[发明专利]一种机器人障碍物识别及避障方法

说明书

一种机器人障碍物识别及避障方法，包括如下步骤：机器人在行驶过程中不断通过传感器识别障碍物，并对障碍物进行编号，同时通过比较前后两次探测到的障碍物距离和角度，判别障碍物的运动状态，并持续探测刷新障碍物的状态；当机器人行驶至距离障碍物一定距离时，通过视觉传感器、激光雷达或红外热成像等识别障碍物类型，并实时更新障碍物的距离和角度；机器人根据障碍物的类型和运动状态采取相应的避障方法进行避障行走。本发明能够提前识别障碍物并预判障碍物的运动状态，为后续的识别和避障预留充足的时间；并可识别出多种类别的障碍物类型，并根据类型和运动情况采取不同的行驶和避障策略，针对性强，避障成功率高。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人障碍物识别及避障方法。

背景技术

随着人工智能技术的不断发展，智能机器人越来越多地应用在生活、生产、物流等领域中，机器人在行走过程红章通常会遇到各种不同类别的障碍物，而且障碍物的运动状况也各不相同，现有机器人的避障基本均是依赖机器人搭载的视觉传感器、激光雷达等对环境进行探测，仅仅依靠障碍物的物理反射面进行避障，而不会对障碍物的类型进行识别，也不会根据障碍物的运动状态来避障，往往会导致避障失败。特别是当系统中有多台机器人同时工作时，通常将其它机器人与工作环境中的人体、其它车辆等等同处理而不加以区分，这样当两台机器人相遇时，如果机器人之间采用相同的避障方法，很可能发生两个机器人朝相同方向避障导致相撞的情况。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种适用性广、针对性强、避障成功率高的机器人障碍物识别及避障方法，该方法可提前识别障碍物及预判障碍物的运动状况，当障碍物靠近时对障碍物类型进行识别，并根据障碍物的类型和运动情况采取不同的行驶和避障策略。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种机器人障碍物识别及避障方法，包括如下步骤：

S1、障碍物识别及运动状态预判

机器人在行驶过程中不断通过自身装载的传感器（如激光雷达等）识别障碍物，并对障碍物进行编号，同时通过比较前后两次探测到的障碍物距离和角度，判别障碍物的运动状态，并持续探测刷新障碍物的状态（如障碍物的距离、角度及运动状态），障碍物的运动状态分为静止障碍物、同向移动障碍物和相向移动障碍物。

通过激光雷达等传感器对障碍物，特别是动态障碍物进行预判，以便给障碍物类型识别和调整移动方式预留充足时间，确保安全性。同时在移动的过程中持续刷新障碍物状态，为后续的识别和避障提供更准确及时的数据。传感器优选激光雷达，激光雷达的测量距离可达几十米，而视觉传感器的测量距离只有数米，相比而言，激光雷达的识别的范围更广，为了预留更充足的时间，在障碍物预判阶段可优选激光雷达。

S2、障碍物类型识别与跟踪

当机器人行驶至距离障碍物一定距离时，通过视觉传感器、激光雷达或红外热成像等识别障碍物类型，记录障碍物在图像中的角度，与激光雷达等获取的障碍物角度进行匹配，并实时更新障碍物的距离和角度，障碍物类型可分为机器人、行人、推车、移动床和其他障碍物。

S3、机器人根据障碍物的类型和运动状态采取相应的避障方法进行避障行走。

作为其中一种优选的技术方案，所述S1步骤中障碍物识别的方法为：机器人以设定速度行驶，通过激光雷达扫描获取各角度的环境距离值，生成二维平面轮廓图，并与部署时扫描的环境地图的距离值进行比对，当距离差值大于设定值时，判定为障碍物（连续角度均有距离值认定为一个障碍物），并对障碍物进行编号，记录此时障碍物的角度和距离值（可采用边沿点距离/中心点距离）。