[发明专利]一种动态环境避障方法、控制器及机器人

说明书

本公开提供了一种动态环境避障方法、控制器及机器人。其中，一种动态环境避障方法，包括计算得到机器人当前位置所受合力；基于动态窗口法来模拟机器人当前位置所受合力多个方向的下一位置点；确定下一位置点所受合力最小的位置点，作为机器人移动的下一位置点；构建机器人的局部地图，若动态障碍物进入机器人的局部地图，则控制机器人开始进行动态避障；否则，机器人移动至下一位置点，直至到达目标点。

技术领域

本公开属于机器人路径规划领域，尤其涉及一种动态环境避障方法、控制器及机器人。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在机器人路径规划中，人工势场方法为机器人导航提供了一种简单而有效的运动规划方法，通过建立目标点和障碍物的合力势力场，来引导机器人躲避障碍，从而达到目标点。

然而，发明人发现传统的人工势场方法在实际应用中存在以下问题：

(1)机器人尚未到达目标点但所受合力为零时，将陷入局部极小点而停止运动.并且使得机器人无法逃避这种情况；

(2)传统的人工势场方法在动态环境中的效果较差,机器人可能与障碍物发生碰撞。

发明内容

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种动态环境避障方法，其将动态窗口法和改进的危险指数法结合到人工势场方法的路径规划，从而提高路径的有效性。

本公开提供的一种动态环境避障方法，包括：

计算得到机器人当前位置所受合力；

基于动态窗口法来模拟机器人当前位置所受合力多个方向的下一位置点；

确定下一位置点所受合力最小的位置点，作为机器人移动的下一位置点；

构建机器人的局部地图，若动态障碍物进入机器人的局部地图，则控制机器人开始进行动态避障；否则，机器人移动至下一位置点，直至到达目标点。

在一个或多个实施例中，在动态避障的过程中，判断速度危险指数是否大于零，若是，则选择从障碍的后面绕行进行动态避障；否则，选择从动态障碍的前方绕行进行动态避障；其中，速度危险指数的求取过程为：动态障碍物的速度与预设倍数相乘后再与机器人的速度作差，最后取差值的符号函数。

在一个或多个实施例中，当速度危险指数大于零，且动态障碍物进入机器人的局部地图后与机器人之间的距离小于或等于机器人局部地图的最大范围时，斥力等于机器人的速度减去距离因子与动态障碍物的速度乘积的速度势场影响因子，并将得到的斥力作用到模拟的机器人下一位置点处。

在一个或多个实施例中，当速度危险指数小于或等于零，且动态障碍物进入机器人的局部地图后与机器人之间的距离小于或等于机器人局部地图的最大范围时，斥力等于机器人的速度累加距离因子与动态障碍物的速度乘积的速度势场影响因子，并将得到的斥力作用到模拟的机器人下一位置点处。

在一个或多个实施例中，利用人工势场法计算得到机器人当前位置所受合力。

在一个或多个实施例中，利用搜索算法来计算下一位置点所受合力最小的位置点。

本公开还提供了一种控制器，其包括内存；所述控制器还包括：

当前合力计算模块，其被配置为计算得到机器人当前位置所受合力；

下一位置点模拟模块，其被配置为基于动态窗口法来模拟机器人当前位置所受合力多个方向的下一位置点；

最小合力筛选模块，其被配置为确定下一位置点所受合力最小的位置点，作为机器人移动的下一位置点；