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申请/专利权人：浙江神州明月智能科技有限公司

申请日：2024-05-07

公开（公告）日：2025-01-17

公开（公告）号：CN118484000B

专利技术分类：

专利摘要：本发明涉及机器人领域，具体为一种基于多传感器融合的机器人自主导航避障系统；所述系统包括数据采集模块、区域路径评估模块、未知物体碰撞模块；所述数据采集模块用于采集地图数据，监测未知障碍物，还用于采集机体数据，实时获取机体行进时的运动数据；所述区域路径评估模块用于根据采集的障碍物数据，计算场景区域不同时间段的风险率，根据机体占地最大范围中心点计算机器人途经每个区域点的通过代价，规划出机器人途径每个目的地的最小通过代价路线；所述未知物体碰撞模块用于当工作场景中出现未知障碍物时，判断障碍物运动状态，根据判断结果修正当前工作周期内场景区域点的通过代价，根据当前时间点重新规划路径。

专利权项：1.一种基于多传感器融合的机器人自主导航避障方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤S100：使用激光雷达对机器人工作场景区域进行三维建图获取场景地图，将机器人工作场景区域的扫描地图按像素点分为不同的区域点；步骤S200：实时监测场景中未知障碍物体的存在信息，采集障碍物存在场景中的区域位置、时间及运动轨迹，并根据监测到的障碍物存在信息计算每个区域点的避障风险率；步骤S300：采集机器人的最大运动尺寸，获得机器人最大占地范围中心点，确定机器人在场景中的活动范围，评估机器人避障能力；所述最大运动尺寸包括机器人在行进过程中的长、宽、高的最大值；步骤S400：采集机器人在不同区域的运动速度，预测机器人行进到各个区域点所需要的时间，根据出发时间预测到达每个区域点的时间点，并根据到达区域点预测时间点的风险率计算路径的风险代价，根据预测行进到每个区域点的风险代价规划最小避障风险路径；步骤S500：当途中遇到未知障碍时，判断障碍物为静止或者运动物体；扫描障碍物，根据障碍物特征更新涉及区域点的避障风险等级；步骤S600：当机体进入到一个区域点时，实际时间与预测时间的偏差大于时间偏差阈值时，根据区域点避障风险等级与机器人避障能力重新进行路径规划；所述步骤S200分为以下步骤：步骤S201：当场景中出现建图时不存在的未知障碍物时，通过激光雷达与红外测距传感器对障碍物进行实时监测，获取障碍物的轨迹，采集各时间点障碍物的方位，计算障碍物在各区域点存在的时间；步骤S202：以T为时间间隔将机器人一个工作周期内的工作时间进行分割，其中表示区域点i的第n个时间段；步骤S203：监测内区域点i被障碍物覆盖的时间计算出的累积避障风险根据公式： 其中，N为已采集的机器人工作周期数；步骤S204：求出机器人工作场景中每个区域点的累积避障风险，并将数据归一化处理得出每个区域点的避障风险率根据公式： 其中，Smax为累积避障风险的最大值，Smin为累积避障风险最小值；所述步骤S400分为以下步骤：步骤S401：根据测量机器人在行进过程中的最大运动尺寸，得出机器人运动过程中的占地范围a，b与行进高度h，并根据扫描的地图信息分析出机器人在工作场景中工作时占地范围中心点可以到达的范围；其中，a为机器人行进时占地最大长度，b为机器人行进时占地最大宽度；步骤S402：当机器人占地范围中心点进入到区域点i时，统计出当前区域点在当前时间段的通过代价根据格式： 其中，为区域ij的风险率，公式通过遍历机器人占地最大范围区域内的区域点的风险率求出机器人占地最大范围中心点通过场景各区域点的通过代价；步骤S403：根据动态规划算法基于时间规划出经过所有节点最小通过代价路径。

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