[发明专利]一种基于机器人的跟随且同时避障的方法与系统

说明书

本发明提供一种基于机器人的跟随同时避障的方法与系统，包括：S1:根据所述机器人当前位置与目标的位置关系，规划导航路径；S2:根据机器人当前的状态，进行路径向前仿真；S3:根据评价指标对每条仿真路径进行评分；S4:选取得分最高的路径得到控制指令。本发明可以实现跟随同时避障的效果，并且跟随效果也比较流畅，符合用户的要求。

技术领域

本发明属于智能避障技术领域，特别涉及一种基于机器人的跟随且同时避障的方法与系统。

背景技术

随着社会发展，人们忙碌于工作而缺少陪伴家人的时间。特别是有独生子女的老人，容易出现无人照顾的情况，一旦发生意外，将不堪设想。与此同时，机器人技术的进步，家庭陪伴机器人也会慢慢进入到各个家庭当中，一方面可以用作家庭安全守护者，巡逻并检测外来的入侵者，另一方面可以陪护老人，用于在远方的子女通过机器人远程陪老人进行聊天，并且远程监测老人的健康状况，一旦发生意外，可以第一时间知道。

为了时时刻刻能够守护老人，需要机器人具有跟随的功能，一旦发现突发情况，就及时联系家人。但是目前跟随技术在这方面还有没有得到发展，如下是市场中，从导航以及跟踪的层面上，分析一下目前现有技术中的技术方案：

1.导航常用的方法是路径规划与路径跟随，先在代价地图上规划出路径，再根据路径进行跟随。但是路径跟随的目标单一，只考虑与路径的偏移量，没有考虑跟随的目标是否在视野内，容易导致跟随的目标离开视野。一旦目标离开视野，就需要重新寻找目标，而重识别算法往往非常消耗计算资源，而且目标丢失时会造成跟随过程被中断，必然会影响用户体验。

2.对于目标跟踪，常常根据目标在视野内的位置，控制机器人尽量让目标保持在视野的中心，常常采用的是PID控制或者预测控制，根据目标离视野中心的偏差，得到机器人的控制指令。但是上述方法很少考虑机器人避障的情况，如果遇到障碍物或者目标被遮挡时，机器人只能停止，无法继续跟踪。

因此，为了应对家庭环境中避开障碍物同时需要跟随老人的场景，本发明需要提出一种新的方法，主要目标有两个：一是尽量保持目标在视野内，二是不能让机器人碰撞到障碍物。分析一般的家庭中，以静态障碍物为主。一般的机器人以差速机器人为主。

发明内容

基于此，有必要提供一种基于机器人的跟随且同时避障的方法与系统，所述方法包括：

S1:根据所述机器人当前位置与目标的位置关系，规划导航路径；

S2:根据机器人当前的状态，进行路径向前仿真；

S3:根据评价指标对每条仿真路径进行评分；

S4:选取得分最高的路径得到控制指令。

优选的，本发明适用于差速机器人，能满足大部分服务机器人的要求。由于本发明以差速机器人作为平台，而差速机器人由于结构简单，市面上大部分服务机器人均采用差速机器人的设计，因此本发明可以适用于市面上的大部分机器人。

所述S1:根据所述机器人当前位置与目标的位置关系，规划导航路径，包括：

S11:通过深度相机获取目标在map坐标系下的位置；通过视觉算法识别RGB图像中的目标，再获取深度图像下对应区域的深度，根据镜头的内参得到目标在镜头坐标系下的坐标，最后通过坐标变换转换到map坐标系下；

S12:将目标位置作为机器人导航的目标点的位置发送给movebase；直接将目标的位置作为机器人导航目标点的位置，可以直接调用movebase，这样可以完完全全沿用movebase的框架；

S13:将目标点输入到局部规划器；