[发明专利]一种基于可达区域质心矢量的移动机器人避障方法

权利要求书

1.一种基于可达区域质心矢量的移动机器人避障方法，其特征在于它包括如下步骤：

步骤一：利用激光扫描雷达或激光测距相机对移动机器人行进方向成像，获得移动机器人前方三维或二维点云数据，作为障碍规避的测量信息；

步骤二：根据激光扫描雷达或激光测距相机的成像基本原理，将激光扫描雷达或测距相机视场与点云合围的三维空间或二维平面区域作为机器人可达区域；

步骤三：将步骤二中确定的可达区域视为匀质体，计算其质心位置矢量；

步骤四：根据机器人移动目标点方向，以及步骤三得到的可达区域质心位置矢量，计算合成质心矢量；

步骤五：根据移动机器人最大安全移动速度、最小障碍距离、激光扫描雷达或激光测距相机的最大测量距离，将合成质心矢量映射到可行速度范围当中，形成下一控制周期移动机器人期望速度矢量。

2.根据权利要求1所述的一种基于可达区域质心矢量的移动机器人避障方法，其特征在于步骤三中所述的质心位置矢量计算，步骤如下：

建立机器人本体坐标系，坐标系原点为机器人质心，y轴为机器人前进方向，x轴与机器人后轮轴平行，并指向前进方向右侧，z轴与x，y轴成右手系，设激光扫描雷达与机器人本体系重合；

若激光扫描雷达或激光测距相机激光波束宽为θ，即beam width为θ，激光扫描雷达或激光测距相机的第i个激光波束测距结果为d_i；将激光波束覆盖空间近似为圆锥体，则该圆锥体体积假设可达区域匀质体密度为1，则该圆锥体质量m_i＝V_i；该圆锥体质心位置矢量为P_i＝(x_i,y_i,z_i)，xi=34dicosβsinα,yi=34dicosβcosα,zi=34disinβ,]]>其中α，β分别为该激光波束在扫描雷达或测距相机视场中的偏航角和俯仰角；

可达区域质心位置为P_v＝(x_v,y_v,z_v)，xv=Σi=1nximiΣi=1nmi,yv=Σi=1nyimiΣi=1nmi,zv=Σi=1nzimiΣi=1nmi,]]>其中n为本次测量激光波束数量。