CN107562057A - 一种机器人智能导航控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人智能导航控制方法，包括预制导航路线关键点信息，编定应急路线切换控制子系统，机器人硬件配置，机器人运行及导航路线更新等五个步骤。本发明系统结构简单，运行自动化程度高，通用性好，一方面可有效的提高机器人设备导航作业控制精度，并可提高机器人在运行过程中对道路选择及工作内容选择的自主性和灵活性，另一方面可有效的对机器人导航控制方法及系统设计进行规范管理，提供机器人设备导航系统设计的通用性，克服因不同机器人间导航管理系统不兼容而导致机器人运行时发生导航控制失效及日常维护成本增加的弊端。

Description

一种机器人智能导航控制方法

技术领域

本发明涉及一种机器人控制方法，属机器人设备技术领域。

背景技术

随着机器人设备在日常生活和工作中，机器人设备得到了越来越多的应用，当前为了提高机器人设备运行的工作效率、自动化程度及运行智能化，降低机器人工作及维护工作成本，当前在机器人运行过程中，均为不同程度为机器人设备配备了大量自动导航设备，用来提高机器人设备运行的自主性，但在实际工作中发现，当前的机器人设备运行过程中，当前的导航系统往往均为简单的测距雷达设备、超声波测距设备及卫星导航设备来提高机器人的导航能力，但在实际使用总，当前的这类导航系统仅能简单满足线路导航和避障作业的需要，且可靠性及精度均相对较差，同时，当前机器人运行时所采用的导航控制管理方法和系统通用性相对较差，一方面易导致不同导航系统的机器人一同运行过程中对同一事件认定不同而发生碰撞的事故，另一方面也增加机器人设备日常管理维护工作的工作量和维护成本，因此不能有效满足当前对机器人设备应用的需要，针对这一现象，迫切需要开发一种机器人导航控制方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种机器人导航控制方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种机器人智能导航控制方法，包括以下步骤：

第一步，预制导航路线关键点信息，根据机器人运行作业范围，首先结合GNSS卫星导航系统规划若干机器人运行活动路线，然后在各活动路线中设点机器人导航识别节点、机器人运行服务节点，并依次制备各导航识别节点和机器人运行服务节点识别信息，然后将各机器人运行活动路线及各路线上的导航识别节点和机器人运行服务节点识别信息一同进行汇编，编制机器人运行导向路线程序，并将编制好的运行导向路线程序嵌入到机器人运行主程序；

第二步，编定应急路线切换控制子系统，完成第一步后，根据机器人运行作业范围固定设备、临时设备、活动设备、行人活动信息，同一编制机器人应急避让子程序和运行线路切换子程序，并将编订好的急避让子程序和运行线路切换子程序嵌入到机器人控制主程序中，同时使得急避让子程序和运行线路切换子程序与第一步编制的运行导向路线程序间通过索引子程序相互链接；

第三步，机器人硬件配置，在满足机器人自身运行要求的同时，为机器人配备监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置，其中所述的监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置均至少两个，并环绕机器人轴线分布；

第四步，机器人运行，完成前三步作业后，即可将机器人投放到机器人运行作业范围内进行运行，机器人在运行时，首先根据第一步编制的运行活动路线进行运行，并在沿活动路线运行过程中，一方面通过GNSS卫星导航系统为机器人运行路线进行导航，另一方面机器人通过配备的监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置对第一步制定的导航识别节点信息和机器人运行服务节点识别信息进行采集，通过采集到的各导航识别节点对机器人运行线路进行修正，通过采集到的机器人运行服务节点识别信息驱动机器人进行相应的工作作业，同时，当通过配备监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置采集大机器人当前活动路线上有障碍物时，对障碍物信息进行采集识别，然后根据第二步编制的急避让子程序和运行线路切换子程序对障碍物进行避让并更换运行路线，在更换运行路线过程中，当机器人进入到新运行路线时，首先对该新路线上的至少两个导航识别节点信息进行采集，并比对两个导航识别节点信息分布位置从而实现对更换路线信息进行确认，然后再次进行正常的运行作业；

第五步，导航路线更新，在机器人运行过程中，由工作人员对机器人运行的路线情况进行实时调整更新，在更新时，首先结合GNSS卫星导航系统对机器人当前活动线路进行调整，同时指定新线路上的各导航识别节点和机器人运行服务节点识别信息，然后将编制好的新活动路线信息通过无线网络发送到机器人处，由机器人根据新路线进行运行。

进一步的，所述的第一步中，导航识别节点信息为固定建筑物、设备的图片、视频及声音中的任意一种或几种共同使用作为导航识别节点信息内容，机器人运行服务节点识别信息为固定建筑物、设备的图片、视频及声音中的意一种或几种，同时还为人员特定面部特征信息、特定声音信息、特定手势动作信息及条形码、二维码、字符编码新型中的任意一种或几种共同使用。

进一步的，所述的第一步中，所规划的机器人运行活动路线中，每一个机器人均至少一条主活动路线和至少两条辅助活动路线，且辅助活动路线均易主活动路线对称分布。

进一步的，所述的第三步中，其中监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达的检测覆盖范围均为以机器人轴线与圆心的120°—180°范围，且探测最大距离为距离机器人3米，最小距离为距离机器人0.1米。

进一步的，所述的第四步中，机器人运行过程中，在利用监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置进行信息识别同时，另对运行过程中环境信息进行读取并保存，同时通过无线通讯网络与上位控制系统进行相互连接。

本发明系统结构简单，运行自动化程度高，通用性好，一方面可有效的提高机器人设备导航作业控制精度，并可提高机器人在运行过程中对道路选择及工作内容选择的自主性和灵活性，另一方面可有效的对机器人导航控制方法及系统设计进行规范管理，提供机器人设备导航系统设计的通用性，克服因不同机器人间导航管理系统不兼容而导致机器人运行时发生导航控制失效及日常维护成本增加的弊端。

附图说明

图1为本发明方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种机器人智能导航控制方法，包括以下步骤：

第一步，预制导航路线关键点信息，根据机器人运行作业范围，首先结合GNSS卫星导航系统规划若干机器人运行活动路线，然后在各活动路线中设点机器人导航识别节点、机器人运行服务节点，并依次制备各导航识别节点和机器人运行服务节点识别信息，然后将各机器人运行活动路线及各路线上的导航识别节点和机器人运行服务节点识别信息一同进行汇编，编制机器人运行导向路线程序，并将编制好的运行导向路线程序嵌入到机器人运行主程序；

第二步，编定应急路线切换控制子系统，完成第一步后，根据机器人运行作业范围固定设备、临时设备、活动设备、行人活动信息，同一编制机器人应急避让子程序和运行线路切换子程序，并将编订好的急避让子程序和运行线路切换子程序嵌入到机器人控制主程序中，同时使得急避让子程序和运行线路切换子程序与第一步编制的运行导向路线程序间通过索引子程序相互链接；

第三步，机器人硬件配置，在满足机器人自身运行要求的同时，为机器人配备监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置，其中所述的监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置均至少两个，并环绕机器人轴线分布；

第四步，机器人运行，完成前三步作业后，即可将机器人投放到机器人运行作业范围内进行运行，机器人在运行时，首先根据第一步编制的运行活动路线进行运行，并在沿活动路线运行过程中，一方面通过GNSS卫星导航系统为机器人运行路线进行导航，另一方面机器人通过配备的监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置对第一步制定的导航识别节点信息和机器人运行服务节点识别信息进行采集，通过采集到的各导航识别节点对机器人运行线路进行修正，通过采集到的机器人运行服务节点识别信息驱动机器人进行相应的工作作业，同时，当通过配备监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置采集大机器人当前活动路线上有障碍物时，对障碍物信息进行采集识别，然后根据第二步编制的急避让子程序和运行线路切换子程序对障碍物进行避让并更换运行路线，在更换运行路线过程中，当机器人进入到新运行路线时，首先对该新路线上的至少两个导航识别节点信息进行采集，并比对两个导航识别节点信息分布位置从而实现对更换路线信息进行确认，然后再次进行正常的运行作业；

第五步，导航路线更新，在机器人运行过程中，由工作人员对机器人运行的路线情况进行实时调整更新，在更新时，首先结合GNSS卫星导航系统对机器人当前活动线路进行调整，同时指定新线路上的各导航识别节点和机器人运行服务节点识别信息，然后将编制好的新活动路线信息通过无线网络发送到机器人处，由机器人根据新路线进行运行。

本实施例中，所述的第一步中，导航识别节点信息为固定建筑物、设备的图片、视频及声音中的任意一种或几种共同使用作为导航识别节点信息内容，机器人运行服务节点识别信息为固定建筑物、设备的图片、视频及声音中的意一种或几种，同时还为人员特定面部特征信息、特定声音信息、特定手势动作信息及条形码、二维码、字符编码新型中的任意一种或几种共同使用。

本实施例中，所述的第一步中，所规划的机器人运行活动路线中，每一个机器人均至少一条主活动路线和至少两条辅助活动路线，且辅助活动路线均易主活动路线对称分布。

本实施例中，所述的第三步中，其中监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达的检测覆盖范围均为以机器人轴线与圆心的120°—180°范围，且探测最大距离为距离机器人3米，最小距离为距离机器人0.1米。

本实施例中，所述的第四步中，机器人运行过程中，在利用监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置进行信息识别同时，另对运行过程中环境信息进行读取并保存，同时通过无线通讯网络与上位控制系统进行相互连接。

本发明系统结构简单，运行自动化程度高，通用性好，一方面可有效的提高机器人设备导航作业控制精度，并可提高机器人在运行过程中对道路选择及工作内容选择的自主性和灵活性，另一方面可有效的对机器人导航控制方法及系统设计进行规范管理，提供机器人设备导航系统设计的通用性，克服因不同机器人间导航管理系统不兼容而导致机器人运行时发生导航控制失效及日常维护成本增加的弊端。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种机器人智能导航控制方法，其特征在于，所述的机器人智能导航控制方法包括以下步骤：

第一步，预制导航路线关键点信息，根据机器人运行作业范围，首先结合GNSS卫星导航系统规划若干机器人运行活动路线，然后在各活动路线中设点机器人导航识别节点、机器人运行服务节点，并依次制备各导航识别节点和机器人运行服务节点识别信息，然后将各机器人运行活动路线及各路线上的导航识别节点和机器人运行服务节点识别信息一同进行汇编，编制机器人运行导向路线程序，并将编制好的运行导向路线程序嵌入到机器人运行主程序；

第二步，编定应急路线切换控制子系统，完成第一步后，根据机器人运行作业范围固定设备、临时设备、活动设备、行人活动信息，同一编制机器人应急避让子程序和运行线路切换子程序，并将编订好的急避让子程序和运行线路切换子程序嵌入到机器人控制主程序中，同时使得急避让子程序和运行线路切换子程序与第一步编制的运行导向路线程序间通过索引子程序相互链接；

第三步，机器人硬件配置，在满足机器人自身运行要求的同时，为机器人配备监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置，其中所述的监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置均至少两个，并环绕机器人轴线分布；

第四步，机器人运行，完成前三步作业后，即可将机器人投放到机器人运行作业范围内进行运行，机器人在运行时，首先根据第一步编制的运行活动路线进行运行，并在沿活动路线运行过程中，一方面通过GNSS卫星导航系统为机器人运行路线进行导航，另一方面机器人通过配备的监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置对第一步制定的导航识别节点信息和机器人运行服务节点识别信息进行采集，通过采集到的各导航识别节点对机器人运行线路进行修正，通过采集到的机器人运行服务节点识别信息驱动机器人进行相应的工作作业，同时，当通过配备监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置采集大机器人当前活动路线上有障碍物时，对障碍物信息进行采集识别，然后根据第二步编制的急避让子程序和运行线路切换子程序对障碍物进行避让并更换运行路线，在更换运行路线过程中，当机器人进入到新运行路线时，首先对该新路线上的至少两个导航识别节点信息进行采集，并比对两个导航识别节点信息分布位置从而实现对更换路线信息进行确认，然后再次进行正常的运行作业；

第五步，导航路线更新，在机器人运行过程中，由工作人员对机器人运行的路线情况进行实时调整更新，在更新时，首先结合GNSS卫星导航系统对机器人当前活动线路进行调整，同时指定新线路上的各导航识别节点和机器人运行服务节点识别信息，然后将编制好的新活动路线信息通过无线网络发送到机器人处，由机器人根据新路线进行运行。

2.根据权利要求1所述的一种机器人智能导航控制方法，其特征在于，所述的第一步中，导航识别节点信息为固定建筑物、设备的图片、视频及声音中的任意一种或几种共同使用作为导航识别节点信息内容，机器人运行服务节点识别信息为固定建筑物、设备的图片、视频及声音中的意一种或几种，同时还为人员特定面部特征信息、特定声音信息、特定手势动作信息及条形码、二维码、字符编码新型中的任意一种或几种共同使用。

3.根据权利要求1所述的一种机器人智能导航控制方法，其特征在于，所述的第一步中，所规划的机器人运行活动路线中，每一个机器人均至少一条主活动路线和至少两条辅助活动路线，且辅助活动路线均易主活动路线对称分布。

4.根据权利要求1所述的一种机器人智能导航控制方法，其特征在于，所述的第三步中，其中监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达的检测覆盖范围均为以机器人轴线与圆心的120°—180°范围，且探测最大距离为距离机器人3米，最小距离为距离机器人0.1米。

5.根据权利要求1所述的一种机器人智能导航控制方法，其特征在于，所述的第四步中，机器人运行过程中，在利用监控摄像头、三维扫描摄像头、体感动作识别摄像头、测距雷达、激光数据采集器、红外数据采集器、无线网络通讯装置进行信息识别同时，另对运行过程中环境信息进行读取并保存，同时通过无线通讯网络与上位控制系统进行相互连接。