[发明专利]一种基于超声波的机器人定位避障方法

摘要

本发明公开了一种融合双目视觉感知环境信息，精准矫正位姿态辅助超声波实时感知机器人环境信息，建立地图及根据地图避障行走的方法。本发明实现了基于超声波传感器的移动机器人定位，较快地实现了超声波与单目视觉下的机器人同时定位与地图创建，实现家庭环境下的自主导航和避障路径规划，实现了多感知的综合分析，融合了视觉、超声波传感器、红外传感器等信息，较好地实现了移动机器人的多模态避障路径规划和自主导航运动。

主权项

一种基于超声波的机器人定位避障方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设定工作环境的大小，明确机器人工作的区域，机器人的初始起点及机器人的方向，把整个工作环境分成X*Y个栅格，建立一个数组用于存储X*Y个矩形栅格内有没有障碍物，把数组元素导入txt；步骤2，移动机器人感知环境，具体包括:a已知规定的初始点、机器人正前方向，可得到各个超声波方向；b根据超声波的回值，通过极坐标的转换可知障碍物与机器人的方向和距离；c通过双目摄像头得到的值来与同向超声波回值比较，得到机器人与障碍物相对准确的距离；d已知初设或当前机器人在地图中的位置，计算得到障碍物在地图的位置；e行进过程中，由编码器回馈值，得到机器人的当前位置；f重复a、b、c步骤，可得当前位置时超声波探测的障碍物在图上的位置；g重复e；h最后将已知的机器人工作环境转换为数据存入txt中；步骤3，调出地图，并通过超声波和摄像头感知机器人所处位置，在地图上先行判断，是否能够到达机器人当前的子目标点，把能到达的子目标点用特殊的颜色标记，并从能够到达的子目标点继续判断，到达的子目标点的下一个子目标点能否到达，能则标记，直到没有可以到达的子目标点或到达目标点的一定区域，完成避障结束标记，启动机器人有目标避障工作状态；步骤4，机器人按照规划线路上的各个目标航迹点进行有目标避障：a1机器人处于初始起点时，直接导出txt中的数据，显示当前的工作环境地图；b1根据双目摄像头结构得到的数据，时刻刷新机器人的当前位置，确保机器人本身位置的准确性不受误差积累影响；c1判断目标点与机器人本身的距离，到达一定范围，则控制模块对底盘控制模块发送停止行进指令，到达目标点范围，否则进行下面的步骤d1若前方无障碍物时，通过计算，知道目标点与机器人本身的角度差异，如差异不大，则控制模块对底盘控制模块发送相应的指令，前进并返回；如差异大，则控制模块对底盘控制模块发送相应的指令，是左转还是右转并返回；e1若前方有障碍物左右无障碍物时，则判断目标点在机器人的前进方向上,控制模块对底盘控制模块发送相应的指令，左边向左转，右边向右转并返回；f1若前方有障碍物左右两方一方无障碍物一方有障碍时，控制模块对底盘控制模块发送相应的指令，左边无障碍物向左转，右边无障碍物向右转并返回；g1若前方有障碍物左右都有障碍物时，通过后面的超声波回馈值，判断后方是否有障碍物，有：控制模块对底盘控制模块发送相应的指令，停止并返回；无：控制模块对底盘控制模块发送相应的指令，则控制模块对底盘控制模块发送相应的指令，是左转还是右转并返回；h1重复进行b1判断；根据权利要求1所述的基于超声波的机器人定位避障方法，其特征在于：在步骤5中，若超声波检测到地图中没有的障碍物，则进入自由避障状态，跟据超声波的回值，控制模块对底盘控制器发送命令，使机器人进行相应的躲避响应，并对重新对当前目标点的线路进行规划。