【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人避障控制，具体涉及一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法及系统。
技术介绍
1、在桌面环境下，由于空间有限且存在多种静态和动态障碍物，如何实现高效的避障功能成为一个重要的研究方向，桌面移动机器人通常具备体积小、移动灵活等特点，适合在狭小空间中执行任务，比如教学实验、物料运输或智能娱乐；
2、桌面环境中的障碍物种类繁多，可能包括静态障碍物（如杯子、书本）和动态障碍物（如手部干扰、其他移动设备），机器人必须能够快速、准确地识别障碍物并规划路径，避免发生碰撞，保障系统的安全性和任务的有效完成。
3、现有技术存在以下缺陷：
4、1、大部分路径规划算法依赖单次的预设路径或基于机器人传感器的局部环境信息进行规划，无法全面掌握全局环境，当环境发生变化（如动态障碍物的出现或目标位置调整）时，机器人路径难以及时调整，可能导致路径无效或效率降低；
5、2、对于动态障碍物的避障过程，现有技术主要通过简单的减速或停止应对，缺乏更智能的速度调整机制，未充分考虑障碍物的移动趋势，容易导致机器人过度减速或频繁启停，移动速度难以达到最优平衡，过于保守的策略会显著降低机器人效率，而过于激进的策略又可能增加碰撞风险。
6、基于此，本专利技术提出一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法及系统，在静态规划的基础上进行动态优化，使路径选择既有全局性又具实时性，基于动态障碍物的运动趋势预测，实时调整机器人的移动速度，确保在避障的同时兼顾运行效率与安全性。
1、本专利技术的目的是提供一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法及系统，以解决
技术介绍
中不足。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
3、控制系统获取移动机器人的当前任务信息，并基于数据库获取与当前任务信息匹配的多条巡航路径，通过桌面摄像头获取桌面图像数据，对桌面图像数据进行处理后，识别桌面的静态障碍物和动态障碍物；
4、结合障碍物的识别信息以及巡航路径的历史信息来自动选择最优巡航路径，并控制移动机器人通过最优巡航路径移动；
5、在移动过程中，控制系统通过移动机器人配置的红外传感器获取移动方向上的动态障碍物信息，并将红外传感器获取的动态障碍物信息与桌面摄像头获取的动态障碍物信息结合，分析动态障碍物的移动趋势，并基于分析结果分析动态调节移动机器人的移动速度。
6、在一个优选的实施方案中，结合障碍物的识别信息以及巡航路径的历史信息来自动选择最优巡航路径，包括以下步骤：
7、将路径表现指数、占用路径静态障碍物数量、占用路径静态障碍物可通过赋值、占用路径动态障碍物数量以及动态障碍物移动速度综合计算获取巡航路径的优选系数，表达式为：
8、，式中，为优选系数，为占用路径静态障碍物可通过赋值，为动态障碍物移动速度，为路径表现指数，为占用路径静态障碍物数量，为占用路径动态障碍物数量，、、为调节系数，且、、均大于0；
9、选择优选系数最大的巡航路径作为移动机器人执行当前任务的最优巡航路径，控制移动机器人通过最优巡航路径移动。
10、在一个优选的实施方案中，将红外传感器获取的动态障碍物信息与桌面摄像头获取的动态障碍物信息结合，分析动态障碍物的移动趋势，包括以下步骤：
11、依据第一动态障碍物影响幅值与第二动态障碍物影响幅值计算幅值误差，表达式为：，式中，为幅值误差，为第一动态障碍物影响幅值，为第二动态障碍物影响幅值，若幅值误差小于等于误差阈值，判断红外传感器获取的动态障碍物数据可使用，若幅值误差大于误差阈值，判断红外传感器获取的动态障碍物数据不可使用；
12、当判断红外传感器获取的动态障碍物数据可使用时，采用第一动态障碍物影响幅值，当判断红外传感器获取的动态障碍物数据不可使用时，采用第二动态障碍物影响幅值；
13、将采用的第一动态障碍物影响幅值或第二动态障碍物影响幅值与影响阈值进行对比，若第一动态障碍物影响幅值大于等于影响阈值或第二动态障碍物影响幅值大于等于影响阈值，分析动态障碍物朝巡航路径方向移动，且移动速度快，若第一动态障碍物影响幅值小于影响阈值或第二动态障碍物影响幅值小于影响阈值，分析动态障碍物朝巡航路径反方向移动。
14、在一个优选的实施方案中，基于分析结果分析动态调节移动机器人的移动速度，包括以下步骤：
15、当分析动态障碍物朝巡航路径方向移动，且移动速度快时，需要对移动机器人的移动速度进行动态调节，表达式为：
16、，式中，为动态调节后的移动速度，为动态调节前的移动速度，为动态障碍物影响幅值，控制系统依据动态调节后的移动速度控制移动机器人移动。
17、在一个优选的实施方案中，所述第一动态障碍物影响幅值的获取逻辑为：获取红外传感器获取的动态障碍物数据，包括第一动态障碍物移动方向赋值、第一动态障碍物移动速度以及第一动态障碍物体积，将第一动态障碍物移动速度以及第一动态障碍物体积进行归一化处理后求和获取第一动态障碍物影响因子，通过第一动态障碍物影响因子乘上第一动态障碍物移动方向赋值得到第一动态障碍物影响幅值；
18、所述第二动态障碍物影响幅值的获取逻辑为：获取桌面摄像头获取的动态障碍物数据，包括第二动态障碍物移动方向赋值、第二动态障碍物移动速度以及第二动态障碍物体积，将第二动态障碍物移动速度以及第二动态障碍物体积进行归一化处理后求和获取第二动态障碍物影响因子，通过第二动态障碍物影响因子乘上第二动态障碍物移动方向赋值得到第二动态障碍物影响幅值。
19、在一个优选的实施方案中，所述第一动态障碍物移动方向赋值的获取逻辑为：通过红外传感器检测动态物体多个时刻的位置后，分析第一动态障碍物移动方向，若动态障碍物朝巡航路径方向移动，表明动态障碍物会进入到巡航路径中，会对移动机器人的移动带来影响，第一动态障碍物移动方向赋值为1，若动态障碍物朝巡航路径反方向移动，表明动态障碍物远离巡航路径，不会对移动机器人的移动带来影响，第一动态障碍物移动方向赋值为0。
20、在一个优选的实施方案中，所述占用路径静态障碍物可通过赋值的获取逻辑为：获取移动机器人的最大直径，获取占用路径静态障碍物的通行距离，若移动机器人的最大直径小于等于通行距离，表明移动机器人可以从占用路径静态障碍物旁边绕行，占用路径静态障碍物可通过赋值等于1，若移动机器人的最大直径大于通行距离，表明移动机器人不可以从占用路径静态障碍物旁边绕行，占用路径静态障碍物可通过赋值等于0。
21、在一个优选的实施方案中，所述路径表现指数的计算逻辑为：获取巡航路径的历史数据，历史数据包括通过时长以及通过成功率，对通过成功率以及通过时长进行归一化处理，使通过成功率以及通过时长的取值范围映射到[0,1]之间，获取通过成功率归一化值以及通过时长归一化值，将通过成功率归一化值减去通过时长归一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：结合障碍物的识别信息以及巡航路径的历史信息来自动选择最优巡航路径，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：将红外传感器获取的动态障碍物信息与桌面摄像头获取的动态障碍物信息结合，分析动态障碍物的移动趋势，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：所述第一动态障碍物影响幅值的获取逻辑为：获取红外传感器获取的动态障碍物数据，包括第一动态障碍物移动方向赋值、第一动态障碍物移动速度以及第一动态障碍物体积，将第一动态障碍物移动速度以及第一动态障碍物体积进行归一化处理后求和获取第一动态障碍物影响因子，通过第一动态障碍物影响因子乘上第一动态障碍物移动方向赋值得到第一动态障碍物影响幅值；
5.根据权利要求4所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：所述占用路径静态障碍物可通过赋值的获取逻辑为：获取移动机器人的最大直径，获取占用路径静态障碍物的通行距离，若移动机器人的最大直径小于等于通行距离，表明移动机器人可以从占用路径静态障碍物旁边绕行，占用路径静态障碍物可通过赋值等于1，若移动机器人的最大直径大于通行距离，表明移动机器人不可以从占用路径静态障碍物旁边绕行，占用路径静态障碍物可通过赋值等于0。
7.根据权利要求6所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：所述路径表现指数的计算逻辑为：获取巡航路径的历史数据，历史数据包括通过时长以及通过成功率，对通过成功率以及通过时长进行归一化处理，使通过成功率以及通过时长的取值范围映射到[0,1]之间，获取通过成功率归一化值以及通过时长归一化值，将通过成功率归一化值减去通过时长归一化值获取路径表现指数。
8.根据权利要求7所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：通过桌面摄像头获取桌面图像数据，对桌面图像数据进行处理后，识别桌面的静态障碍物和动态障碍物，包括以下步骤：
9.一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制系统，用于实现权利要求1-8任一项所述的控制方法，其特征在于：包括巡航路径获取模块、最优路径选择模块、动态调控模块；
...【技术特征摘要】
1.一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：结合障碍物的识别信息以及巡航路径的历史信息来自动选择最优巡航路径，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：将红外传感器获取的动态障碍物信息与桌面摄像头获取的动态障碍物信息结合，分析动态障碍物的移动趋势，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：所述第一动态障碍物影响幅值的获取逻辑为：获取红外传感器获取的动态障碍物数据，包括第一动态障碍物移动方向赋值、第一动态障碍物移动速度以及第一动态障碍物体积，将第一动态障碍物移动速度以及第一动态障碍物体积进行归一化处理后求和获取第一动态障碍物影响因子，通过第一动态障碍物影响因子乘上第一动态障碍物移动方向赋值得到第一动态障碍物影响幅值；
5.根据权利要求4所述的一种基于红外调试的桌面移动机器人避障控制方法，其特征在于：所述第一动态障碍物移动方向赋值的获取逻辑为：通过红外传感器检测动态物体多个时刻的位置后，分析第一动态障碍物移动方向，若动态障碍物朝巡航路径方向移动，表明动态障碍物会进入到巡航路径中，会对移动机器人的移动带来影响，第一动态障碍物移动方向赋值为1，若动态障碍物朝巡航路径反方向移动，表明动态障碍物...
【专利技术属性】
技术研发人员：费旭锋，韩超，
申请(专利权)人：上海鲸鱼机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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