CN119396130A 基于线激光数据的机器人绕障圆圈构建方法 （珠海一微半导体股份有限公司）

基于线激光数据的机器人绕障圆圈构建方法本申请公开基于线激光数据的机器人绕障至其机体侧边与障碍物绝对坐标所在位置点之的障碍物绝对坐标当中筛选出待绕障的障碍物21.基于线激光数据的机器人绕障圆圈构建方法，机器人的机体前侧安装线激光传感步骤2、机器人行走至其机体侧边与障碍物绝对坐标所在位置点之间的最小距离达到器人的机体侧边之间的最小距离达到所述预设避障距离的障碍物绝对坐标标记为绕障触记出的障碍物绝对坐标的数量及其所在位置均不跟随机器人所标所在位置点之间的最小距离是障碍物绝对坐标所在位置点与对齐点之间的距离，其中，机体中心与障碍物绝对坐标所在位置点的连线与机器人偏向障碍物的一侧边缘的交点记再将待绕障的障碍物坐标转换到所述机器人然后将最大纵坐标与最小纵坐标的差值标记为将待绕障的障碍物宽度的一半与最小横坐标的和值标记为3机器人将所述最大横坐标与所述最小横坐标的差值标记为所述面积最小矩形框的长机器人将经过所述待绕障的障碍物坐标所在位置点、且机器人沿着机器人坐标系的横坐标轴正方向，将相对于将第一纵向边在机器人坐标系的纵坐标轴正方向上的端点和第二纵向边在机器人坐纵向边在机器人坐标系的纵坐标轴负方向上的端点和第二纵向边在机器人坐标系的纵坐然后将第一纵向边、第二纵向边、第一横向边以及若机器人沿着绕障圆圈行走，则机器人将所述目标记出的障碍物绝对坐标当中筛选出待绕障的从所述绕障触发坐标所在位置点开始遍历所述步骤1标记出的障碍物绝对坐标所在位再将所述相邻点距离小于预设阈值的两点存入同一个然后将包含绕障触发坐标所在位置点的点集合标记4所在位置点开始，朝不同方向依次遍历所述步骤1标记出的障碍物绝对坐标所在位置点并设阈值，则将当前得到的包含绕障触发坐标所在位置点的点集合标记为所述待绕障点集将机器人的机体中心与绕障触发坐标所在位置点之间的从矩形中心开始，在第一探测方向及其反方向上，从矩形中心开始，在第二探测方向与第三探测方向上然后将各条纵向边界和各条横向边界相交形成的矩框内部框定一个包围待绕障的障碍物坐标所在位置5着对应标记到的障碍物轮廓进行行走，扫地机器人容易远离障碍物以形成较大漏扫区域，6物宽度的一半与最小纵坐标的和值标记为目标圆心的纵坐标，构成绕障圆圈的圆心坐标；7最小横坐标的差值的位置、且垂直于机器人坐标系的横坐标轴的直线设置为第一二边界，边在机器人坐标系的纵坐标轴负方向上的端点连接，再将连接出的线段标记为第二横向碍物坐标的方法包括：从所述绕障触发坐标所在位置点开始遍历所述步骤1标记出的障碍对所述步骤1标记出的障碍物绝对坐标所在位置点进行障碍物归属分类，并初步完成至少机器人的机体中心与绕障触发坐标所在位置点连线的垂直向上方向标记为第二探测方向，并将机器人的机体中心与绕障触发坐标所在位置点连线的垂直向下方向标记为第三探测8[0017]图1是本申请一实施例提供基于线激光数据的机器人绕障圆圈构建方法的流程示[0019]图3是本申请一实施例提供机器人100使用线激光传感器形成探测范围102的俯视[0020]图4是本申请一实施例提供的机器人将线激光传感器探测到的障碍物#1的部分轮[0021]图5是本申请一实施例提供机器人按照箭头P1方向前进并使用线激光传感器探测[0022]图6是本申请一实施例提供机器人在障碍物#1和障碍物#2当中选择障碍物#1作为[0023]图7是本申请一实施例提供使用矩形框ABCD包围待绕障的障碍物坐标所在位置点9人的行走平面上投影形成三角形区域102，具体是由线激光传感器所发出的倾斜朝向地面个方向行走过程中只能识别同一障碍物一侧轮廓：三角形区域102在扫描地面过程中遇到定探测到障碍物#1的一部分，则可以根据当前获取的线激光数据标记出障碍物绝对坐标，在执行步骤1过程中只提取障碍物占据的一部分轮廓栅格位置时，对应标记出的障碍物绝对坐标只代表障碍物在线激光传感器的探测范围内的一[0032]步骤2、机器人行走至其机体侧边与障碍物绝对坐标所在位置点之间的最小距离后执行步骤3。步骤2筛选出的待绕障的障碍物坐标可以由图8中的黑色单元格和白色单元[0033]当机器人所在位置点与障碍物绝对坐标所在位置点之间达到需要触发绕障的距人沿着所述绕障圆圈行走的过程中获取来自新障碍物反射回的线激光数据并基于此标记[0037]在所述步骤2中，将与机器人的机体侧边之间的最小距离达到所述预设避障距离离达到所述预设避障距离的障碍物绝对坐标所在位置点标记为绕障触发坐标所在位置点，104；也可以理解为所述绕障触发坐标所在的障碍物轮廓与机体侧边之间的最小距离是预个障碍物栅格，每个障碍物栅格的坐标可以通过坐标系转换来变为所述障碍物绝对坐标，占据栅格位置没有发生变化。障碍物#1内存在部分区域落入线激光传感器的探测范围102内但由于黑色单元格处的障碍物高度起到遮挡作用而[0041]图5中的机器人100沿着箭头P1的指向行走到的位置相对于图4中的机器人100沿[0042]图4的机器人100在障碍物#1内标记出的障碍物栅格处被障碍物物#2，但是障碍物#1的高度遮挡作用导致线激光传感器无法将线激光投射到图5的线激光传感器的探测范围102在障碍物#1内新覆盖的区域，则机器人无法采集该新覆盖的区域反量仍是15个，相对于图4在障碍物#1中被标记出的障碍物栅格的数量和所在位置都是没有方向上标记出的障碍物绝对坐标的数量及其所在位置均不跟随机器人所行走距离的变化物绝对坐标所在位置点由障碍物#1左侧轮廓中被黑色单元格和白色单元格104填充的位置点表示，图5的机器人在偏向障碍物#1一侧边缘与障碍物绝对坐标所在位置点之间的连线的最小间距是图5的机器人在偏向障碍物#1的一侧边缘与白色单元格104填充的位置点之人的机体侧边与障碍物绝对坐标所在位置点之间的最小距离是距离机体中心最近的一个使用点O表示，机体中心O与白色单元格104填充的位置点的连线与机器人在偏向障碍物#1标所在位置点之间的连线的最小距离是图5的对齐点U与白色单元格104填充的位置点之间的距离，等于白色单元格104填充的位置点与机体中心O之间的距离与机体半径之间的差[0045]需要说明的是，障碍物绝对坐标在步骤2中可能被配置为所述待绕障的障碍物坐点是机体中心O，机器人坐标系的X轴正方向是机体中心O指向白色单元格104的中心的方需的旋转角度是全局坐标系的横坐标轴正方向与机器人坐标系的横坐标轴正方向之间的所述最小横坐标，以拉近后续进行绕障行走的机器人与白色单元格所在障碍物之间的距D在所述机器人坐标系内的坐标表示为(Xmin,Ymax),点C在所述机器人坐标系内的坐标表宽度width的乘积标记为目标半径，相当于在目标矩形的长度和宽度均为待绕障的障碍物基于待绕障的障碍物坐标计算并生成的绕障圆圈与机器人偏向待绕障的障碍物一侧边缘之间的间距可以拉得更小，让机器人开始沿着绕障圆圈行走时贴近所述待绕障的障碍物，[0051]在执行步骤3之前，设置一个包围待绕障的障碍物坐标所在位置点的面积最小矩[0052]本实施例执行步骤3生成的绕障圆圈包围所述面积最小矩形框，以包围待绕障的障碍物中被标记到的轮廓，即所述面积最小矩形框包围待绕障的障碍物坐标所在位置点。步骤3生成的绕障圆圈包围所述面积最小矩形框，包围待绕障的障碍物中被线激光探测到的轮廓，进而使得机器人沿着绕障圆圈行走时减小其机体侧面剐蹭待绕障的障碍物的概角点D均位于圆圈105的边缘处且圆圈105仅包围一个障碍物中被线激光探测到的轮廓，矩形框ABCD内被标记为障碍物栅格的黑色单元格和白色单元格没有出现在矩形框ABCD的四个角点位置处，则被标记为障碍物栅格的黑色单元格和白色单元格没有出现圆圈105的边[0054]在本实施例中，所述面积最小矩形框存在一边平行于机器人坐坐标轴的直线设置为第一一边界，对应为经过图示的白色单元格104且平行于机器人坐标边BC在机器人坐标系的纵坐标轴正方向上的端点是点C,连接点C和点D得到第一横向边CD。器人坐标系的纵坐标轴负方向上的端点是点B,连接点A和点B得优先选择沿着所述绕障圆圈105偏向第一纵向边AD一侧的圆弧行走，保证机器人初始绕障施例筛选出的待绕障的障碍物坐标所在位置点。机器人通过沿着绕障圆圈一侧轮廓行走，的弧线边缘上没有被障碍物栅格占据，实现机器人沿着圆圈105左侧轮廓行走以顺利绕过从所述绕障触发坐标所在位置点开始遍历所述步骤1标记出的障碍物绝对坐标所和白色单元格104的集合记为障碍物#1所包含的障碍物绝对坐标所在位置点的集合，实现对所述步骤1标记出的障碍物绝对坐标所在位置点进行障碍物归属分类，并初步完成障碍元格104，则包含绕障触发坐标所在位置点的点集合是障碍物#1所包含的障碍物绝对坐标所在位置点的集合，具体表示为障碍物#1轮廓中填充上的黑色单元格和白色单元格104的续沿着包围该待绕障点集合的绕障圆圈行走的过程中可以通过执行步骤1至步骤3来筛选述步骤1标记出的障碍物绝对坐标所在位置点并计算相邻点距离的过程中，若第一次在所有方向上计算得到的相邻点距离均大于或等于预设阈值，则将当前得到的包含绕障触发坐标所在位置点的点集合标记为所述待绕障点集合，以包含机器人所需绕开的障碍物轮廓位置点开始一直往同一个点集合内加入新的位置点，第一次在所有方向上计算得到的相邻点距离均大于或等于预设阈值时，不继续将所有方向上的相邻点存入同一个点集合内，并将该同一个点集合标记为所述待绕障点集合，该同一个点集合是包含绕障触发坐标所在位位置点之间的欧式距离是小于2cm，可以视为对应相邻两个障碍栅格之间的欧式距离是小在所有方向上先后搜索到的两个障碍物栅格的欧式距离大于2cm，就得到被标记出的障碍最小距离达到预设避障距离时，以绕障触发坐标所在位置点为矩形中心设置一个候选框，机器人的机体侧边之间的最小距离达到所述预设避障距离的障碍物绝对坐标所在位置点。然后可以以白色单元格104为矩形中心设置一个候选框103，候选框103包围障碍物#1和障感器的探测范围102内部分被标记的障碍物栅格的同时，线激光传感器开始探测新的未遍将机器人的机体中心与绕障触发坐标所在位置点连线的垂直向下方向标记为第三探测方个机体半径且与第一探测方向相平行的一条横向边界，表示为平行于图5的线段OU的两条相距参考边长的两倍的两条纵向边界和相距机身半径的两倍的两条横向边界相交围成的区域，以包围线激光传感器所探测到的至少一个障碍物中对应标记出的障碍物绝对坐标，若探测到相距较远的两个障碍物轮廓位置，则会在所述候选框内继续框定相对小的矩形而所述候选框支持在其内部框定一个包围待绕障的障碍物坐标所在位置点的面积最小矩[0076]