CN109910008A - 用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统和预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统和预警方法，预警系统由基础图形单元、配置单元、存储单元、侦测单元、图形绘制单元和预警显示单元组成；预警方法包括通过基础图形单元建立极坐标系、接收用户输入数据形成配置文件、通过侦测单元扫描获取雷达扫描得到的障碍物属性数据、在极坐标系以内绘制出防区图形和障碍物图形，通过向用户显示防区图形和障碍物图形向用户提出预警。采用本发明的技术方案，通过建立用于与避障预警系统之间的会话接口，使用户能够按在自己的方式划分防区，在不同的使用条件下，大幅度节省系统消耗的资源，为机器人的安全运行奠定了基础。

Description

用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统和预警方法

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统和预警方法。

背景技术

激光雷达是一种常见的高精度测距传感器，具有测距精度高、受环境影响小、数据分辨率高等特点，目前已被广泛应用可移动机器人、无人机、机动车辆避障等领域。根据激光雷达的数据类型来划分，激光雷达主要有数据型激光雷达和避障型激光雷达。其中，数据型激光雷达的输出数据为传感器窗口内各个角度的障碍物距离信息；避障型激光雷达的输出数据为预设防区内是否有障碍物的布尔值。而在可移动的机器人上主要采用的是数据型激光雷达，机器人在移动前，首先需要对路径进行规划，在进行路径规划前，首先通过激光雷达扫描探测发现周边环境中的障碍物，而后将激光雷达输出数据接入安装在机器人操作系统以内的导航框架中，以便进行相应的路径规划运算，从而实现避障。采用这种方式进行路径规划时，当机器人通过第一次路径规划没有找到合适的路径时，就会在进行第二次路径规划时清除原来存储在导航框架以内的障碍物信息以后进行第二次路径规划，然而，由于障碍物仍然存在于原来的位置，当机器人移动时，就会有很大的概率蹭碰到障碍物，引起安全事故。而如果机器人上安装的是避障型激光雷达，目前，避障型激光雷达的输出数据为预设防区内是否有障碍物的布尔值，在这种情况下，避障型激光雷达会将机器人激光雷达扫描范围划分为几个预警区域，当预设预警区域中有障碍物时，相应的标志位被置位，采用这种方式时，激光雷达的分辨率由制造商决定，相应的预警区域的划分数量以及大小也由制造商决定，若预警区域划分数量过少或划分大小过大，都不利于机器人完全发现各个预警区域以内的障碍物，从而导致机器人有与障碍物发生碰撞的危险，引起安全事故。

发明内容

本发明实施例提供一种用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统和预警方法，所述预警系统包括基础图形单元、配置单元、存储单元、侦测单元、图形绘制单元和预警显示单元；所述避障预警系统安装于机器人之上，所述机器人之上还安装有数据型激光雷达；

基础图形单元：用于以所述激光雷达部署位置为极点，以当前激光雷达传感器发射激光束的方向为极轴建立极坐标系；

配置单元：用于接收来自于用户输入的防区数量数据，并根据用户输入的防区数量数据，建立相同数量的配置文件，再依次通过各个配置文件接收来自于用户输入的多个防区顶点坐标，待用户输入完毕之后，将所有配置文件发送给存储单元；

侦测单元：用于控制所述激光雷达运行，使所述激光雷达发射出激光束，使该激光束以所述激光雷达部署位置为圆心转动，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，建立一个相应的障碍物属性文件，通过该障碍物属性文件获取并记录障碍物上各个顶点在所述极坐标系以内的投影位置处的障碍物顶点坐标，待激光束转动一周之后，将所有障碍物属性文件发送给存储单元；

存储单元：用于接收并存储来自于配置单元的配置文件，还用于接收并存储来自于侦测单元的障碍物属性文件；

图形绘制单元：接收来自于所述存储单元以内的配置文件和障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的防区顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的防区顶点，再将每个配置文件对应的多个防区顶点依序连接成为一个封闭环状的防区图形；依次从各个障碍物属性文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的障碍物顶点，再将每个障碍物属性文件对应的多个障碍物顶点依序连接成为一个封闭环状的障碍物图形；

预警显示单元：用于接收来自于所述基础图形单元的极坐标系、接收来自于所述图形绘制单元的防区图形和障碍物图形，将所述极坐标系、防区图形和障碍物图形向用户显示。

所述机器人之上还安装有机器人操作系统，该机器人操作系统与所述避障预警系统之间建立有双向数据连接。

所述机器人操作系统是ROS机器人操作系统。

所述配置文件格式为xml。

所述避障预警系统还包括运算单元和滤波单元，所述配置单元还用于接收来自于用户输入的滤波器尺寸数据，并将该滤波器尺寸数据发送给滤波单元；

运算单元：用于接收来自于所述存储单元以内的障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，根据该障碍物顶点坐标计算得出每个障碍物属性文件所对应的障碍物图形面积数据；

滤波单元：接收来自于所述配置单元的滤波器尺寸数据和接收来自于运算单元的障碍物图形面积数据，将该滤波器尺寸数据与障碍物图形面积数据进行比较，当滤波器尺寸数据大于障碍物图形面积数据时，在所述极坐标系以内删除与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件；当滤波器尺寸数据小于障碍物图形面积数据时，将与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件发送给图形绘制单元。

此外，本发明还提供了一种用于数据型激光雷达机器人的避障预警方法，包括以下步骤：

步骤一：使用前述的用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统，所述避障预警方法包括基础图形单元、配置单元、存储单元、侦测单元、图形绘制单元和预警显示单元；所述避障预警系统安装于机器人之上，所述机器人之上还安装有数据型激光雷达；通过基础图形单元建立极坐标系，所述极坐标系以所述激光雷达部署位置为极点，以当前激光雷达传感器发射激光束的方向为极轴建立极坐标系；

步骤二：通过配置单元接收来自于用户输入的防区数量数据，并根据用户输入的防区数量数据，建立相同数量的配置文件，再依次通过各个配置文件接收来自于用户输入的多个防区顶点坐标，待用户输入完毕之后，将所有配置文件发送给存储单元；

步骤三：通过侦测单元控制所述激光雷达运行，使所述激光雷达发射出激光束，使该激光束以所述激光雷达部署位置为圆心转动，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，建立一个相应的障碍物属性文件，通过该障碍物属性文件获取并记录障碍物上各个顶点在所述极坐标系以内的投影位置处的障碍物顶点坐标，待激光束转动一周之后，将所有障碍物属性文件发送给存储单元；

步骤四：通过存储单元接收并存储来自于配置单元的配置文件，接收并存储来自于侦测单元的障碍物属性文件；

步骤五：通过图形绘制单元接收来自于所述存储单元以内的配置文件和障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的防区顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的防区顶点，再将每个配置文件对应的多个防区顶点依序连接成为一个封闭环状的防区图形；依次从各个障碍物属性文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的障碍物顶点，再将每个障碍物属性文件对应的多个障碍物顶点依序连接成为一个封闭环状的障碍物图形；

步骤六：通过预警显示单元接收来自于所述基础图形单元的极坐标系、接收来自于所述图形绘制单元的防区图形和障碍物图形，将所述极坐标系、防区图形和障碍物图形向用户显示。

所述避障预警方法还包括在步骤五之前进行以下步骤：

步骤1：所述避障预警系统还包括运算单元和滤波单元，通过所述配置单元接收来自于用户输入的滤波器尺寸数据，并将该滤波器尺寸数据发送给滤波单元；

步骤2：通过所述运算单元接收来自于所述存储单元以内的障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，根据该障碍物顶点坐标计算得出每个障碍物属性文件所对应的障碍物图形面积数据；

步骤3：通过滤波单元接收来自于所述配置单元的滤波器尺寸数据和接收来自于运算单元的障碍物图形面积数据，将该滤波器尺寸数据与障碍物图形面积数据进行比较，当滤波器尺寸数据大于障碍物图形面积数据时，在所述极坐标系以内删除与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件；当滤波器尺寸数据小于障碍物图形面积数据时，将与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件发送给图形绘制单元。

此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

所述计算机程序采用C++语言编写。

上述技术方案具有如下有益效果：采用本发明的技术方案，避障预警系统设置有与用户进行会话的会话接口，通过该会话接口，使用户可以按照自己的方式对预警区域即防区进行设置，从而能够根据机器人使用地点和使用条件的不同进行相应的路径规划，当障碍物较少，且障碍物尺寸较小可以忽略时，就可以采取相对简单的路径规划措施，从而节省系统功耗和资源，提高路径规划的速度。采用本发明的避障预警方法时，通过与机器人操作系统之间的数据连接，直接获取障碍物的位置、形状和外形尺寸等信息，并将其直接存储在避障预警系统内部的存储单元以内，使机器人所掌握的障碍物信息更准确，路径规划精度更高，若机器人在第一次路径规划时没有找到合适的路径，由于机器人无法对避障预警系统内部的存储单元进行管控，在第一次路径规划时获得的障碍物信息没有被删除，因此，可以使机器人所进行的第二次路径规划更可靠，保证机器人的安全移动，另外，由于具有第一次路径规划时所获得的障碍物信息为基础，为路径规划的操作过程节省了大量的系统资源，从而提高了机器人寻找合适路径的运算速度。

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，下面将对实施例或现有技术描述中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附图。

图1是本发明避障预警系统的功能框图；

图2是本发明避障预警方法的流程图。

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

如图1所示，本发明提供一种用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统，包括基础图形单元、配置单元、存储单元、侦测单元、图形绘制单元和预警显示单元；避障预警系统安装于机器人之上，机器人之上还安装有数据型激光雷达；

基础图形单元：用于以激光雷达部署位置为极点，以当前激光雷达传感器发射激光束的方向为极轴建立极坐标系；

配置单元：用于接收来自于用户输入的防区数量数据，并根据用户输入的防区数量数据，建立相同数量的配置文件，再依次通过各个配置文件接收来自于用户输入的多个防区顶点坐标，待用户输入完毕之后，将所有配置文件发送给存储单元；

侦测单元：用于控制激光雷达运行，使激光雷达发射出激光束，使该激光束以激光雷达部署位置为圆心转动，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，建立一个相应的障碍物属性文件，通过该障碍物属性文件获取并记录障碍物上各个顶点在极坐标系以内的投影位置处的障碍物顶点坐标，待激光束转动一周之后，将所有障碍物属性文件发送给存储单元；

存储单元：用于接收并存储来自于配置单元的配置文件，还用于接收并存储来自于侦测单元的障碍物属性文件；

图形绘制单元：接收来自于存储单元以内的配置文件和障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的防区顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的防区顶点，再将每个配置文件对应的多个防区顶点依序连接成为一个封闭环状的防区图形；依次从各个障碍物属性文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的障碍物顶点，再将每个障碍物属性文件对应的多个障碍物顶点依序连接成为一个封闭环状的障碍物图形；

预警显示单元：用于接收来自于基础图形单元的极坐标系、接收来自于图形绘制单元的防区图形和障碍物图形，将极坐标系、防区图形和障碍物图形向用户显示。

采用本发明的技术方案，避障预警系统设置有与用户进行会话的会话接口，通过该会话接口，使用户可以按照自己的方式对预警区域即防区进行设置，从而能够根据机器人使用地点和使用条件的不同进行相应的路径规划，当障碍物较少，且障碍物尺寸较小可以忽略时，就可以采取相对简单的路径规划措施，从而节省系统功耗和资源，提高路径规划的速度。采用本发明的避障预警方法时，通过与机器人操作系统之间的数据连接，直接获取障碍物的位置、形状和外形尺寸等信息，并将其直接存储在避障预警系统内部的存储单元以内，使机器人所掌握的障碍物信息更准确，路径规划精度更高，若机器人在第一次路径规划时没有找到合适的路径，由于机器人无法对避障预警系统内部的存储单元进行管控，在第一次路径规划时获得的障碍物信息没有被删除，因此，可以使机器人所进行的第二次路径规划更可靠，保证机器人的安全移动，另外，由于具有第一次路径规划时所获得的障碍物信息为基础，为路径规划的操作过程节省了大量的系统资源，从而提高了机器人寻找合适路径的运算速度。

进一步地，机器人之上还安装有机器人操作系统，该机器人操作系统与避障预警系统之间建立有双向数据连接。优选机器人操作系统是ROS机器人操作系统。配置文件格式为xml。近年来，ROS(Robot Operating System)操作系统在机器人控制领域的应用日益广泛，ROS操作系统是一个开放性的软件平台，绝大多数研究机构以及公司都依托于ROS来进行算法验证及开发，各个激光雷达制造商业都无一例外在机器人产品出厂时就提供了相应的ROS系统驱动包，因此，本发明通过采用与ROS操作系统相兼容的会话接口实现与用户的会话，能够兼容各种不同品牌的激光雷达产品，具有较强的通用性。

此外，避障预警系统还包括运算单元和滤波单元，配置单元还用于接收来自于用户输入的滤波器尺寸数据，并将该滤波器尺寸数据发送给滤波单元；

运算单元：用于接收来自于存储单元以内的障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，根据该障碍物顶点坐标计算得出每个障碍物属性文件所对应的障碍物图形面积数据；

滤波单元：接收来自于配置单元的滤波器尺寸数据和接收来自于运算单元的障碍物图形面积数据，将该滤波器尺寸数据与障碍物图形面积数据进行比较，当滤波器尺寸数据大于障碍物图形面积数据时，在极坐标系以内删除与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件；当滤波器尺寸数据小于障碍物图形面积数据时，将与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件发送给图形绘制单元。进一步地，数据型激光雷达的分辨率不低于0.28°。在使用激光雷达的过程中，收到使用环境的影响以及激光雷达硬件性能的影响，在经过激光雷达扫描区域范围内，并在相应的极坐标系以内的图形中出现噪点，噪点产生的原因往往是由于激光束在某一方面上出现了单个或几个相较于邻近正常数据点的距离突变点，采用本发明的技术方案，利用滤波单元可以很好地过滤掉这些噪点，从而提高避障预警系统的精度，防止出现误报警。

此外，如图2所示，本发明还提供了一种用于数据型激光雷达机器人的避障预警方法，包括以下步骤：

步骤一：使用前述的用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统，避障预警方法包括基础图形单元、配置单元、存储单元、侦测单元、图形绘制单元和预警显示单元；避障预警系统安装于机器人之上，机器人之上还安装有数据型激光雷达；通过基础图形单元建立极坐标系，极坐标系以激光雷达部署位置为极点，以当前激光雷达传感器发射激光束的方向为极轴建立极坐标系；

步骤二：通过配置单元接收来自于用户输入的防区数量数据，并根据用户输入的防区数量数据，建立相同数量的配置文件，再依次通过各个配置文件接收来自于用户输入的多个防区顶点坐标，待用户输入完毕之后，将所有配置文件发送给存储单元；

步骤三：通过侦测单元控制激光雷达运行，使激光雷达发射出激光束，使该激光束以激光雷达部署位置为圆心转动，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，建立一个相应的障碍物属性文件，通过该障碍物属性文件获取并记录障碍物上各个顶点在极坐标系以内的投影位置处的障碍物顶点坐标，待激光束转动一周之后，将所有障碍物属性文件发送给存储单元；

步骤四：通过存储单元接收并存储来自于配置单元的配置文件，接收并存储来自于侦测单元的障碍物属性文件；

步骤五：通过图形绘制单元接收来自于存储单元以内的配置文件和障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的防区顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的防区顶点，再将每个配置文件对应的多个防区顶点依序连接成为一个封闭环状的防区图形；依次从各个障碍物属性文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的障碍物顶点，再将每个障碍物属性文件对应的多个障碍物顶点依序连接成为一个封闭环状的障碍物图形；

步骤六：通过预警显示单元接收来自于基础图形单元的极坐标系、接收来自于图形绘制单元的防区图形和障碍物图形，将极坐标系、防区图形和障碍物图形向用户显示。预警显示单元将防区图形与障碍物图形进行比较，当防区图形和障碍物图形产生重叠时，建立预警文件，通过预警文件读取并记录下防区图形和障碍物图形的轮廓数据，再将该预警文件发送给配置单元，配置单元通过机器人操作系统向用户发出预警。

进一步地，避障预警方法还包括在步骤五之前进行以下步骤：

步骤1：避障预警系统还包括运算单元和滤波单元，通过配置单元接收来自于用户输入的滤波器尺寸数据，并将该滤波器尺寸数据发送给滤波单元；

步骤2：通过运算单元接收来自于存储单元以内的障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，根据该障碍物顶点坐标计算得出每个障碍物属性文件所对应的障碍物图形面积数据；

步骤3：通过滤波单元接收来自于配置单元的滤波器尺寸数据和接收来自于运算单元的障碍物图形面积数据，将该滤波器尺寸数据与障碍物图形面积数据进行比较，当滤波器尺寸数据大于障碍物图形面积数据时，在极坐标系以内删除与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件；当滤波器尺寸数据小于障碍物图形面积数据时，将与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件发送给图形绘制单元。

此外，在测试本发明提供避障预警系统时，采用由玩智商科技公司生产的激光雷达产品，该数据型激光雷达的分辨率为0.28°，当滤波器尺寸数据设置为3时，对于在极坐标系以内的噪点进行了有效抑制，取得了良好的效果，通过该滤波单元，可以将3m距离处长度小于2.93cm的障碍物或噪点滤除，所以，滤波单元的设置应根据用户所用的激光雷达等级以及防护安全需求来设置。当用户选用了高精度雷达或高端雷达时，滤波器尺寸数据可适当调小或直接设为0，此时，滤波单元将不会对雷达数据进行滤波。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述避障预警方法的步骤。优选计算机程序采用C++语言编写。采用本发明的技术方案，在使用C++语言编写实现本发明的避障预警方法时，存储单元可以使用C++语言中的vector容器来对配置文件和障碍物属性文件进行管理，vector容器的特性之一就是能够实现动态的“扩容”，在硬件内存存储容量足够的前提下，理论上vector容器可以存储无限多个配置文件，使用户能够具有极大的灵活性对机器人的避障路径规划进行相应的控制，以满足在不同场合、不同的使用条件下的使用需求。

Claims (9)

1.一种用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统，其特征在于：包括基础图形单元、配置单元、存储单元、侦测单元、图形绘制单元和预警显示单元；所述避障预警系统安装于机器人之上，所述机器人之上还安装有数据型激光雷达；

基础图形单元：用于以所述激光雷达部署位置为极点，以当前激光雷达传感器发射激光束的方向为极轴建立极坐标系；

配置单元：用于接收来自于用户输入的防区数量数据，并根据用户输入的防区数量数据，建立相同数量的配置文件，再依次通过各个配置文件接收来自于用户输入的多个防区顶点坐标，待用户输入完毕之后，将所有配置文件发送给存储单元；

侦测单元：用于控制所述激光雷达运行，使所述激光雷达发射出激光束，使该激光束以所述激光雷达部署位置为圆心转动，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，建立一个相应的障碍物属性文件，通过该障碍物属性文件获取并记录障碍物上各个顶点在所述极坐标系以内的投影位置处的障碍物顶点坐标，待激光束转动一周之后，将所有障碍物属性文件发送给存储单元；

存储单元：用于接收并存储来自于配置单元的配置文件，还用于接收并存储来自于侦测单元的障碍物属性文件；

图形绘制单元：接收来自于所述存储单元以内的配置文件和障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的防区顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的防区顶点，再将每个配置文件对应的多个防区顶点依序连接成为一个封闭环状的防区图形；依次从各个障碍物属性文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的障碍物顶点，再将每个障碍物属性文件对应的多个障碍物顶点依序连接成为一个封闭环状的障碍物图形；

预警显示单元：用于接收来自于所述基础图形单元的极坐标系、接收来自于所述图形绘制单元的防区图形和障碍物图形，将所述极坐标系、防区图形和障碍物图形向用户显示。

2.如权利要求1所述的用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统，其特征在于：所述机器人之上还安装有机器人操作系统，该机器人操作系统与所述避障预警系统之间建立有双向数据连接。

3.如权利要求2所述的用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统，其特征在于：所述机器人操作系统是ROS机器人操作系统。

4.如权利要求1所述的用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统，其特征在于：所述配置文件格式为xml。

5.如权利要求1所述的用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统，其特征在于：所述避障预警系统还包括运算单元和滤波单元，所述配置单元还用于接收来自于用户输入的滤波器尺寸数据，并将该滤波器尺寸数据发送给滤波单元；

运算单元：用于接收来自于所述存储单元以内的障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，根据该障碍物顶点坐标计算得出每个障碍物属性文件所对应的障碍物图形面积数据；

滤波单元：接收来自于所述配置单元的滤波器尺寸数据和接收来自于运算单元的障碍物图形面积数据，将该滤波器尺寸数据与障碍物图形面积数据进行比较，当滤波器尺寸数据大于障碍物图形面积数据时，在所述极坐标系以内删除与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件；当滤波器尺寸数据小于障碍物图形面积数据时，将与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件发送给图形绘制单元。

6.一种用于数据型激光雷达机器人的避障预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：使用如权利要求1至5任一项所述的用于数据型激光雷达机器人的避障预警系统，所述避障预警方法包括基础图形单元、配置单元、存储单元、侦测单元、图形绘制单元和预警显示单元；所述避障预警系统安装于机器人之上，所述机器人之上还安装有数据型激光雷达；通过基础图形单元建立极坐标系，所述极坐标系以所述激光雷达部署位置为极点，以当前激光雷达传感器发射激光束的方向为极轴建立极坐标系；

步骤二：通过配置单元接收来自于用户输入的防区数量数据，并根据用户输入的防区数量数据，建立相同数量的配置文件，再依次通过各个配置文件接收来自于用户输入的多个防区顶点坐标，待用户输入完毕之后，将所有配置文件发送给存储单元；

步骤三：通过侦测单元控制所述激光雷达运行，使所述激光雷达发射出激光束，使该激光束以所述激光雷达部署位置为圆心转动，通过该激光束对其周围区域进行扫描侦测，每当激光束侦测到障碍物时，建立一个相应的障碍物属性文件，通过该障碍物属性文件获取并记录障碍物上各个顶点在所述极坐标系以内的投影位置处的障碍物顶点坐标，待激光束转动一周之后，将所有障碍物属性文件发送给存储单元；

步骤四：通过存储单元接收并存储来自于配置单元的配置文件，接收并存储来自于侦测单元的障碍物属性文件；

步骤五：通过图形绘制单元接收来自于所述存储单元以内的配置文件和障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的防区顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的防区顶点，再将每个配置文件对应的多个防区顶点依序连接成为一个封闭环状的防区图形；依次从各个障碍物属性文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，在极坐标系以内绘制出相应的障碍物顶点，再将每个障碍物属性文件对应的多个障碍物顶点依序连接成为一个封闭环状的障碍物图形；

步骤六：通过预警显示单元接收来自于所述基础图形单元的极坐标系、接收来自于所述图形绘制单元的防区图形和障碍物图形，将所述极坐标系、防区图形和障碍物图形向用户显示。

7.如权利要求6所述的用于数据型激光雷达机器人的避障预警方法，其特征在于：所述避障预警方法还包括在步骤五之前进行以下步骤：

步骤1：所述避障预警系统还包括运算单元和滤波单元，通过所述配置单元接收来自于用户输入的滤波器尺寸数据，并将该滤波器尺寸数据发送给滤波单元；

步骤2：通过所述运算单元接收来自于所述存储单元以内的障碍物属性文件，依次从各个配置文件中提取出相应的障碍物顶点坐标，根据该障碍物顶点坐标计算得出每个障碍物属性文件所对应的障碍物图形面积数据；

步骤3：通过滤波单元接收来自于所述配置单元的滤波器尺寸数据和接收来自于运算单元的障碍物图形面积数据，将该滤波器尺寸数据与障碍物图形面积数据进行比较，当滤波器尺寸数据大于障碍物图形面积数据时，在所述极坐标系以内删除与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件；当滤波器尺寸数据小于障碍物图形面积数据时，将与该障碍物图形面积数据相对应的障碍物属性文件发送给图形绘制单元。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至8任一项所述方法的步骤。

9.如权利要求8所述的计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机程序采用C++语言编写。