[发明专利]一种基于仿生触角的机器人自主导航方法

权利要求书

1.一种基于仿生触角的机器人自主导航方法，其特征在于，所述自主导航方法从仿生学的角度出发，提出“仿生触角”模型来理解传感器信息，将机器人简化成半径为R_r的圆，R_r为机器人外接圆半径，并包括多个检测单元；

所述检测单元分别为半圆环形触角Dng_s、Dng_b和Dng_o，半径分别为R_s、R_b和R_o，圆形触角Lng，箭头形触角Hng，以及位于正前方位置由矩形加半圆形组成的宽面积型触角Sng，其中，矩形的边长分别为2Rs和a，半圆形的半径为Rs；Dng_s、Dng_b用于检测用于探测激光雷达180°范围内最近的障碍物点；Dng_o用于检测位于相遇点时障碍物所处的方位；Lng用于记录依靠自身定位系统实时得到的机器人位置；Hng用于记录航向传感器实时获得的机器人航向角；Sng用于检测当前传感器探测范围内无障碍直线行走的最大距离s_max；

所述方法包括四种行走行为方式、六种行为触发条件，所述行走方式为：对准转向、直线前进、避开转向、弧线绕行，所述行为触发条件为：对准条件、偏航条件、相遇条件、避开条件、脱离条件、终点条件；

所述方法步骤如下：

步骤1：从起点S向目标点T行进，对准转向行为触发，判断是否满足对准条件，若满足对准条件，进行步骤2，不满足对准条件，继续执行对准转向行为；

步骤2:直线前行行为触发，判断是否满足偏航条件，若满足偏航条件，返回步骤1，不满足偏航条件进行步骤3；

步骤3：判断是否满足相遇条件，若满足相遇条件，进行步骤4，不满足相遇条件，进行步骤5；

步骤4：避开转向行为触发，判断是否满足避开条件，若满足避开条件，进行步骤6，不满足避开条件，继续执行避开转向行为；

步骤5：判断是否满足终点条件，若满足终点条件，终点登陆，抵达目标点T，不满足终点条件，返回步骤2；

步骤6：弧线绕行行为触发，判断是否满足相遇条件，若满足相遇条件，返回步骤4，不满足相遇条件，进行步骤7；

步骤7：判断是否满足脱离条件，若满足脱离条件，返回步骤1，不满足脱离条件，返回步骤6。

2.根据权利要求1所述的自主导航方法，其特征在于，所述四种行走行为方式具体如下：

对准转向：在S、P和L处执行的旨在对准目标点T的原地转向动作，转向方向按最小转角原则来决定，直到对准目标点T对准转向行走行为结束，其中S为起点，T为目标点，L为机器人绕行障碍物边缘结束时所处的位置点，P为机器人直线前进过程中航向角发生偏离的位置点；

直线前进：在对准目标点T后所执行的沿XT方向的直线行走动作，直到到达目标点T或者航向角发生偏离或者遇到障碍物为止，包括从S完成对准转向行为后的直线行走动作，航向角发生偏离后对准目标点T的直线行走动作，以及脱离障碍物边缘后对准目标点T的直线行走动作；

避开转向：在障碍物边缘绕行过程中所执行的为远离障碍物而实施的原地转向动作，当处于直线前进或弧线绕行行走行为过程中遇到障碍物，Dng_s检测到位于相遇点H，则触发避开转向行走行为，直至Dng_b检测不到障碍物时避开转向行走行为结束，H表示机器人碰到障碍物时所处的位置点；

弧线绕行：在障碍物边缘绕行过程中所执行的沿一定曲率半径圆弧绕行行走动作，当遇到障碍物执行的避开转向行走行为结束时，则触发弧线绕行行走行为，直至再次遇到障碍物或满足脱离点条件，则弧线绕行行走行为结束。