[发明专利]移动机器人的主动感知与自主趋近方法及移动机器人系统

说明书

本发明提供一种移动机器人的主动感知与自主趋近方法及移动机器人系统。方法包括根据SLAM构建待监控环境的全局环境地图；利用多种传感器分别观测待监控环境中存在的目标；根据观测到任一目标的传感器数量，推算出任一目标在全局环境地图中的全局位置；将检测到的多个目标按照预设规则进行排序，根据排序结果判断是否对任一目标执行抵近观测；响应于对任一目标执行抵近观测，采用自主趋近的方式到达任一目标附近；利用路径跟踪方法，沿着任一目标的邻域边界线运动，实现对任一目标不同角度的进一步观测。将基于多传感器的目标检测与移动机器人的自主趋近融合起来，以提高移动机器人主动感知的效率，有效改善移动机器人环境感知和目标探测的效果。

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，具体涉及一种移动机器人的主动感知与自主趋近方法以及一种移动机器人系统。

背景技术

移动机器人要想在环境中自主地执行任务，以下五个关键环节是必不可少的：1)、自主定位或外界辅助定位，确定自身的位置和目的地；2)、构建或利用已存在的环境模型，确定所有障碍物和自身的相对位置；3)、目标检测和识别，确定环境中可能存在的目标；4)、自主导航，采用合理的避障和路径规划算法；5)、任务执行，对目标对象执行给定的操作。

当前，针对移动机器人主动感知目标的研究还相对较少，有些研究针对多机器人的协同主动观测，有些研究针对固定监控网络的主动观测，这些研究通常仅能对目标进行被动地观测，即仅观测进入监控网络视野范围内的目标，缺乏移动机器人的能动性；

也有针对移动机器人的主动感知，但也主要是针对开阔环境下多传感器协同配合方面，对自主趋近同样体现主动性的技术没有涉及；还有些研究针对多机器人的协同搜索，主要是利用轨迹规划方法进行环境主动探索方面的研究，对于目标的显著性研究没有涉及。目前，主动感知的相关研究方兴未艾，主要是对于人类的主观能动性，注意力机制等方面的生物机理仍然没有定论，但主动性对于移动机器人的感知是有益的，如何将它引入到机器智能中，现有研究尚处于积极探索的阶段。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种移动机器人的主动感知与自主趋近方法以及一种移动机器人系统。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种移动机器人的主动感知与自主趋近方法，包括：

根据SLAM构建待监控环境的全局环境地图；

利用多种传感器分别观测所述待监控环境中存在的目标；

根据观测到任一目标的传感器数量，推算出所述任一目标在所述全局环境地图中的全局位置；

将检测到的多个目标按照预设规则进行排序，根据排序结果判断是否对所述任一目标执行抵近观测；

响应于对所述任一目标执行抵近观测，采用自主趋近的方式到达所述任一目标附近；

利用路径跟踪方法，沿着所述任一目标的邻域边界线运动，实现对所述任一目标不同角度的进一步观测。

可选地，所述根据观测到任一目标的传感器数量，推算出所述任一目标在所述全局环境地图中的全局位置，包括：

若仅有一个传感器观测到所述任一目标，则直接估计所述任一目标相对于该传感器的位置，并以此作为所述全局位置；或，

若有多个传感器观测到所述任一目标，则根据当前传感器的精度、识别的准确度，给出可调节的不同权重，以得到对所述任一目标的类别和属性的联合检测，以及相对位置的联合估计；

结合移动机器人当前的自主定位结果，推算出所述任一目标在全局环境地图中的位置，以此作为所述全局位置。

可选地，所述采用自主趋近的方式到达所述任一目标附近，包括：

对于静态目标，将预设的两条线的交点作为移动机器人自主趋近的目标位置；