[发明专利]一种基于球形模块化自重构机器人的越障方法

权利要求书

1.一种基于球形模块化自重构机器人的越障方法，其特征在于，所述方法包括：

获取各个所述模块的摄像头拍摄的图像信息；

根据所述图像信息构建环境网格模型，其中，所述环境网格模型包含障碍物形状和地形信息；

基于球形模块化自重构机器人和预设的障碍物模型，构建目标构型；其中，所述球形模块化自重构机器人包括若干模块；其中，所述预设的障碍物模型用于表征球形模块化自重构机器人需要跨越的障碍物的三维模型；

根据所述目标构型，对包含所有模块的球形模块化自重构机器人整体的当前构型进行连接规划，得到连接规划结果；

根据所述连接规划结果，对每一个所述模块独立进行运动规划，得到运动规划结果，以实现球形模块化自重构机器人对障碍物的跨越；

所述基于球形模块化自重构机器人，构建目标构型包括：

根据所述环境网格模型中的障碍物形状和地形信息，采用预设的智能优化方法计算包含所有模块的机器人整体需要重构成的连接关系；

根据所述连接关系，计算每个模块的目标空位的三维位置，其中，所述目标空位的三维位置为模块在重构过程后的占位位置。

2.根据权利要求1所述的基于球形模块化自重构机器人的越障方法，其特征在于，所述连接规划结果包括：每一个所述模块的目标空位的三维位置和每一个所述模块的目标标识；所述根据所述目标构型，对包含所有模块的球形模块化自重构机器人整体的当前构型进行连接规划，得到连接规划结果包括：

根据所述目标空位的三维位置，确定所述目标空位的三维位置的空位标识，其中，所述空位标识用于表征目标构型中空位的编号；

根据所述连接关系，构建有根树图，其中，所述有根树图用于表征目标构型的连接关系图；根据所述有根树图、所述空位标识和所述空位三维位置，确定每一个所述模块的目标三维位置和每一个所述模块的目标标识，其中，所述目标三维位置为在重构过程中模块在目标构型中的目标位置，所述目标标识用于表征模块在有根树图中的优先级的标识。

3.根据权利要求2所述的基于球形模块化自重构机器人的越障方法，其特征在于，所述根据所述有根树图、所述空位标识和所述空位三维位置，确定每一个所述模块的目标三维位置和每一个所述模块的目标标识包括：

将所述目标构型的有根树图中的根空位分配给当前构型的锚模块；其中，所述根空位表征目标构型的有根树图中的根节点上的空位；所述锚模块为以世界坐标系原点为参考，在整体机器人的前进方向上的投影距离最长的一个模块；

根据预设的链式距离的空位分配原则，将所述目标构型的有根树图中的每个空位及其标识依次分配给当前构型中与所述锚模块的链式距离最短的叶子模块或者根模块，然后将所述叶子模块或者所述根模块从当前构型中删除，并重复上述分配过程；其中，每一个当前构型中的所述模块都具有目标三维位置和目标标识；其中，链式距离为两个所述模块之间的图路径中包含的模块数量。

4.根据权利要求3所述的基于球形模块化自重构机器人的越障方法，其特征在于，所述根据所述连接规划结果，对每一个所述模块进行运动规划，得到运动规划结果，以实现球形模块化自重构机器人对障碍物的跨越包括：

根据每一个所述模块的目标三维位置和每一个所述模块的目标标识，确定每一个所述模块的调整方向；

根据所述调整方向，确定每一个所述模块的运动轨迹。

5.根据权利要求4所述的基于球形模块化自重构机器人的越障方法，其特征在于，所述根据所述调整方向，确定每一个所述模块的运动轨迹之后包括：

根据所述目标标识，确定每一个所述模块的优先级；

当两个所述模块发生碰撞时，两个所述模块中优先级低的所述模块退后若干步。

6.根据权利要求5所述的基于球形模块化自重构机器人的越障方法，其特征在于，所述根据所述连接规划结果，对每一个所述模块进行运动规划，得到运动规划结果，以实现球形模块化自重构机器人对障碍物的跨越还包括：

当完成对每一个所述模块进行运动规划后，控制由所述锚模块及除所述锚模块以外的其它模块组成链条，让所述锚模块吸附在所述链条上，从而使所述锚模块能够沿着所述链条运动；所述链条指首尾相接的多个模块。