[发明专利]一种综合考虑距离与方向两因素的移动机器人避障方法

摘要

本发明公开一种综合考虑距离与方向两个因素的移动机器人避障方法。该方法将障碍物的距离和方向之间的融合问题数值化，获得一个统一的衡量标准，称为障碍物危险度值。最大危险度值的障碍物获得优先避障，该方法能使移动机器人根据实时的环境信息自然平滑地调整运动的角速度和线速度，为机器人提供了距离和方向两方面的安全保障，对于机器人的安全导航具有实用意义。

主权项

1.一种综合考虑距离与方向两因素的移动机器人避障方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：一：局部环境信息的获取步骤1：通过背靠背安装两部激光测距仪来扫描机器人的周围环境，形成一个360°的圆形扫描面；每一次扫描可获得一帧扫描数据，表示为数组Ak其中k表示第k次扫描周围环境；为激光扫描角度分辨率；N为每一次扫描可获得的激光测距数据的个数，也即共有N个测距值；d_i表示第i个测量值，1≤i≤N；那么A_k即为一次扫描环境所获得的局部环境信息；二：计算综合考虑距离和方位两个因素的障碍物危险度步骤2：令i从1开始，按公式(2)(3)分别计算第i个测距值在机器人自身坐标系中的坐标(x_i,y_i)，其中为第i个测距值的偏向角；步骤3：计算临时变量SS＝max(0.56yi+2.56,0)                         (4)步骤4：计算临时变量KK＝max(yi+0.56,eps)，其中eps＝0.00001          (5)步骤5：计算riri＝max(1‑(yi2+Sxi2)/K,0) 1≤i≤N           (6)ri即为第i个距离测量值所对应的融合了距离与方向的障碍物危险度值，且0≤ri≤1；如果ri＝1，表示第i个距离测量值所对应的障碍物危险度最高，ri＝0表示第i个距离测量值所对应的障碍物没有危险；步骤6：如果i≤N，则回到步骤2直到获得含有N个元素的危险度值数组R＝{r1,r2,…,rN}                         (7)三：基于障碍物危险度的移动机器人避障步骤7：找出最高危险度值其所对应第i_max个激光测距值步骤8：如果表示有危险障碍物存在，则计算危险障碍物与机器人之间的夹角如果则表示没有危险障碍物存在，跳转到步骤1；步骤9：通过公式(10)、(11)计算机器人进行避障运动的角速度ω与线速度v表示如下:其中ωpre与vpre为切换到避障行为时机器人的角速度与线速度；ωmax与vmax为机器人最大角速度与线速度；α与β为强度因子；步骤10：跳转到步骤1继续运行，直到机器人完成运动任务。