[发明专利]一种移动机器人的导航方法、系统及相关装置

说明书

技术领域

本申请涉及机器人导航技术领域，特别涉及一种移动机器人的导航方法、系统、移动机器人及计算机可读存储介质。

背景技术

很多关于移动机器人的问题最终可归结为：自我定位问题、目的地定位问题以及怎样到达目的地的路径规划问题。

通常情况下，机器人使用传感器来检测周围的环境，期望在传感器的协助下能够顺利达到目的地。但是在未知环境下，机器人可能会遇到各种障碍物以及意想不到的阻碍，而车载传感器提供的信息有限，不一定能获得阻碍的全部信息，无法确定阻碍的大小及形状，因此，未知环境下机器人需要灵活的路径规划方法来避开这些阻碍。

现有技术中存在如下问题：在遇到凹凸型障碍物如U型和H型时，移动机器人往往不能迅速做出合理的穿越障碍行为；机器人处于未知环境下有较大概率遇到行人，但却往往不将路上的行人纳入考虑范围；安全导航方法大多计算复杂，反应慢。综上，采用现有技术的移动机器人在未知环境下的自我导航实际效果较差。

所以，如何克服现有移动机器人自我导航方面存在的各项技术缺陷，提供一种方法更加科学、考虑更加周到、实际可操作性更强的导航机制是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种移动机器人的导航方法，应用于未知环境下，其考虑更加全面，能够简单、准确的对障碍物和行人进行定位和跟踪，且更加贴近实际情况下应做出的反应来规避风险，无需大量的规划运算，实际应用范围较广。

本申请的另一目的在于提供了一种应用于未知环境下的移动机器人的导航系统、移动机器人及计算机可读存储介质。

为实现上述目的，本申请提供一种移动机器人的导航方法，应用于未知环境下，包括：

获取移动机器人与目的地之间的环境信息，并根据所述环境信息判断是否存在固定障碍物或行人；

若存在所述固定障碍物，则通过判断所述固定障碍物的形状选择相应的绕行方式，直至实时更新后的环境信息中不含所述固定障碍物；

若存在所述行人，则利用机载激光传感器获得所述行人的运动轨迹，并根据所述运动轨迹和所述移动机器人自身的运动轨迹进行碰撞预测，以在预测到会发生碰撞时执行躲避操作；

若不存在所述固定障碍物以及所述行人，则根据所述移动机器人的当前位置以及所述目的地的位置建立直线行驶规划，以使所述移动机器人以最短时间到达所述目的地。

可选的，获取移动机器人与目的地之间的环境信息，包括：

利用所述机载激光传感器发射的包含所述目的地方向的激光，以利用接收到的返回激光计算得到距离数据；

利用机载高清相机判断所述移动机器人周围是否存在障碍物以及所述障碍物的种类；

若存在所述障碍物，且所述障碍物为所述固定障碍物，则根据与所述固定障碍物的距离数据生成固定障碍物存在信息；

若存在所述障碍物，且所述障碍物为所述行人，则根据与所述行人的距离数据生成行人存在信息；

若不存在所述障碍物，则根据与所述目的地的距离数据生成无障碍通行信息。

可选的通过判断所述固定障碍物的形状选择相应的绕行方式，包括：

判断所述固定障碍物是否为凹凸形障碍物；

若是，则判断能否利用所述机载激光传感器得到所述凹凸形障碍物的边缘，若得到了所述边缘，则通过比较不同边缘的距离数据控制所述移动机器人朝距离较近的边缘进行绕行。

可选的在预测到会发生碰撞时执行躲避操作，包括：

当预测到所述移动机器人与所述行人会发生碰撞时，控制所述移动机器人朝与所述行人的运动方向的反方向行驶预设距离；

在行驶所述预设距离后，判断实时更新后的环境数据中是否仍存在所述行人；

若是，则再次控制所述移动机器人朝与所述行人的运动方向的反方向行驶所述预设距离，直至实时更新后的环境数据中不存在所述行人。

可选的，该导航方法还包括：

利用所述车载高清相机识别所述行人的脸部图像和骨架数据；

根据不同的脸部图像生成唯一对应的ID，并将所述ID与对应的骨架数据绑定，以在相同行人再次出现时直接读取到对应的骨架数据。

为实现上述目的，本申请还提供了一种移动机器人的导航系统，应用于未知环境下，该导航系统包括：

环境信息获取及判定单元，用于获取移动机器人与目的地之间的环境信息，并根据所述环境信息判断是否存在固定障碍物或行人；