CN106363668A - 一种移动机器人动态检测安全防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动机器人动态检测安全防护方法，移动机器人设置有传感器，所述传感器获取移动机器人前方的检测区域的障碍信息，当检测区域出现障碍时，使移动机器人逐步减速，并动态调整检测区域，若调整后的检测区域内未检测到障碍，则使移动机器人继续运动，若调整后的检测区域内仍检测到障碍，则使移动机器人继续减速，直至停止。传感器根据移动机器人的运行速度和运行方向设置不同的检测区域，或根据路径预先设定检测区域，并在移动机器人运行时动态调整。本发明的移动机器人动态检测安全防护方法使得移动机器人可以通过干扰物较多的路径，抗干扰性强，同时还保证了弯道和直线的检测范围和处理机制的一致性。

Description

一种移动机器人动态检测安全防护方法

技术领域

本发明涉及移动机器人领域，尤其涉及一种移动机器人动态检测安全防护方法。

背景技术

移动机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。在移动机器人执行任务的过程中，通常需要感知运行路线上的障碍并进行规避。也就是说，移动机器人在运动过程中，需要实时检测障碍，障碍的检测区域一般为一个停止区和一个减速区。当安全传感器探测到减速区有障碍的时候会减速，检测到停止区有障碍的时候会停止机器人的运动。通常会静态设置较大的停止区域来保证机器人在碰撞到障碍时完全停止。

静态停止区的设立可以很好地防护移动机器人避免碰撞，然而也会使得移动机器人的通行条件较高，导致一些特定区域不能通行。因此本领域技术人员希望研发一种通行条件要求更低，效率更高的移动机器人安全防护方法。

发明内容

有鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种通行条件要求更低，效率更高的移动机器人安全防护方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种移动机器人动态检测安全防护方法，具体地，本发明提供的技术方案如下：

一种移动机器人动态检测安全防护方法，移动机器人设置有传感器，所述传感器获取移动机器人前方的检测区域的障碍信息，当检测区域出现障碍时，使移动机器人逐步减速，并动态调整检测区域，若调整后的检测区域内未检测到障碍，则使移动机器人继续运动，若调整后的检测区域内仍检测到障碍，则使移动机器人继续减速，直至停止。

优选地，检测区域分为靠近移动机器人的停止区以及停止区前方的减速区。

优选地，动态调整检测区域包括逐步缩小传感器的检测区域面积。

进一步地，逐步缩小传感器的检测区域面积为等比例缩小。

进一步地，检测区域在垂直移动机器人运动方向上的最大检测宽度大于移动机器人的宽度。

优选地，检测区域默认为矩形，当移动机器人处于转弯状态时，根据移动机器人的运行方向和角速度的大小，调整检测区域的方向、曲率和形状。

优选地，传感器为多个，每个传感器设置的检测距离不同，移动机器人通过切换传感器的组合方式来动态调整检测区域。

进一步地，所述传感器包括光电传感器和/或激光传感器和/或视觉传感器和/或超声传感器。

优选地，移动机器人根据路径的情况预先设定不同路段的检测区域的参数。

本发明还提供了一种移动机器人动态检测安全防护方法，移动机器人设置有传感器，用于获取移动机器人前方的检测区域的障碍信息，所述传感器根据移动机器人的运行速度和运行方向设置有不同的检测区域。

本发明提供的移动机器人动态检测安全防护方法根据移动机器人不同的运行速度、方向和路线设置不同的检测区域，使得移动机器人可以通过干扰物较多的路径，抗干扰性强。并可以针对特殊路径，特殊需求定制特殊的检测区域。同时还保证了弯道和直线的检测范围和处理机制的一致性。

以下将结合附图对本发明的方法及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是移动机器人传统的静态检测区域的示意图；

图2是本发明较佳实施例的动态检测区域示意图；

图3是本发明的较佳实施例根据路径动态调整各路段检测区域的示意图；

图4是利用动态检测区域的双车调度示意图。

具体实施方式

移动机器人在运行过程中通常需要进行障碍检测。在检测区域设置不合理的时候，机器人无法通过某些环境下的路径。如图1所示为传统的静态检测区域的移动机器人遇到障碍的示意图(其中圆形表示移动机器人，黑色实线表示路径，网格底纹的三角形或矩形表示障碍，左阴影底纹的矩形和右阴影底纹的矩形分别表示检测区域的减速区和停止区，在停止区内检测到障碍机器人会停止，减速区内检测到障碍机器人会平滑地减速，图2-4表示方法相同)。从图1中可以看出，当移动机器人的减速区检测到障碍时会减速，当障碍进入停止区时，移动机器人即会停止运行。

而在本发明中，通过对检测区域的动态设置，提高对通行环境的容忍值，降低移动机器人的通行条件，避免某些特殊路径不能通行的问题。将机器人的检测区域模型化和通用化，可以根据移动机器人不同的运行方向和不同的运行速度设置不同的检测区域，还能完成对特殊路径进行特殊定制的要求。三者互相配合，综合考虑车速、车姿、路况的因素，实现安全、可靠的机器人的路障检测和保护机制。如图2所示为与图1同一运行状况下，本发明的较佳实施例的动态检测区域示意图。当移动机器人的检测区域的减速区检测到障碍时，移动机器人会减速，并动态调整检测区域，从图2可见，动态调整后的检测区域内已经检测不到障碍，移动机器人可以按照原定路线继续运行。因此，当路径上干扰物体较多的时候，正常运行速度下，移动机器人检测到障碍时先减速，然后通过低速下检测区域的切换，逐步缩小检测区域，从而能保证机器人顺利通过这些运行环境比较苛刻的路径。对于检测区域的调整，在其他实施例中也可采用多个传感器设置不同的检测距离来实现。例如当采用光电、激光、视觉或超声传感器时，可以动态设置多个传感器为不同的探测距离，通过动态组合这些传感器的开启或关闭来实现检测区域的改变。在实际应用中，可以在前进方向安装2组光电、激光、视觉或超声传感器，不同组合检测的距离不同，依据机器人前进的速度对这2组进行切换。针对安装在移动机器人不同位置的传感器，可以在不同的运动情况下，开启特定位置的传感器进行防护，例如前进时使安装在前方的传感器生效，后退时使安装在后方的传感器生效，前进左转时使左前方的传感器生效，前进右转时使右前方的传感器生效。

其次，针对移动机器人不同的运行方向还可同步改变检测区域的形状。由于转弯时机器人车姿的变化，在运行过程中，如果直行和转弯时的检测区域没有相对应调整，可能导致直行和转弯时机器人运动情况不一致。通过不同的运行方向和角速度的大小，调整检测区域的方向、曲率和形状，保证在弯道上安全、正常地通行。如图2所示，当移动机器人处于转弯时，检测区域的参数根据移动机器人的运行方向和角速度的大小动态调整，图中所示的菱形仅为示意，检测区域还可设置为其他形状，只要能保证移动机器人安全通过所在路径即可。当然，检测区域优选为在垂直移动机器人运动方向上的最大检测宽度不小于移动机器人的宽度。

另外，针对一些路况特殊或者有特殊需求的路径，通过调整检测范围的各项参数，定制出特殊的检测区域，满足路径上的特殊要求。如图3所示为根据路径动态调整各路段检测区域的示意图。移动机器人可以通过对不同路段的路况信息预先设定不同的检测区域，如当移动机器人需经过狭窄巷道时，检测区域动态调整为较窄的宽度，以适应巷道的特殊路径，使得移动机器人仍可安全通过。

在实际的应用中，若移动机器人采用了本发明的检测区域动态调整方法，当两个移动机器人在会车调度时，不需要其中一方等待即可完成两车的调度，极大提高了调度的效率。如图4所示，当下方的移动机器人检测到前方减速区有另一个移动机器人时，减速的同时使检测区域调整缩小，动态调整后的检测区域内并无上方的机器人，即表示下方机器人可以安全通过，而不用等待。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种移动机器人动态检测安全防护方法，其特征在于，移动机器人设置有传感器，所述传感器获取移动机器人前方的检测区域的障碍信息，当检测区域出现障碍时，使移动机器人逐步减速，并动态调整检测区域，若调整后的检测区域内未检测到障碍，则使移动机器人继续运动，若调整后的检测区域内仍检测到障碍，则使移动机器人继续减速，直至停止。

2.如权利要求1所述的移动机器人动态检测安全防护方法，其中检测区域分为靠近移动机器人的停止区以及停止区前方的减速区。

3.如权利要求1所述的移动机器人动态检测安全防护方法，其中动态调整检测区域包括逐步缩小传感器的检测区域面积。

4.如权利要求3所述的移动机器人动态检测安全防护方法，其中逐步缩小传感器的检测区域面积为等比例缩小。

5.如权利要求4所述的移动机器人动态检测安全防护方法，其中检测区域在垂直移动机器人运动方向上的最大检测宽度大于移动机器人的宽度。

6.如权利要求1所述的移动机器人动态检测安全防护方法，其中当移动机器人处于转弯状态时，根据移动机器人的运行方向和角速度的大小，调整检测区域的方向、曲率和形状。

7.如权利要求1所述的移动机器人动态检测安全防护方法，其中传感器为多个，每个传感器设置的检测距离不同，移动机器人通过切换传感器的组合方式来动态调整检测区域。

8.如权利要求7所述的移动机器人动态检测安全防护方法，其中所述传感器包括光电传感器和/或激光传感器和/或视觉传感器和/或超声传感器。

9.如权利要求1所述的移动机器人动态检测安全防护方法，其中移动机器人根据路径的情况预先设定不同路段的检测区域的参数。

10.一种移动机器人动态检测安全防护方法，其特征在于，移动机器人设置有传感器，用于获取移动机器人前方的检测区域的障碍信息，所述传感器根据移动机器人的运行速度和运行方向设置有不同的检测区域。