，其特征在于，所述控制器还包括时钟内核单元，时钟内核单元发布指定频率的激发消息，控制器在每收到一次激发消息后被唤醒一次，并执行一次路径规划。

10.如权利要求7所述的一种基于机器人的开放式自动化导航系统，其特征在于，所述单片机处理器和控制器之间以及控制器和服务器之间通过无线通信方式连接。