CN108268041B - 一种用于机器人的障碍物检测方法及系统 - Google Patents

一种用于机器人的障碍物检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于机器人的障碍物检测系统及方法，包括：底盘，底盘上设有两个辅助轮和两个主轮，主轮靠近底盘的第二端；底盘上还设有前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器和后中部距离传感器；其中，前两个传感器位于底盘的第一端，第一端与第二端相对；第三个传感器位于底盘的第三端，第四个传感器位于底盘的第四端，第三端与第四端相对，且第三端与第一端互相垂直；最后一个传感器位于底盘的第二端，其与第三个传感器的距离和其与第四个传感器的距离相同，其与第一个传感器的距离和其与第二个传感器的距离相同。本发明可以采用少量传感器，却可以完成全方位的障碍物扫描覆盖，降低了成本。

Description

一种用于机器人的障碍物检测方法及系统
技术领域
本发明涉及机器人领域，尤指一种用于机器人的障碍物检测系统及方法。
背景技术
随着服务机器人的不断普及，应用范围越来越广，机器人种类也多种多样，其中轮式机器人以其稳定性优势成为重要的一个分支。而这种机器人有个特点，就是有个底盘，靠轮子完成行走功能。然而，行走过程中难免会遇到障碍物，为了避免摔倒会撞到人或物体，需要基于传感器完成障碍物检测，进而避障。
现有技术需要装配大量的传感器，完成障碍物检测功能。为了实现更大范围的障碍物扫描覆盖，需要在各个部位都装配传感器，这就造成了成本的增加以及部署难度的增大，而且即使安装了大量传感器但是仍然存在扫描死角。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于机器人的障碍物检测系统及方法，可以采用少量传感器，却可以完成全方位的障碍物扫描覆盖，降低了成本。
本发明提供的技术方案如下：
一种用于机器人的障碍物检测系统，包括：底盘，所述底盘上设有两个辅助轮和两个主轮，所述主轮靠近所述底盘的第二端；所述底盘上还设有前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器和后中部距离传感器；所述前左侧距离传感器和所述前右侧距离传感器位于所述底盘的第一端，所述第一端与所述第二端相对；所述中左侧距离传感器位于所述底盘的第三端，所述中右侧距离传感器位于所述底盘的第四端，所述第三端与所述第四端相对，且所述第三端与所述第一端互相垂直；所述后中部距离传感器位于所述第二端，所述后中部距离传感器与所述中左侧距离传感器的距离和所述后中部距离传感器与所述中右侧距离传感器的距离相同，所述后中部距离传感器与所述前左侧距离传感器的距离和所述后中部距离传感器与所述前右侧距离传感器的距离相同；所述前左侧距离传感器发出的中心射线与参考中心线成第一预设角度，所述前右侧距离传感器发出的中心射线与参考中心线成第二预设角度；其中，所述参考中心线为两个主轮连线的中心点与底盘的中心点的连线。
在上述技术方案中，通过采用少量距离传感器，完成全方位的障碍物扫描覆盖，降低了成本。
进一步，还包括：采集模块，用于在机器人的行走过程中，采集各距离传感器的测量值；选择模块，与所述采集模块电连接，用于根据当前的行走状态，选择对应的距离传感器组合；判断模块，与所述选择模块电连接，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物；以及，当所述传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
在上述技术方案中，通过若干个距离传感器的组合检测，可以在机器人的各种行走状态中检测障碍物，实现全方位的扫描覆盖。该方案原理简单，易实施，且由于传感器数量有限，同步降低了成本。
进一步，所述选择模块，用于根据当前的行走状态选择对应的距离传感器组合包括：所述选择模块，用于当前的行走状态为前进时，选择由前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；所述判断模块，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物包括：所述判断模块，用于当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于第一前进预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一前进预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二前进预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二前进预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
在上述技术方案中，解决了机器人前进过程中的障碍物检测，为全方位的障碍物检测提供了一种行走状态下的保障。
进一步，所述选择模块，用于根据当前的行走状态选择对应的距离传感器组合包括：所述选择模块，用于当前的行走状态为后退时，选择由中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合；所述判断模块，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物包括：所述判断模块，用于当后中部距离传感器测得的距离值小于等于第一后退预设值时，则认为所述后中部距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二后退预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二后退预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
在上述技术方案中，解决了机器人后退过程中的障碍物检测，为全方位的障碍物检测提供了一种行走状态下的保障。
进一步，所述选择模块，用于根据当前的行走状态选择对应的距离传感器组合包括：所述选择模块，用于当前的行走状态为左转时，选择由前右侧距离传感器、中左侧距离传感器组成的距离传感器组合；所述判断模块，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物包括：所述判断模块，用于当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于第一转向预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二转向预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；或者，所述选择模块，用于根据当前的行走状态选择对应的距离传感器组合包括：所述选择模块，用于当前的行走状态为右转时，选择由前左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；所述判断模块，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物包括：所述判断模块，用于当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一转向预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二转向预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
在上述技术方案中，解决了机器人左转和右转过程中的障碍物检测，为全方位的障碍物检测提供了两种行走状态下的保障。
本发明还提供一种用于机器人的障碍物检测方法，包括：步骤S100在机器人的行走过程中，采集各距离传感器的测量值；步骤S200根据当前的行走状态，选择对应的距离传感器组合，并分别根据所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物；步骤S300当所述传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
在上述技术方案中，通过若干个距离传感器的组合检测，可以在机器人的各种行走状态中检测障碍物，实现全方位的扫描覆盖。该方案原理简单，易实施，且由于传感器数量有限，同步降低了成本。
进一步，所述步骤S200包括：步骤S210当前的行走状态为前进时，选择由前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；步骤S211当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于第一前进预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；步骤S212当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一前进预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；步骤S213当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二前进预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；步骤S214当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二前进预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
进一步，所述第一前进预设值等于第一前进预设理论值加预设的第一余量值；根据公式(1)计算所述第一前进预设理论值：
Figure BDA0001555443740000051
其中，r为参考圆的半径，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离，w3为所述前左侧距离传感器与所述前右侧距离传感器之间的距离；
所述第二前进预设值等于第二前进预设理论值加预设的第一余量值；根据公式(2)计算所述第二前进预设理论值：
Figure BDA0001555443740000052
其中，r为参考圆的半径，w1为所述底盘的第三端与所述底盘的第四端之间的距离。
在上述技术方案中，解决了机器人前进过程中的障碍物检测，为全方位的障碍物检测提供了一种行走状态下的保障。
进一步，所述步骤S200包括：步骤S220当前的行走状态为后退时，选择由中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合；步骤S221当后中部距离传感器测得的距离值小于等于第一后退预设值时，则认为所述后中部距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；步骤S222当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二后退预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；步骤S223当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二后退预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
进一步，所述第一后退预设值等于第一后退预设理论值加预设的第一余量值；根据公式(3)计算所述第一后退预设理论值：
Figure BDA0001555443740000061
其中，r为参考圆的半径，L1为所述底盘的第二端与所述底盘的第一端之间的距离，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离；
所述第二后退预设值等于第二后退预设理论值加预设的第一余量值；根据公式(4)计算所述第二后退预设理论值：
Figure BDA0001555443740000062
其中，r为参考圆的半径。
在上述技术方案中，解决了机器人后退过程中的障碍物检测，为全方位的障碍物检测提供了一种行走状态下的保障。
进一步，所述步骤S200包括：步骤S230当前的行走状态为左转时，选择由前右侧距离传感器、中左侧距离传感器组成的距离传感器组合；步骤S231当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于第一转向预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；步骤S232当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二转向预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；或者，所述步骤S200包括：步骤S233当前的行走状态为右转时，选择由前左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；步骤S234当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一转向预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；步骤S235当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二转向预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
进一步，所述第一转向预设值等于第一转向预设理论值加预设的第二余量值；根据公式(5)计算所述第一转向预设理论值：
Figure BDA0001555443740000071
其中，r为参考圆的半径，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离，w3为所述前左侧距离传感器与所述前右侧距离传感器之间的距离；
所述第二转向预设值等于第二转向预设理论值加预设的第二余量值；根据公式(6)计算所述第二转向预设理论值：
Figure BDA0001555443740000072
其中，r为参考圆的半径，w1为所述底盘的第三端与所述底盘的第四端之间的距离。
在上述技术方案中，解决了机器人左转和右转过程中的障碍物检测，为全方位的障碍物检测提供了两种行走状态下的保障。
通过本发明提供的一种用于机器人的障碍物检测系统及方法，能够带来以下有益效果：通过采用少量距离传感器，完成全方位的障碍物扫描覆盖，降低了成本。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种用于机器人的障碍物检测系统及方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明的一种用于机器人的障碍物检测系统的一个实施例的底盘结构示意图；
图2是本发明的一种用于机器人的障碍物检测系统的另一个实施例的结构示意图；
图3是本发明的一种用于机器人的障碍物检测系统的另一个实施例的底盘结构示意图；
图4是本发明的一种用于机器人的障碍物检测方法的一个实施例的流程图；
图5是本发明的一种用于机器人的障碍物检测方法的另一个实施例的流程图。
附图标号说明：
1.底盘，2.参考圆，3.前左侧距离传感器，4.前右侧距离传感器，5.中左侧距离传感器，6.中右侧距离传感器，7.后中部距离传感器，8.切线一，9.切线二，10.主轮，11.辅助轮，12.切线三，13.切线四，110.采集模块，120.选择模块，130.判断模块。
具体实施方式
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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，一种用于机器人的障碍物检测系统，包括：
底盘1，所述底盘1上设有两个辅助轮11和两个主轮10，所述主轮10靠近所述底盘1的第二端；
所述底盘1上还设有前左侧距离传感器3、前右侧距离传感器4、中左侧距离传感器5、中右侧距离传感器6和后中部距离传感器7；
所述前左侧距离传感器3和所述前右侧距离传感器4位于所述底盘1的第一端，所述第一端与所述第二端相对；
所述中左侧距离传感器5位于所述底盘1的第三端，所述中右侧距离传感器6位于所述底盘1的第四端，所述第三端与所述第四端相对，且所述第三端与所述第一端互相垂直；
所述后中部距离传感器7位于所述第二端，所述后中部距离传感器7与所述中左侧距离传感器5的距离和所述后中部距离传感器7与所述中右侧距离传感器6的距离相同，所述后中部距离传感器7与所述前左侧距离传感器3的距离和所述后中部距离传感器7与所述前右侧距离传感器4的距离相同；
所述前左侧距离传感器3发出的中心射线与参考中心线成第一预设角度a1，所述前右侧距离传感器4发出的中心射线与参考中心线成第二预设角度a2；
其中，所述参考中心线为两个主轮10连线的中心点与底盘1的中心点的连线。
具体的，所述机器人为轮式机器人，有一个底盘，靠轮子完成行走功能。在底盘的后方有两个主轮，在底盘的前方有两个辅助轮，主轮靠近底盘的第二端。
底盘上还设有5个传感器，分别是前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器和后中部距离传感器。前左侧距离传感器和前右侧距离传感器位于底盘的第一端，第一端与第二端相对。中左侧距离传感器位于底盘的第三端，在第三端中部偏上安装；中右侧距离传感器位于底盘的第四端，在第四端中部偏上安装；第三端与第四端相对，且第三端与第一端互相垂直。后中部距离传感器位于第二端，在底盘后面居中位置安装；后中部距离传感器与中左侧距离传感器之间的距离，等于后中部距离传感器与中右侧距离传感器之间的距离；后中部距离传感器与前左侧距离传感器之间的距离，等于后中部距离传感器与前右侧距离传感器之间的距离。前左侧距离传感器发出的中心射线与参考中心线成第一预设角度a1，比如a1为45°；前右侧距离传感器发出的中心射线与参考中心线成第二预设角度a2，比如a2为45°。
距离传感器包括红外测距传感器、超声测距传感器，所用距离传感器可以是其中一种，也可以是两种的混合，因红外测距传感器性能更稳定，部署在底盘前方的前左侧距离传感器、前右侧距离传感器建议优选红外测距传感器。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，一种用于机器人的障碍物检测系统，包括：
采集模块110，用于在机器人的行走过程中，采集各距离传感器的测量值；
选择模块120，与所述采集模块110电连接，用于根据当前的行走状态，选择对应的距离传感器组合；
判断模块130，与所述选择模块120电连接，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物；以及，当所述传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
具体的，所述机器人为轮式机器人，有一个底盘，靠轮子完成行走功能。
本实施例针对的底盘结构，如图1所示，机器人有5个距离传感器，分别是前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器和后中部距离传感器。前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合用于检测前进过程中的障碍物，中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合用于检测后退过程中的障碍物，前右侧距离传感器、中左侧距离传感器组成的距离传感器组合用于检测左转过程中的障碍物，前左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合用于检测右转过程中的障碍物。机器人在行走过程中，采集5个距离传感器的测量值。机器人的行走状态包括前进、后退、左转、右转，假设当前的行走状态为前进，则选择前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器的测量值，根据前左侧距离传感器的测量值，判断在前左侧距离传感器在前进状态下的预设范围内是否检测到障碍物，然后再依次对前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器的测量值分别进行检测；根据这4个距离传感器的检测结果，如果该距离传感器组合中至少有一个距离传感器检测到障碍物，则认为所述机器人在前进的过程中检测到障碍物。类似前进过程中的处理方法，机器人在后退的过程中，则根据中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器的检测结果来判断，是否检测到障碍物；机器人在左转的过程中，则根据前右侧距离传感器、中左侧距离传感器的检测结果来判断，是否检测到障碍物；机器人在右转的过程中，则根据前左侧距离传感器、中右侧距离传感器的检测结果来判断，是否检测到障碍物；如此，进行全方位的障碍物检测。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，一种用于机器人的障碍物检测系统，包括：
采集模块110，用于在机器人的行走过程中，采集各距离传感器的测量值；
选择模块120，与所述采集模块110电连接，用于当前的行走状态为前进时，选择由前左侧距离传感器3、前右侧距离传感器4、中左侧距离传感器5、中右侧距离传感器6组成的距离传感器组合；
判断模块130，与所述选择模块120电连接，用于当前左侧距离传感器3测得的距离值小于等于第一前进预设值时，则认为所述前左侧距离传感器3在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当前右侧距离传感器4测得的距离值小于等于所述第一前进预设值时，则认为所述前右侧距离传感器4在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中左侧距离传感器5测得的距离值小于等于第二前进预设值时，则认为所述中左侧距离传感器5在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中右侧距离传感器测6得的距离值小于等于所述第二前进预设值时，则认为所述中右侧距离传感器6在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当所述前左侧距离传感器3、前右侧距离传感器4、中左侧距离传感器5、中右侧距离传感器6组成的距离传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
或者，所述选择模块120，用于当前的行走状态为后退时，选择由中左侧距离传感器5、中右侧距离传感器6、后中部距离传感器7组成的距离传感器组合；所述判断模块130，用于当后中部距离传感器7测得的距离值小于等于第一后退预设值时，则认为所述后中部距离传感器7在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中左侧距离传感器5测得的距离值小于等于第二后退预设值时，则认为所述中左侧距离传感器5在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中右侧距离传感器6测得的距离值小于等于所述第二后退预设值时，则认为所述中右侧距离传感器6在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当所述由中左侧距离传感器5、中右侧距离传感器6、后中部距离传感器7组成的距离传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
或者，所述选择模块120，用于当前的行走状态为左转时，选择由前右侧距离传感器4、中左侧距离传感器5组成的距离传感器组合；所述判断模块130，用于当前右侧距离传感器4测得的距离值小于等于第一转向预设值时，则认为所述前右侧距离传感器4在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中左侧距离传感器5测得的距离值小于等于第二转向预设值时，则认为所述中左侧距离传感器5在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当所述由前右侧距离传感器4、中左侧距离传感器5组成的距离传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
或者，所述选择模块120，用于当前的行走状态为右转时，选择由前左侧距离传感器3、中右侧距离传感器6组成的距离传感器组合；所述判断模块130，用于当前左侧距离传感器3测得的距离值小于等于所述第一转向预设值时，则认为所述前左侧距离传感器3在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中右侧距离传感器6测得的距离值小于等于所述第二转向预设值时，则认为所述中右侧距离传感器6在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当所述由前左侧距离传感器3、中右侧距离传感器6组成的距离传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
具体的，相对前一个实施例，本实施例针对的底盘结构，如图3所示，所述底盘上的两个辅助轮、两个主轮、若干个距离传感器都是按左右对称分布，参考圆2是以两个主轮的中心为圆心，以r为半径所作的圆；切线一8和切线四13分别与两个主轮的中心线成45°，切线二9和切线三12分别与两个主轮的中心线成45°。图3中除了底盘、主轮、辅助轮和距离传感器为实体装置外，其他都是为了解释计算方式而画的示意性线条。
所述底盘上有5个距离传感器，分别是前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器。由前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人前进过程中的障碍物；由中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人后退过程中的障碍物；由前右侧距离传感器、中左侧距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人左转过程中的障碍物；由前左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人右转过程中的障碍物。
若当前的行走状态为前进时，先根据前左侧距离传感器测得的距离值，判断在前左侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；前左侧距离传感器的预设范围为[0,d1线段长度+预设的第一余量值]，d1线段长度即前左侧距离传感器的射线到切线二的距离。
如果前左侧距离传感器测得的距离值小于等于第一前进预设值时，则认为前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。所述第一前进预设值，为d1线段长度加预设的第一余量值。
再根据前右侧距离传感器测得的距离值，判断在前右侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；前右侧距离传感器的预设范围为[0,d2线段长度+预设的第一余量值]，d2线段长度即前右侧距离传感器的射线到切线一的距离。
再根据中左侧距离传感器测得的距离值，判断在中左侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；中左侧距离传感器的预设范围为[0,d3线段长度+预设的第一余量值]，d3线段长度即中左侧距离传感器的射线到切线一的距离。
再根据中右侧距离传感器测得的距离值，判断在中右侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；中右侧距离传感器的预设范围为[0,d4线段长度+预设的第一余量值]，d4线段长度即中右侧距离传感器的射线到切线二的距离。
根据前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器的检测结果，如果这个距离传感器组合中至少有一个传感器检测到障碍物，则认为所述机器人在前进的过程中检测到障碍物。如果有1个传感器在对应的预设范围内检测到障碍物，还可以报警提示。
若当前的行走状态为后退时，选择由中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人后退过程中的障碍物。先根据中左侧距离传感器测得的距离值，判断在中左侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；中左侧距离传感器的预设范围为[0,d5线段长度+预设的第一余量值]，d5线段长度即中左侧距离传感器的射线到切线三的距离。
再根据中右侧距离传感器测得的距离值，判断在中右侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；中右侧距离传感器的预设范围为[0,d6线段长度+预设的第一余量值]，d6线段长度即中右侧距离传感器的射线到切线四的距离。
再根据后中部距离传感器测得的距离值，判断在后中部距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；后中部距离传感器的预设范围为[0,d7线段长度+预设的第一余量值]，d7线段长度即后中部距离传感器的射线到切线三切线四的交点的距离。
根据中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器的检测结果，如果这个距离传感器组合中至少有一个传感器检测到障碍物，则认为所述机器人在前进的过程中检测到障碍物。
机器人在左转的过程中、机器人在右转的过程中，分别按上述方法，进行判断。
因底盘上的若干个距离传感器都是按左右对称分布，第一预设角度a1为45°，第二预设角度a2为45°，所以d1线段长度等于d2线段长度，d3线段长度等于d4线段长度，d5线段长度等于d6线段长度。
第一前进预设理论值，根据公式(1)计算得到，即为d1线段或d2线段的长度值；第一前进预设值是在第一前进预设理论值上增加预设的第一余量值计算得到，预设的第一余量值根据测量和机器人缓停带来的误差来设定，比如，为(r/7+r/3)，其中r为参考圆的半径，
Figure BDA0001555443740000151
第二前进预设理论值，根据公式(2)计算得到，即为d3线段或d4线段的长度值；第二前进预设值是在第二前进预设理论值上增加预设的第一余量值计算得到。
第一后退预设理论值，根据公式(3)计算得到，即为d7线段长度值；第一后退预设值是在第一后退预设理论值上增加预设的第一余量值计算得到。
第二后退预设理论值，根据公式(4)计算得到，即为d5线段或d6线段的长度值；第二后退预设值是在第二后退预设理论值上增加预设的第一余量值计算得到。
第一转向预设理论值，根据公式(5)计算得到，即为d1线段或d2线段的长度值；第一转向预设值是在第一转向预设理论值上增加预设的第二余量值计算得到。第二转向预设理论值，根据公式(6)计算得到，即为d3线段或d4线段的长度值；第二转向预设值是在第二转向预设理论值上增加预设的第二余量值计算得到，因机器人左转、右转的速度相对于机器人前进、后退的速度慢些，所以在考虑预设的第二余量值的设定时，因机器人缓停带来的误差可以忽略，可以仅根据测量误差来设定，比如，为r/7，其中r为参考圆的半径。
在本发明的另一个实施例中，如图4所示，一种用于机器人的障碍物检测方法，包括：
步骤S100在机器人的行走过程中，采集各距离传感器的测量值；
步骤S200根据当前的行走状态，选择对应的距离传感器组合，并分别根据所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物；
步骤S300当所述传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
具体的，所述机器人为轮式机器人，有一个底盘，靠轮子完成行走功能。
本实施例针对的底盘结构，如图1所示，机器人有5个距离传感器，分别是前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器和后中部距离传感器。前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合用于检测前进过程中的障碍物，中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合用于检测后退过程中的障碍物，前右侧距离传感器、中左侧距离传感器组成的距离传感器组合用于检测左转过程中的障碍物，前左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合用于检测右转过程中的障碍物。机器人在行走过程中，采集5个距离传感器的测量值。机器人的行走状态包括前进、后退、左转、右转，假设当前的行走状态为前进，则选择前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器的测量值，根据前左侧距离传感器的测量值，判断在前左侧距离传感器在前进状态下的预设范围内是否检测到障碍物，然后再依次对前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器的测量值分别进行检测；根据这4个距离传感器的检测结果，如果该距离传感器组合中至少有一个距离传感器检测到障碍物，则认为所述机器人在前进的过程中检测到障碍物。类似前进过程中的处理方法，机器人在后退的过程中，则根据中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器的检测结果来判断，是否检测到障碍物；机器人在左转的过程中，则根据前右侧距离传感器、中左侧距离传感器的检测结果来判断，是否检测到障碍物；机器人在右转的过程中，则根据前左侧距离传感器、中右侧距离传感器的检测结果来判断，是否检测到障碍物；如此，进行全方位的障碍物检测。
在本发明的另一个实施例中，如图5所示，一种用于机器人的障碍物检测方法，包括：
步骤S100在机器人的行走过程中，采集各距离传感器的测量值；
步骤S200根据当前的行走状态，选择对应的距离传感器组合，并分别根据所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物；
步骤S300当所述传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
其中，步骤S200具体的包括：
步骤S210当前的行走状态为前进时，选择由前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；
步骤S211当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于第一前进预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S212当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一前进预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S213当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二前进预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S214当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二前进预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
所述第一前进预设值等于第一前进预设理论值加预设的第一余量值；根据公式(1)计算所述第一前进预设理论值：
Figure BDA0001555443740000181
其中，r为参考圆的半径，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离，w3为所述前左侧距离传感器与所述前右侧距离传感器之间的距离；
所述第二前进预设值等于第二前进预设理论值加预设的第一余量值；根据公式(2)计算所述第二前进预设理论值：
Figure BDA0001555443740000182
其中，r为参考圆的半径，w1为所述底盘的第三端与所述底盘的第四端之间的距离。
或者，步骤S200包括：
步骤S220当前的行走状态为后退时，选择由中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合；
步骤S221当后中部距离传感器测得的距离值小于等于第一后退预设值时，则认为所述后中部距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S222当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二后退预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S223当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二后退预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
所述第一后退预设值等于第一后退预设理论值加预设的第一余量值；根据公式(3)计算所述第一后退预设理论值：
Figure BDA0001555443740000191
其中，r为参考圆的半径，L1为所述底盘的第二端与所述底盘的第一端之间的距离，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离；
所述第二后退预设值等于第二后退预设理论值加预设的第一余量值；根据公式(4)计算所述第二后退预设理论值：
Figure BDA0001555443740000192
其中，r为参考圆的半径。
或者，步骤S200包括：
步骤S230当前的行走状态为左转时，选择由前右侧距离传感器、中左侧距离传感器组成的距离传感器组合；
步骤S231当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于第一转向预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S232当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二转向预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
或者，步骤S200包括：
步骤S233当前的行走状态为右转时，选择由前左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；
步骤S234当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一转向预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S235当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二转向预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
其中，所述第一转向预设值等于第一转向预设理论值加预设的第二余量值；根据公式(5)计算所述第一转向预设理论值：
Figure BDA0001555443740000201
其中，r为参考圆的半径，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离，w3为所述前左侧距离传感器与所述前右侧距离传感器之间的距离；
所述第二转向预设值等于第二转向预设理论值加预设的第二余量值；根据公式(6)计算所述第二转向预设理论值：
Figure BDA0001555443740000202
其中，r为参考圆的半径，w1为所述底盘的第三端与所述底盘的第四端之间的距离。
具体的，相对前一个实施例，本实施例针对的底盘结构，如图3所示，所述底盘上的两个辅助轮、两个主轮、若干个距离传感器都是按左右对称分布，参考圆2是以两个主轮的中心为圆心，以r为半径所作的圆；切线一8和切线四13分别与两个主轮的中心线成45°，切线二9和切线三12分别与两个主轮的中心线成45°。图3中除了底盘、主轮、辅助轮和距离传感器为实体装置外，其他都是为了解释计算方式而画的示意性线条。
所述底盘上有5个距离传感器，分别是前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器。由前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人前进过程中的障碍物；由中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人后退过程中的障碍物；由前右侧距离传感器、中左侧距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人左转过程中的障碍物；由前左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人右转过程中的障碍物。
若当前的行走状态为前进时，先根据前左侧距离传感器测得的距离值，判断在前左侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；前左侧距离传感器的预设范围为[0,d1线段长度+预设的第一余量值]，d1线段长度即前左侧距离传感器的射线到切线二的距离。
如果前左侧距离传感器测得的距离值小于等于第一前进预设值时，则认为前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。所述第一前进预设值，为d1线段长度加预设的第一余量值。
再根据前右侧距离传感器测得的距离值，判断在前右侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；前右侧距离传感器的预设范围为[0,d2线段长度+预设的第一余量值]，d2线段长度即前右侧距离传感器的射线到切线一的距离。
再根据中左侧距离传感器测得的距离值，判断在中左侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；中左侧距离传感器的预设范围为[0,d3线段长度+预设的第一余量值]，d3线段长度即中左侧距离传感器的射线到切线一的距离。
再根据中右侧距离传感器测得的距离值，判断在中右侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；中右侧距离传感器的预设范围为[0,d4线段长度+预设的第一余量值]，d4线段长度即中右侧距离传感器的射线到切线二的距离。
根据前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器的检测结果，如果这个距离传感器组合中至少有一个传感器检测到障碍物，则认为所述机器人在前进的过程中检测到障碍物。如果有1个传感器在对应的预设范围内检测到障碍物，还可以报警提示。
若当前的行走状态为后退时，选择由中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合，用于检测机器人后退过程中的障碍物。先根据中左侧距离传感器测得的距离值，判断在中左侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；中左侧距离传感器的预设范围为[0,d5线段长度+预设的第一余量值]，d5线段长度即中左侧距离传感器的射线到切线三的距离。
再根据中右侧距离传感器测得的距离值，判断在中右侧距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；中右侧距离传感器的预设范围为[0,d6线段长度+预设的第一余量值]，d6线段长度即中右侧距离传感器的射线到切线四的距离。
再根据后中部距离传感器测得的距离值，判断在后中部距离传感器的预设范围内是否检测到障碍物；后中部距离传感器的预设范围为[0,d7线段长度+预设的第一余量值]，d7线段长度即后中部距离传感器的射线到切线三切线四的交点的距离。
根据中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器的检测结果，如果这个距离传感器组合中至少有一个传感器检测到障碍物，则认为所述机器人在前进的过程中检测到障碍物。
机器人在左转的过程中、机器人在右转的过程中，分别按上述方法，进行判断。
因底盘上的若干个距离传感器都是按左右对称分布，第一预设角度a1为45°，第二预设角度a2为45°，所以d1线段长度等于d2线段长度，d3线段长度等于d4线段长度，d5线段长度等于d6线段长度。
第一前进预设理论值，根据公式(1)计算得到，即为d1线段或d2线段的长度值；第一前进预设值是在第一前进预设理论值上增加预设的第一余量值计算得到，预设的第一余量值根据测量和机器人缓停带来的误差来设定，比如，为(r/7+r/3)，其中r为参考圆的半径，
Figure BDA0001555443740000221
第二前进预设理论值，根据公式(2)计算得到，即为d3线段或d4线段的长度值；第二前进预设值是在第二前进预设理论值上增加预设的第一余量值计算得到。
第一后退预设理论值，根据公式(3)计算得到，即为d7线段长度值；第一后退预设值是在第一后退预设理论值上增加预设的第一余量值计算得到。
第二后退预设理论值，根据公式(4)计算得到，即为d5线段或d6线段的长度值；第二后退预设值是在第二后退预设理论值上增加预设的第一余量值计算得到。
第一转向预设理论值，根据公式(5)计算得到，即为d1线段或d2线段的长度值；第一转向预设值是在第一转向预设理论值上增加预设的第二余量值计算得到。第二转向预设理论值，根据公式(6)计算得到，即为d3线段或d4线段的长度值；第二转向预设值是在第二转向预设理论值上增加预设的第二余量值计算得到，因机器人左转、右转的速度相对于机器人前进、后退的速度慢些，所以在考虑预设的第二余量值的设定时，因机器人缓停带来的误差可以忽略，可以仅根据测量误差来设定，比如，为r/7，其中r为参考圆的半径。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于机器人的障碍物检测系统，其特征在于，包括：
底盘，所述底盘上设有两个辅助轮和两个主轮，所述主轮靠近所述底盘的第二端；
所述底盘上还设有前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器和后中部距离传感器；
所述前左侧距离传感器和所述前右侧距离传感器位于所述底盘的第一端，所述第一端与所述第二端相对；
所述中左侧距离传感器位于所述底盘的第三端，所述中右侧距离传感器位于所述底盘的第四端，所述第三端与所述第四端相对，且所述第三端与所述第一端互相垂直；
所述后中部距离传感器位于所述第二端，所述后中部距离传感器与所述中左侧距离传感器的距离和所述后中部距离传感器与所述中右侧距离传感器的距离相同，所述后中部距离传感器与所述前左侧距离传感器的距离和所述后中部距离传感器与所述前右侧距离传感器的距离相同；
所述前左侧距离传感器发出的中心射线与参考中心线成第一预设角度，所述前右侧距离传感器发出的中心射线与参考中心线成第二预设角度；
其中，所述参考中心线为两个主轮连线的中心点与底盘的中心点的连线；
还包括：
采集模块，用于在机器人的行走过程中，采集各距离传感器的测量值；
选择模块，与所述采集模块电连接，用于根据当前的行走状态，选择对应的距离传感器组合；
判断模块，与所述选择模块电连接，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物；以及，当所述传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物；
所述选择模块，还用于当前的行走状态为前进时，选择由前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；
所述判断模块，还用于当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于第一前进预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一前进预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二前进预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二前进预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
其中，所述第一前进预设值等于第一前进预设理论值加预设的第一余量值；
根据以下公式计算所述第一前进预设理论值：
Figure FDA0002947608410000021
其中，r为参考圆的半径，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离，w3为所述前左侧距离传感器与所述前右侧距离传感器之间的距离；
所述第二前进预设值等于第二前进预设理论值加预设的第一余量值；
根据以下公式计算所述第二前进预设理论值：
Figure FDA0002947608410000022
其中，r为参考圆的半径，w1为所述底盘的第三端与所述底盘的第四端之间的距离。
2.根据权利要求1所述的用于机器人的障碍物检测系统，其特征在于：
所述选择模块，用于根据当前的行走状态选择对应的距离传感器组合包括：所述选择模块，用于当前的行走状态为后退时，选择由中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合；
所述判断模块，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物包括：所述判断模块，用于当后中部距离传感器测得的距离值小于等于第一后退预设值时，则认为所述后中部距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二后退预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二后退预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
3.根据权利要求1所述的用于机器人的障碍物检测系统，其特征在于：
所述选择模块，用于根据当前的行走状态选择对应的距离传感器组合包括：所述选择模块，用于当前的行走状态为左转时，选择由前右侧距离传感器、中左侧距离传感器组成的距离传感器组合；所述判断模块，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物包括：所述判断模块，用于当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于第一转向预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二转向预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
或者，所述选择模块，用于根据当前的行走状态选择对应的距离传感器组合包括：所述选择模块，用于当前的行走状态为右转时，选择由前左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；所述判断模块，用于分别根据对所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物包括：所述判断模块，用于当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一转向预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；以及，当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二转向预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
4.一种用于机器人的障碍物检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任意一项所述的用于机器人的障碍物检测系统，包括：
步骤S100在机器人的行走过程中，采集各距离传感器的测量值；
步骤S200根据当前的行走状态，选择对应的距离传感器组合，并分别根据所述距离传感器组合中的每个距离传感器各自对应的测量值判断在各自对应的预设范围内是否检测到障碍物；
步骤S300当所述传感器组合中存在至少一个距离传感器检测到障碍物时，则认为所述机器人检测到障碍物。
5.根据权利要求4所述的用于机器人的障碍物检测方法，其特征在于，所述步骤S200包括：
步骤S210当前的行走状态为前进时，选择由前左侧距离传感器、前右侧距离传感器、中左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；
步骤S211当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于第一前进预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S212当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一前进预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S213当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二前进预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S214当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二前进预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
6.根据权利要求5所述的用于机器人的障碍物检测方法，其特征在于：
所述第一前进预设值等于第一前进预设理论值加预设的第一余量值；
根据公式(1)计算所述第一前进预设理论值：
Figure FDA0002947608410000051
其中，r为参考圆的半径，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离，w3为所述前左侧距离传感器与所述前右侧距离传感器之间的距离；
所述第二前进预设值等于第二前进预设理论值加预设的第一余量值；
根据公式(2)计算所述第二前进预设理论值：
Figure FDA0002947608410000052
其中，r为参考圆的半径，w1为所述底盘的第三端与所述底盘的第四端之间的距离。
7.根据权利要求4所述的用于机器人的障碍物检测方法，其特征在于，所述步骤S200包括：
步骤S220当前的行走状态为后退时，选择由中左侧距离传感器、中右侧距离传感器、后中部距离传感器组成的距离传感器组合；
步骤S221当后中部距离传感器测得的距离值小于等于第一后退预设值时，则认为所述后中部距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S222当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二后退预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S223当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二后退预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
8.根据权利要求7所述的用于机器人的障碍物检测方法，其特征在于：
所述第一后退预设值等于第一后退预设理论值加预设的第一余量值；
根据公式(3)计算所述第一后退预设理论值：
Figure FDA0002947608410000061
其中，r为参考圆的半径，L1为所述底盘的第二端与所述底盘的第一端之间的距离，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离；
所述第二后退预设值等于第二后退预设理论值加预设的第一余量值；
根据公式(4)计算所述第二后退预设理论值：
Figure FDA0002947608410000062
其中，r为参考圆的半径。
9.根据权利要求4所述的用于机器人的障碍物检测方法，其特征在于，
所述步骤S200包括：
步骤S230当前的行走状态为左转时，选择由前右侧距离传感器、中左侧距离传感器组成的距离传感器组合；
步骤S231当前右侧距离传感器测得的距离值小于等于第一转向预设值时，则认为所述前右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S232当中左侧距离传感器测得的距离值小于等于第二转向预设值时，则认为所述中左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
或者，所述步骤S200包括：
步骤S233当前的行走状态为右转时，选择由前左侧距离传感器、中右侧距离传感器组成的距离传感器组合；
步骤S234当前左侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第一转向预设值时，则认为所述前左侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物；
步骤S235当中右侧距离传感器测得的距离值小于等于所述第二转向预设值时，则认为所述中右侧距离传感器在对应的预设范围内检测到障碍物。
10.根据权利要求9所述的用于机器人的障碍物检测方法，其特征在于：
所述第一转向预设值等于第一转向预设理论值加预设的第二余量值；
根据公式(5)计算所述第一转向预设理论值：
Figure FDA0002947608410000071
其中，r为参考圆的半径，L2为所述底盘的两个后轮的中心线与所述底盘的第一端之间的距离，w3为所述前左侧距离传感器与所述前右侧距离传感器之间的距离；
所述第二转向预设值等于第二转向预设理论值加预设的第二余量值；
根据公式(6)计算所述第二转向预设理论值：
Figure FDA0002947608410000072
其中，r为参考圆的半径，w1为所述底盘的第三端与所述底盘的第四端之间的距离。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111469132B (zh) * 2020-06-28 2020-09-22 北京京仪自动化装备技术有限公司 机械手组件及其控制方法
CN112401752B (zh) * 2020-11-04 2022-05-17 北京石头创新科技有限公司 一种检测未知障碍物的方法、装置、介质和电子设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3660042B2 (ja) * 1996-02-01 2005-06-15 富士重工業株式会社 清掃ロボットの制御方法
JP3703689B2 (ja) * 2000-06-01 2005-10-05 三菱電機株式会社 支障物検知装置及び支障物検知システム
US20070213911A1 (en) * 2006-03-09 2007-09-13 Ford Global Technologies, Llc Trailbraking
KR100822064B1 (ko) * 2006-06-05 2008-04-15 현웅근 로봇 및 이를 이용한 이차원 실내 지형 지도 작성방법
WO2009011542A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Lg Electronics Inc. Mobile robot and controlling method thereof
US9085203B2 (en) * 2013-07-29 2015-07-21 Deere & Company Tire load sensing system
CN105487536A (zh) * 2014-10-13 2016-04-13 北京自动化控制设备研究所 一种移动机器人的低成本自主避障方法
CN105182971A (zh) * 2015-08-21 2015-12-23 河海大学常州校区 一种室内环境下服务机器人的避障方法
CN105068557A (zh) * 2015-08-24 2015-11-18 铜陵学院 一种全自动四轮双核中速灭火机器人伺服控制器
CN204925797U (zh) * 2015-09-10 2015-12-30 珠海市一微半导体有限公司 机器人障碍物检测系统
CN106054889B (zh) * 2016-06-28 2019-05-10 深圳市三宝创新智能有限公司 一种机器人自主避障方法和装置
CN206096938U (zh) * 2016-10-18 2017-04-12 浙江大学城市学院 一种具有双向行驶特征的智能小车
CN106313056B (zh) * 2016-10-26 2019-04-30 重庆大学 扫雪机器人障碍物检测方法
CN107065870A (zh) * 2017-03-31 2017-08-18 深圳诺欧博智能科技有限公司 移动机器人自主导航系统及方法

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