CN106527424B - 移动机器人及移动机器人的导航方法 - Google Patents

移动机器人及移动机器人的导航方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动机器人，包括中央处理模块以及均与所述中央处理模块连接的测距传感器、辅助避障模块和人机交互模块，测距传感器用于扫描所述移动机器人的作业空间以建立环境地图，辅助避障模块用于在移动机器人移动时检测测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，以完善环境地图，用户根据需要通过人机交互模块在环境地图上输入虚拟障碍物信息，以进一步完善环境地图，并根据环境地图规划好移动机器人进行作业的移动路径。该移动机器人可建立并逐步完善作业空间的环境地图，并根据环境地图规划好移动路径，从而准确地避开障碍物，节约时间和能源。本发明还公开一种移动机器人的导航方法。

Description

移动机器人及移动机器人的导航方法
技术领域
本发明涉及智能设备领域，尤其涉及一种基于地图构建的移动机器人及移动机器人的导航方法。
背景技术
目前，移动机器人在多个领域有所应用，例如无人机、清洁机器人等，尤其是家居清洁机器人已广泛应用到家庭服务中，减少了人们的家务烦恼。现有技术中，移动机器人通过简单触碰开关或者红外传感装置来探测机器人前方短距离内的障碍物，在移动过程中只能在碰撞到障碍物时才调整移动机器人的移动方向，然后根据预先设定好的模式，傻瓜式地继续移动，在多次遇到障碍物时很容易在作业空间中乱了主导方向。这种简单的避障处理和路径规划使得机器人在作业空间中移动时没有明确的主导方向，最终导致机器人会在一些位置之间往复移动，甚至不能最终到达预定的目标位置，浪费时间和能源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种移动机器人及移动机器人的导航方法，所述移动机器人及移动机器人的导航方法可以建立并逐步完善作业空间的环境地图，并根据所述环境地图规划好所述移动机器人进行作业的移动路径，从而准确地避开障碍物，顺利到达目标位置，节约时间和能源。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明的实施例提供一种移动机器人，所述移动机器人包括中央处理模块以及均与所述中央处理模块连接的测距传感器、辅助避障模块和人机交互模块，所述测距传感器用于扫描所述移动机器人的作业空间以建立环境地图，并标记出障碍物在所述环境地图中的位置，所述测距传感器将所述环境地图传送给所述中央处理模块，所述中央处理模块控制所述移动机器人根据所述环境地图而移动，所述辅助避障模块用于在所述移动机器人移动时检测所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，并将所述感测盲区中的障碍物和悬崖边界的位置信息传送给所述中央处理模块，所述中央处理模块将所述感测盲区中的障碍物和悬崖边界的位置信息标记于所述环境地图上，并将所述环境地图传送至所述人机交互模块，以使用户根据需要通过所述人机交互模块在所述环境地图上输入虚拟障碍物信息，并反馈至所述中央处理模块，所述中央处理模块根据所述虚拟障碍物信息更新所述环境地图，并根据所述环境地图规划好所述移动机器人进行作业的移动路径。
其中，所述测距传感器与所述移动机器人的前进方向成夹角，用于在所述移动机器人移动的过程中感测所述移动机器人前方的即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物，并将所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物的位置信息标记于所述环境地图上，所述中央处理模块根据该位置信息控制所述移动机器人在碰到所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物之前优化移动路径以避开所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物。
其中，所述夹角大于或等于5°且小于或等于60°。
其中，所述移动机器人包括机器人主体及与所述机器人主体分离的控制终端，所述中央处理模块、所述测距传感器及所述辅助避障模块设置于所述机器人主体，所述人机交互模块集成于所述控制终端。
其中，所述机器人主体还设置有与所述中央处理模块连接的第一通信模块，所述控制终端还包括与所述人机交互模块连接的第二通信模块，所述第一通信模块和所述第二通信模块用于实现所述机器人主体与所述控制终端之间的通信。
其中，所述移动机器人还包括存储模块，所述存储模块与所述中央处理模块及所述距离传感器连接，所述存储模块用于存储所述环境地图，以使所述环境地图可以被重复利用。
其中，所述测距传感器为激光测距传感器。
其中，所述辅助避障模块至少包括地面检测器、墙面检测器和碰撞检测器之中的一种。
另一方面，本发明的实施例还提供一种移动机器人的导航方法，该导航方法包括：
使具有测距传感器的所述移动机器人在作业空间旋转一定角度，以扫描作业空间的环境，初步建立环境地图，并标记出障碍物在所述环境地图中的位置；
沿所述环境地图的边界移动一圈，检测所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，在所述环境地图上标记所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，更新所述环境地图；
将所述环境地图传送给人机交互模块，在所述人机交互模块上人工输入虚拟障碍物，完善所述环境地图；
根据所述环境地图规划好作业的移动路径，以避开所有的所述障碍物及所述虚拟障碍物；及
根据所述移动路径进行作业。
其中，所述导航方法还可以包括：
使所述测距传感器与所述移动机器人的前进方向成一夹角；
感测所述移动机器人移动时即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物，并在所述环境地图上标记所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物，更新所述环境地图；
根据更新的所述环境地图优化移动路径，避开所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物。
其中，所述导航方法还包括：
存储所述环境地图，以供重复利用。
其中，所述使具有测距传感器的所述移动机器人在作业空间旋转一定角度具体为：
使具有测距传感器的所述移动机器人在所述作业空间旋转360°。
与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下有益效果：
本发明的实施例中，由于所述移动机器人具有测距传感器及辅助避障模块，所述测距传感器用于初步建立环境地图，并标记出作业空间中的障碍物在所述环境地图中的位置，所述辅助避障模块用于在所述移动机器人移动时检测所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，并由所述中央处理模块将其标记于所述环境地图上，从而完善了环境地图，极大程度地使作业空间中的障碍物标记于所述环境地图中，提高路径规划的准确性；
又由于所述移动机器人具有人机交互模块，借助所述人机交互模块用户可以根据需要在所述环境地图上输入虚拟障碍物信息，例如，所述虚拟障碍物可以是用户不想让机器人到达的地方，也可以是所述测距感测器及所述辅助障碍模块没感测到的障碍物或悬崖边界，所述人机交互模块将所述虚拟障碍物反馈回中央处理模块，所述中央处理模块将所述虚拟障碍物信息标记于所述环境地图上，进一步完善所述环境地图，并根据所述环境地图规划好所述移动机器人的移动路径以避开所有所述障碍物及所述虚拟障碍物，从而为所述移动机器人的运行扫清了移动过程中的障碍，使所述移动机器人更准确地沿着规划路径移动，节省时间及能耗，极大地提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的变形形式。
图1a是本发明的第一个实施例中移动机器人的结构示意图；
图1b是本发明的第一个实施例中移动机器人的一种实施方式中测距传感器与所述移动机器人的前进方向的位置关系示意图；
图1c是本发明的第一个实施例中移动机器人遇到前方障碍物的示意图；
图1d是本发明的第一个实施例中移动机器人避开前方障碍物的示意图；
图1e是本发明的第一个实施例中移动机器人的工作过程的流程示意图；
图2是本发明第二个实施例中移动机器人的结构示意图；
图3a是本发明的第三个实施例中移动机器人的结构示意图；
图3b是本发明的第三个实施例中移动机器人遇到前方障碍物的示意图；
图3c是本发明的第三个实施例中移动机器人避开前方障碍物的示意图；及
图4是本发明的实施例中移动机器人的导航方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1a，图1a是本发明的第一个实施例中移动机器人的结构示意图。本发明的第一个实施例提供一种移动机器人，所述移动机器人包括中央处理模块110、测距传感器120、辅助避障模块130、人机交互模块200及驱动模块140。测距传感器120、辅助避障模块130、人机交互模块200及驱动模块140均与所述中央处理模块连接，所述连接包括但不限于电性连接和/或通信连接。
优选地，所述测距传感器120包括激光器、位姿感应器及数据处理单元(附图未示出)。可以理解的是，在一个实施方式中，所述数据处理单元也可以集成于所述中央处理模块110中。所述测距传感器120用于扫描所述移动机器人的作业空间，所述激光器用于提供所述障碍物或作业空间的边界与所述移动机器人之间的距离信息，并将所述距离信息传送给所述数据处理单元；所述位姿感应器用于提供所述障碍物及作业空间的边界的角度信息，并将所述角度信息传输给所述数据处理单元。所述数据处理单元将所述距离信息及所述角度信息经过SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)算法处理后，为所述移动机器人的作业空间建立一个二维的环境地图，并在所述环境地图中标记出所述作业空间中的障碍物。在本实施例的一个实施方式中，所述测距传感器120还可以集成有摄像头、毫米波雷达、超声波传感器之中的一种或多种，使摄像头、毫米波雷达、超声波传感器与所述激光器融合使用。测距传感器120将所述环境地图传送给所述中央处理模块110，中央处理模块110控制所述移动机器人根据所述环境地图而移动，优选地，为了更好地完善所述地图，所述移动机器人首先沿所述环境地图的边界移动。具体地，所述中央处理模块110控制所述驱动模块140，使得驱动模块140驱动所述移动机器人沿所述环境地图的边界移动，在所述环境地图的边界上移动一圈的过程中对所述环境地图进行完善。所述移动机器人还可以包括存储模块150，所述存储模块150与所述中央处理模块110及所述测距传感器120连接。所述存储模块150用于存储测距传感器120和所述中央处理模块110传来的数据，例如，存储所述环境地图，使所述环境地图可以重复调用，即所述存储模块中的数据可供所述中央处理模块110及所述测距传感器120读取。可以理解的是，在一种实施方式中，所述存储模块150也可以集成于所述测距传感器120内。
所述辅助避障模块130用于在所述移动机器人移动时检测所述测距传感器120的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，即：所述辅助避障模块130用于感测所述测距传感器感测不到的障碍物或者在垂直方向上有垂直落差的地方(例如，台阶)。所述辅助避障模块130可以是地面检测器、墙面检测器和/或碰撞检测器，所述地面检测器用于检测地面状况，例如是否有悬崖或台阶，所述墙面检测器用于检测移动机器人前方是否有障碍物。所述地面检测器和所述墙面检测器均可以是红外感应器、超声波感应器、电磁波感应器之中的一种或多种的结合。所述碰撞检测器是接触式传感器，用于检测所述移动机器人的前方障碍物，当碰撞到障碍物时所述碰撞检测器被触发，从而感知障碍物的存在。所述辅助避障模块130将所述测距传感器120的感测盲区中的障碍物和悬崖边界的位置信息传送给所述中央处理模块110，所述中央处理模块将所述感测盲区中的障碍物和悬崖边界的位置信息标记于所述环境地图上，即更新所述环境地图，并将所述环境地图传送至所述人机交互模块200，以使用户根据需要通过所述人机交互模块200在所述环境地图上输入虚拟障碍物信息，并反馈回所述中央处理模块110，所述中央处理模块110将所述虚拟障碍物标记于所述环境地图上，即更新所述环境地图，以完善所述环境地图。中央处理模块110根据所述环境地图规划好所述移动机器人作业用的移动路径以避开所有所述障碍物及所述虚拟障碍物。所述人机交互模块200可以是设置于所述移动机器人表面的触控显示屏。所述虚拟障碍物可以是所述测距传感器和辅助避障传感器没检测到的障碍物，也可以是用户不想让所述移动机器人到达的地面区域，例如，在所述环境地图上画移到虚拟墙。
由于所述移动机器人具有测距传感器及辅助避障模块，所述测距传感器用于初步建立环境地图，并标记出作业空间中的障碍物在所述环境地图中的位置，所述辅助避障模块用于在所述移动机器人移动时检测所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，并由所述中央处理模块将其标记于所述环境地图上，从而完善了环境地图，极大程度地使作业空间中的障碍物均被标记于所述环境地图中，提高路径规划的准确性；
又由于所述移动机器人具有人机交互模块，借助所述人机交互模块用户可以根据需要在所述环境地图上输入虚拟障碍物信息，使得所述环境地图更为准确完整，从而使所述中央处理模块110可以根据该准确完整的环境地图完美地规划好所述移动机器人的移动路径，从而准确地避开所有所述障碍物及所述虚拟障碍物，顺畅地作业(例如，清扫地面)，节省时间及能耗，极大地提高工作效率。
进一步地，所述测距传感器120可以与所述移动机器人的前进方向成一夹角。请参阅图1b，图1b是本发明的第一个实施例中移动机器人的一种实施方式中测距传感器120与所述移动机器人的前进方向的位置关系示意图。如图1b所示，所述移动机器人包括机器人主体100，所述测距传感器120设置于所述机器人主体100的表面，所述机器人主体的前进方向为y，且所述测距传感器120与所述机器人主体100的前进方向成一夹角α，即所述测距传感器120的激光器的激光发射方向与所述机器人主体100的前进方向成夹角α，优选地，所述夹角大于或等于5°且小于或等于60°。所述测距传感器120的激光器的激光发射方向如图中箭头f所示。
所述测距传感器120与所述机器人主体100的前进方向成一夹角α，用于在所述移动机器人前进的过程中感测所述移动机器人的前方即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物，并将所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物的位置信息标记于所述环境地图上；所述中央处理模块110根据该位置信息控制所述移动机器人在碰到所述前方即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物之前优化移动路径以避开所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物。所述移动机器人的前方即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物，是指若所述移动机器人沿着当前的移动方向继续往前走(不改变方向)，则所述移动机器人就会碰撞到(接触到)的障碍物。若所述激光测距传感器的激光束的发射方向与移动机器人的前进方向相同，由于激光束方向集中，会导致难以感测到偏离所述移动机器人前进的正前方的位置上的障碍物，因此，本实施例中，在具有辅助避障模块130及人工交互模块200的情况下，设置所述测距传感器120与所述机器人主体100的前进方向成一夹角α，可以使测距传感器120更容易感测到偏离移动机器人前进的正前方的位置上的障碍物，尤其容易检测到该障碍物的棱角。在所述移动机器人的前进过程中，当所述测距传感器120检测到前方有障碍物，该障碍物落入所述移动机器人的机身宽度的前方范围内(即所述移动机器人继续沿当前方向移动到该障碍物处时会碰撞到该障碍物)时，中央处理模块110会控制所述驱动模块140驱动机器人主体100提前改变方向，从而绕开该障碍物。如图1c和图1d所示，图1c是本发明的第一个实施例中移动机器人遇到前方障碍物410的示意图，图1d是本发明的第一个实施例中移动机器人避开前方障碍物410的示意图。如图1c所示，所述移动机器人右前方有障碍物410，当所述移动机器人不改变移动方向而直接移动到障碍物410处时会撞到该障碍物410，如图1c中的虚线部分所示；而在本实施例中，由于所述测距传感器120与所述机器人主体100的前进方向成一夹角α，可以使测距传感器120更容易感测到偏离移动机器人前进的正前方的位置上的障碍物410，从而使中央处理模块110控制所述驱动模块140驱动机器人主体100提前改变方向，从而绕开该障碍物410，如图1d所示，图中用虚线表示的机器人主体100用以示意所述移动机器人为了绕开该障碍物410而经过的一些位置。
为了使本发明的第一实施例更清晰，下面对所述移动机器人的工作流程进行描述。
请参阅图1e,图1e是本发明的第一个实施例中移动机器人的工作过程的流程示意图。所述移动机器人启动后，先在作业空间的地面上旋转一定角度(例如，360°)，以使所述测距传感器120扫描作业空间的环境，通过SLAM算法初步绘制所述作业空间的环境地图，并传送给中央处理模块110，中央处理模块110根据初步建立的所述环境地图，规划移动路径；移动机器人沿所述环境地图的边界行走一圈或根据所述移动路径移动；在移动过程中，若辅助障碍模块130检测到障碍物，中央处理模块110则将该障碍物记录于所述环境地图，更新所述环境地图，若辅助障碍模块130未检测到障碍物，则接收测距传感器120在所述移动机器人的移动过程中所扫描到的信息；若测距传感器120扫描到了障碍物，则中央处理模块110将该障碍物记录于所述环境地图上，更新所述环境地图，若测距传感器120在所述移动机器人的移动过程中未扫描到障碍物信息，那么，进入下一工作环节，用户可以从人机交互模块200输入虚拟障碍物，所述虚拟障碍物包括被所述辅助避障模块130及所述测距传感器120忽略了的障碍物的位置信息及用户不想让所述移动机器人到达的地方的位置信息，中央处理模块110将所述虚拟障碍物在所述环境地图中标记，更新所述环境地图，形成所述移动机器人的作业空间的完整的环境地图；根据完整的所述环境地图规划所述移动机器人作业用的移动路径，所述移动机器人根据该移动路径进行作业，例如，清洁用的移动机器人根据该移动路径清扫作业场地。在所述移动机器人的作业过程中，也可以重复执行上述过程，随时更新并保存所述环境地图。
请参阅图2，图2是本发明第二个实施例中移动机器人的结构示意图。本发明的第二个实施例中所提供的移动机器人的结构和工作原理与第一个实施例中所述的移动机器人的结构和工作原理基本相同，不同之处在于：本实施例(本发明的第二个实施例)中所述的移动机器人包括机器人主体100及与所述机器人主体100分离的控制终端300，所述中央处理模块110、所述测距传感器120及所述辅助避障模块130设置于所述机器人主体100，所述人机交互模块200集成于所述控制终端；并且，所述机器人主体100还包括第一通信模块160，所述控制终端300还包括第二通信模块310，所述第一通信模块160及所述第二通信模块310用于实现所述机器人主体100与所述控制终端300之间的通信。所述第一通信模块160与所述中央处理模块110交互连接，所述第二通信模块310与所述人机交互模块200交互连接。所述控制终端可以是手机、电脑、遥控器或其他移动终端，所述人机交互模块可以是设置于手机、电脑、遥控器或其他移动终端上的APP，从而实现所述移动机器人的远程监视和控制。所述第一通信模块160及所述第二通信模块310可以同时包括2.4G无线模块(2.4GhzRF transceiver/receiver module)和Wi-Fi模块。2.4G无线模块可以用于机器人主体100与控制终端300(例如遥控器)之间的数据通信，Wi-Fi模块用于连接互联网，实现机器人主体100与控制终端300(例如手机)的在线交互通信。例如，所述手机在线交互通信可以实现APP客户端对机器人主体100的远程遥控，远程接收机器人主体100创建的地图数据、工作状态数据，发送人为输入的虚拟障碍物的位置信息给机器人主体100。
请参阅图3a，图3a是本发明的第三个实施例中移动机器人的结构示意图。本发明的第三个实施例中提供的移动机器人的结构和基本原理与第二个实施例中所述的移动机器人的结构和基本原理基本相同，不同之处在于：本实施例(第三个实施例)中所述移动机器人包括两个测距传感器，即测距传感器120及测距传感器120'，所述测距传感器120和所述测距传感器120'分别与所述移动机器人的前进方向成一夹角，如图3a所示，即：所述测距传感器120与所述移动机器人的前进方向成夹角α，所述测距传感器120'与所述移动机器人的前进方向成夹角β，优选的，夹角α及夹角β均可以是大于等于5°且小于等于60°。图中y轴既是所述移动机器人的前进方向的方向轴，又是所述移动机器人的纵向对称轴线。所述测距传感器120和所述测距传感器120'均设置于所述机器人主体100上，优选地，所述测距传感器120和所述测距传感器120'分别设置于y轴的两侧。请参阅3b，图3b是本发明的第三个实施例中移动机器人遇到前方障碍物的示意图。图3b中，若所述移动机器人直接往前移动的话，会碰到图中右侧的障碍物410，如图中虚线所示；如果所述移动机器人一味地绕开障碍物410，而不注意图中左侧的障碍物420的话，则很容易撞上障碍物420。本实施例中，由于在轴线y两侧分别设置了所述测距传感器120和所述测距传感器120'，测距传感器120容易检测到与其同侧的障碍物410，测距传感器120'容易检测到与其同侧的障碍物420，所述测距传感器120将检测到的障碍物410的位置信息传输给中央处理模块110，所述测距传感器120'也将所检测到的障碍物420的位置信息传输给中央处理模块110，从而使得中央处理模块110提前规划好接下来的移动路径，控制驱动模块140驱动所述移动机器人改变方向，绕开障碍物410的同时也不会碰撞到另一侧的障碍物420，如图3c所示，图3c是本发明的第三个实施例中移动机器人避开前方障碍物的示意图，以虚线绘制的机器人主体100表示所述移动机器人绕开障碍物410和障碍物420时所经过的一些位置。
请参阅图4，图4是本发明的实施例中移动机器人的导航方法的流程示意图。本发明的实施例还提供一种移动机器人的导航方法，所述导航方法至少包括步骤S100、S200、S300、S400及S500。
步骤S100：使带有测距传感器的所述移动机器人在作业地面上旋转一定角度，初步建立环境地图，标记出障碍物。
具体地，所述移动机器人具有测距传感器，使所述移动机器人在作业地面上旋转一定角度，优选地，使所述移动机器人在作业地面上旋转360°，从而使所述测距传感器也旋转了360°，以扫描作业空间的周围环境，并通过SLAM算法初步建立环境地图，标记出障碍物在所述环境地图中的位置。在一个实施方式中，所述环境地图的边界可以定义为距离所述作业空间的墙体一定距离的部位，例如，距离10cm-30cm的部位，此仅为示例，不可理解为对本发明的限制，具体的边界可根据具体情况进行自定义。
所述测距传感器包括激光器、位姿感应器及数据处理单元，所述激光器用于提供所述障碍物或作业空间的边界与所述移动机器人之间的距离信息，并将所述距离信息传送给所述数据处理单元；所述位姿感应器用于提供所述障碍物及作业空间的边界的角度信息，并将所述角度信息传输给所述数据处理单元。所述数据处理单元将所述距离信息及所述角度信息经过SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)算法处理后，为所述移动机器人的作业空间建立一个二维的环境地图，并在所述环境地图中标记出所述作业空间中的障碍物。在本实施例的一个实施方式中，所述测距传感器还可以集成有摄像头、毫米波雷达、超声波传感器等，使摄像头、毫米波雷达、超声波传感器与所述激光器融合使用。
步骤S200：沿所述环境地图的边界移动一圈，检测所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，更新所述环境地图。
具体地，沿所述环境地图的边界移动一圈，检测所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，在所述环境地图上标记所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，更新所述环境地图。所述悬崖边界是指在垂直方向上有垂直落差的地方，例如，阶梯的边界。
S300：用户输入虚拟障碍物，完善所述环境地图。
具体地，将所述环境地图传送给人机交互模块，在所述人机交互模块上人工输入虚拟障碍物，完善所述环境地图。所述虚拟障碍物可以是在此之前没检测到的障碍物，也可以是用户不想让所述移动机器人到达的地方，换句话说，用户可以通过所述人机交互模块输入虚拟墙，从而将所述移动机器人限定在一定的范围内。
S400：根据所述环境地图规划作用的移动路径。
具体地，根据已完善的所述环境地图规划好所述移动机器人作业时用的移动路径，以避开所有的所述障碍物及所述虚拟障碍物。
S500：根据所述移动路径进行作业。
具体地，所述移动机器人根据已经规划好的移动路径进行作业，在作业的移动过程中，还可以重复上述步骤S100、S200、S300及S400对所述环境地图进行完善。
具体的过程，可以举例如下：
启动所述移动机器人，所述移动机器人先在作业空间的地面上旋转一定角度(例如360°)，以使所述测距传感器扫描作业空间的环境，通过SLAM算法初步绘制所述作业空间的环境地图，并传送给中央处理模块，中央处理模块根据初步建立的所述环境地图，规划移动路径；移动机器人沿所述环境地图的边界行走一圈或根据所述移动路径移动；在移动过程中，若辅助障碍模块130检测到障碍物，则将该障碍物记录于所述环境地图，更新所述环境地图；接收测距传感器在所述移动机器人的移动过程中所扫描到的信息，记录于所述环境地图上，更新所述环境地图；然后，用户从人机交互模块输入虚拟障碍物，所述虚拟障碍物包括被所述辅助避障模块及所述测距传感器忽略了的障碍物的位置信息及用户不想让所述移动机器人到达的地方的位置信息，中央处理模块将所述虚拟障碍物在所述环境地图中标记，更新所述环境地图，形成所述移动机器人的作业空间的完整的环境地图；根据完整的所述环境地图规划所述移动机器人作业用的移动路径，所述移动机器人根据该移动路径进行作用，例如，清洁用的移动机器人根据该移动路径清扫作业场地。在所述移动机器人的作业过程中，也可以执行上述过程，随时更新并保存所述环境地图。
在本实施例中，由于在所述移动机器人上设置测距传感器，且所述移动机器人在作业地面上旋转一定角度(360°)，初步建立环境地图，并标记出作业空间中的障碍物在所述环境地图中的位置；之后，所述移动机器人又沿所述环境地图的边界移动一圈，检测所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，更新所述环境地图，从而完善了环境地图，极大程度地使作业空间中的障碍物标记于所述环境地图中，提高路径规划的准确性；
又由于用户可以输入虚拟障碍物，完善所述环境地图，使得所述环境地图更为准确完整，从而可以根据该准确完整的环境地图完美地规划好所述移动机器人的移动路径，准确地避开所有所述障碍物及所述虚拟障碍物，顺畅地作业(例如，清扫地面)，节省时间及能耗，极大地提高工作效率。
在本发明的实施例中，所述导航方法还包括：
使所述测距传感器与所述移动机器人的前进方向成一夹角；
感测所述移动机器人移动时即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物(即所述移动机器人移动到该障碍物处时会碰撞到该障碍物)，并在所述环境地图上标记所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物，更新所述环境地图；
根据更新的所述环境地图优化移动路径，避开所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物。
在本发明的实施例中，设置所述测距传感器与所述移动机器人的前进方向成一夹角，在所述移动机器人移动的过程中，可以使测距传感器更容易感测到偏离移动机器人前进的正前方的位置上的障碍物。所述移动机器人的中央处理模块会根据所述测距传感器检测到的障碍物信息，提前控制所述移动机器人提前改变方向，从而绕开该障碍物。
在本发明的一个实施例中，所述移动机器人的导航方法还包括：存储所述环境地图，以使所述环境地图可供重复利用。
在本说明书的描述中，参考术语“第一个实施例”、“第二个实施例”、“本发明的实施例”、“一个实施方式”、“一种实施方式”、“一个实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种移动机器人，其特征在于，包括机器人主体及与所述机器人主体分离的控制终端，所述机器人主体包括设置于所述机器人主体的中央处理模块、测距传感器及辅助避障模块，所述控制终端包括集成于所述控制终端的人机交互模块；所述测距传感器、所述辅助避障模块和所述人机交互模块均与所述中央处理模块连接；
所述测距传感器用于扫描所述移动机器人的作业空间以建立环境地图，并标记出障碍物在所述环境地图中的位置，所述测距传感器将所述环境地图传送给所述中央处理模块，所述中央处理模块控制所述移动机器人根据所述环境地图而移动，所述辅助避障模块用于在所述移动机器人移动时检测所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，并将所述感测盲区中的障碍物和悬崖边界的位置信息传送给所述中央处理模块，所述中央处理模块将所述感测盲区中的障碍物和悬崖边界的位置信息标记于所述环境地图上，并将所述环境地图传送至所述人机交互模块，以使用户根据需要通过所述人机交互模块在所述环境地图上输入虚拟障碍物信息，并反馈至所述中央处理模块，所述中央处理模块根据所述虚拟障碍物信息更新所述环境地图，并根据所述环境地图规划好所述移动机器人进行作业的移动路径；
所述测距传感器与所述移动机器人的前进方向成夹角，用于在所述移动机器人移动的过程中感测所述移动机器人前方的即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物，并将所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物的位置信息标记于所述环境地图上，所述中央处理模块根据该位置信息控制所述移动机器人在碰到所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物之前优化移动路径以避开所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物；所述夹角大于或等于5°且小于或等于60°。
2.如权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述机器人主体还设置有与所述中央处理模块连接的第一通信模块，所述控制终端还包括与所述人机交互模块连接的第二通信模块，所述第一通信模块和所述第二通信模块用于实现所述机器人主体与所述控制终端之间的通信。
3.如权利要求1或2所述的移动机器人，其特征在于，所述移动机器人还包括存储模块，所述存储模块与所述中央处理模块及所述距离传感器连接，所述存储模块用于存储所述环境地图，以使所述环境地图可以被重复利用。
4.如权利要求3所述的移动机器人，其特征在于，所述测距传感器为激光测距传感器。
5.如权利要求3所述的移动机器人，其特征在于，所述辅助避障模块至少包括地面检测器、墙面检测器和碰撞检测器之中的一种。
6.一种移动机器人的导航方法，其特征在于，包括：
使具有测距传感器的所述移动机器人在作业空间旋转一定角度，以扫描作业空间的环境，初步建立环境地图，并标记出障碍物在所述环境地图中的位置；所述测距传感器与所述移动机器人的前进方向成一夹角，所述夹角大于或等于5°且小于或等于60°。
沿所述环境地图的边界移动一圈，检测所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，在所述环境地图上标记所述测距传感器的感测盲区中的障碍物和悬崖边界，感测所述移动机器人移动时即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物，并在所述环境地图上标记所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物，更新所述环境地图；
将所述环境地图传送给人机交互模块，在所述人机交互模块上人工输入虚拟障碍物，完善所述环境地图；
根据所述环境地图规划好作业的移动路径，以避开所有的所述障碍物、所述虚拟障碍物和所述即将落入所述移动机器人的机身宽度范围内的障碍物；及
根据所述移动路径进行作业。
7.如权利要求6所述的移动机器人的导航方法，其特征在于，还包括：
存储所述环境地图，以供重复利用。
8.如权利要求6所述的移动机器人的导航方法，其特征在于，所述使具有测距传感器的所述移动机器人在作业空间旋转一定角度具体为：
使具有测距传感器的所述移动机器人在所述作业空间旋转360°。
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