專利名稱：一種機器人運動的方法
技術領域：
本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及 一種機器人運動的方法。
背景技術：
類人智能機器人的功能隨著圖像處理、語音處理、無線網絡技術、互聯網 技術、自動控制及計算處理能力等技術的發展，目前有了突飛猛進的提高，包 括有圖像采集視覺功能、實時接受處理語音指令，甚至在沒有遙控裝置的前提 下自動避開障礙到達指定地點等功能。
機器人在室內自由的移動時需要的必要功能 一是定位功能，即實時i也知 道自己所處的位置，方向，以及目的地的位置，二是障礙物的探測與避障，在 一定范圍內知道前方的障礙和與離障礙物的距離，并且可以躲避障礙物繼鄉賣達 到終點。
目前實現室內定位的技術方案是在室內頂部粘貼預訂大小、帶有唯一禾示i只
的圖案貼紙，對圖案貼紙的數據進行收集，形成室內位置初始化信息并存儲； 移動物體上的攝像頭拍攝圖案貼紙，形成圖片，并抽取出圖片關鍵點信息，4每 圖片關鍵點信息根據室內位置初始化信息進行換算，獲得移動物體在室內的木目 對坐標，實現室內定位。但是目前還沒有有效的技術方案實現障礙物的探測與 避障。
發明內容
本發明的目的在于提出一種機器人運動的方法，使得機器人能夠有效避開 障礙物，到達目的位置。為達此目的，本發明采用以下技術方案 一種機器人運動的方法，包括以下步驟
A、 機器人獲取運動終點的位置和目前所在的位置；
B、 每隔預設的時長，更新機器人上安裝的所有探測器探測到的與卩章石尋物 的距離值，當與障礙物的距離達到預設長度之內，判斷探測器所探測的方向上 存在障礙物；
C、 機器人判斷當前運動方向上是否存在障礙物，如果存在，則轉至步l窄 D，如果不存在，則轉至步驟G;
D、 機器人根據探測器的探測結果，判斷是否有不存在障礙物的方向，如
果有，則轉至步驟E，如果沒有，則轉至步驟F;
E、 機器人獲取所有不存在障礙物的方向與當前位置和運動終點連線之間
的夾角，并旋轉至夾角最小的方向運動，并轉至步驟B;
F、 機器人在原地停頓預設的時間長度后，再次判斷是否有不存在障石尋物 的方向，如果有，則轉至步驟E，如果不存在，則旋轉180度，并轉至歩驟D;
G、 機器人獲取所有不存在障礙物的方向與當前位置和運動終點連線之間
的夾角，并旋轉至夾角最小的方向運動，并轉至步驟B;
H、 當機器人當前位置與運動終點位置一致時，即到達終點，流程結束。 步驟G進一步包括以下步驟-
機器人獲取所有不存在障礙物的方向與當前位置和運動終點連線之間的
夾角；
機器人判斷當前運動方向是否是夾角最小的，如果是，繼續運動，如果不 是，機器人獲取夾角最小的方向，并停止；
機器人再次判斷夾角最小的方向上是否有障礙物，如果沒有，則旋轉至夾 角最小的方向運動，并轉至步驟B。
探測器是超聲波探測器，在機器人前半部的40厘米高處安裝7個超聲波探測器，每兩個超聲波探測器之間的夾角為30度。
步驟B中，超聲波探測器每秒4次更新探測到的與障礙物的距離值。
步驟B中，超聲波探測器探測到的與障礙物的距離值在60厘米之內，判斷探測器所探測的方向上存在障礙物。
當機器人兩側的超聲波探測器探測到的與障礙物的距離值在25厘米之內時，判斷當前運動方向上存在障礙物。
機器人前半部的2厘米高處安裝了 6個紅外探測器，每個紅外探測器位于兩個超聲波探測器中間，當紅外探測器探測到前方存在障礙物，則機器人停止并旋轉至不存在障礙物的方向，運動30厘米，如果是過門時，則運動15厘米。
按照紅外探測器順序判斷是否探測到前方存在障礙物，當最外兩個紅外探測器之一探測到前方存在障礙物，則向相對方向旋轉30度，當最里兩個紅外探測器之一探測到前方存在障礙物，則向相對方向旋轉90度，當另外兩個夕卜探測器之一探測到前方存在障礙物，則向相對方向旋轉60度。
采用了本發明的技術方案，使得機器人能夠有效避開障礙物，并可以選擇最短的路徑，順利到達目的位置。
圖l是本發明具體實施方式
中機器人的結構示意圖。圖2是本發明具體實施方式
中機器人運動的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發明的技術方案。圖l是本發明具體實施方式
中機器人的結構示意圖。如圖1所示，該機器人安裝有存儲模塊11和處理模塊12,存儲模塊用于存儲機器人運動區域的地圖〈言息，處理模塊用于計算運動終點的位置信息和機器人當前的位置信息，以及處 理機器人從外部接收的信息和控制機器人的運動。
機器人上還安裝了兩種探測器超聲波探測器13和紅外探測器14。
超聲波探測器的有效探測距離是5厘米到5米，并且可以返回避障物的足巨 離，本具體實施方式
中在機器人的40厘米高處布置了7個這樣的超聲波探測器， 每兩個探測器之間的夾角為30度。這樣就可以保證在機器人前面出現的P章石尋物 都被探測到，并且可以知道障礙物的距離和大概的方向，為準確避障提供了有 力保障。
紅外探測器的有效探測距離是0到5厘米，它返回的值只有0或者1，即有無 障礙物，它無法返回與障礙之間的距離。但它比超聲波探測器的價格低廉，可 以做為超聲波探測器的補充用做于探測地面上小障礙，比如鞋子等。本具體實 施方式中在機器人2厘米高處安裝了6個這種類型的探測器，分別放在每兩個超
聲波探測器的中間。.
圖2是本發明具體實施方式
中機器人運動的流程圖。如圖2所示，機器人從 當前位置運動到終點包括以下步驟-
步驟IOI、機器人獲取運動終點的位置和目前所在的位置。機器人根據其 存儲模塊存儲的運動區域的地圖信息，獲知自己所在的位置信息和運動終點的 位置信息。
步驟102、機器人上安裝的所有超聲波探測器探測自己與障礙物的距離值， 當某個超聲波探測器與障礙物的距離達到60厘米之內，就判斷為該超聲波探領!J
器所探測的方向上是存在障礙物的。
超聲波探測器每秒4次更新探測到的與障礙物的距離值，這樣就使得在才幾 器人在到達終點之前是一個不斷進行判斷、調整的循環。
步驟103、機器人判斷當前運動方向上是否存在障礙物。當前運動方向^就 是機器人最中間的超聲波探測所探測的方向。最中間的超聲波探測器探測到的與障礙物的距離值在60厘米之內，京尤判斷探測器所探測的方向、即當前運動方向上存在障礙物。但是存在一種情7兄，即最中間的超聲波探測器發出的超聲波被光滑的墻壁反射了，而無法接收，導致最中間的超聲波探測器不能探測到前方的障礙物，因此當機器人兩側的超聲波探測器探測到的與障礙物的距離值在25厘米之內時，也判斷當前運動方向上存在障礙物。
如果當前運動方向上存在障礙物，則轉到步驟104，如果當前運動方向上
沒有存在障礙物，則轉到步驟iio。
步驟104、機器人根據所有超聲波探測器反饋的探測結果信息，判斷是否有不存在障礙物的方向，也就是獲知哪些方向上目前不存在障礙物。
如果有不存在障礙物的方向，則轉到步驟105，如果沒有不存在障石尋物的方向，也就是所有超聲波探測器探測的方向上都存在障礙物，則轉至步驟107。
步驟105、機器人獲取所有不存在障礙物的方向與當前位置和運動終點連線之間的夾角。就是說，機器人知道自己當前位置和運動終點之間形成的連線，再獲得所有探測到不存在障礙物的超聲波探測器探測方向，計算出這些探測方向和連線的夾角。
步驟106、機器人判斷哪個探測方向和連線的夾角最小，機器人旋轉至夾
角最小的方向，開始運動，并轉至步驟102。
步驟107、機器人在原地停頓預設的時間長度，比如10秒。
步驟108、之后，機器人再次根據所有超聲波探測器反饋的探測結果信息，
判斷是否有不存在障礙物的方向，也就是獲知哪些方向上目前不存在障礙物。如果有不存在障礙物的方向，則轉到步驟105，如果沒有不存在障礙物的
方向，也就是所有超聲波探測器探測的方向上都存在障礙物，則轉至步驟109。步驟109、機器人在原地旋轉180度調頭，再轉至步驟104。步驟110、機器人獲取所有不存在障礙物的方向與當前位置和運動終點連線之間的夾角。
步驟lll、機器人判斷當前運動方向是否是夾角最小的，如果是，繼續運 動，如果不是，機器人獲取夾角最小的方向，并停止。機器人再次判斷夾角最 小的方向上是否有障礙物，如果沒有，則旋轉至夾角最小的方向運動，并轉至
步驟102。這樣兩次進行判斷是為了保證機器人運動的準確性，以免條^牛發生 了變化，而機器人沒有做出反應。
另外對于一些小的、矮的障礙物，由于超聲波探測器無法探測到，就需要 紅外探測器進行判斷作為機器人運動的輔助了。
當位于兩個超聲波探測器中間的紅外探測器探測到前方存在障礙物，則機 器人停止，不再執行上述的流程了，而是按照紅外探測器順序一個一個判斷是 否探測到前方存在障礙物，當最外兩個紅外探測器中的一個探測到前方存在障 礙物，則向相對方向旋轉30度，當最里兩個紅外探測器中的一個探測到前方 存在障礙物，則向相對方向旋轉90度，當另外兩個外探測器中的一個探測到 前方存在障礙物，則向相對方向旋轉60度，當旋轉至不存在障礙物的方向， 機器人向前運動30厘米，如果是過門時，則機器人向前運動15厘米。
由于這些小的障礙物是在5厘米之內，這樣就可以通過紅外探測器的判斷 繞過障礙物，在此之后再進入超聲波探測器進行判斷的流程了。
當機器人當前位置與運動終點位置一致時，即到達終點，流程結束。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局 限于此，任何熟悉該技術的人在本發明所揭露的技術范圍內，可輕易想到的變 化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該 以權利要求的保護范圍為準。
9
權利要求
1、一種機器人運動的方法，其特征在于，包括以下步驟A、機器人獲取運動終點的位置和目前所在的位置；B、每隔預設的時長，更新機器人上安裝的所有探測器探測到的與障礙物的距離值，當與障礙物的距離達到預設長度之內，判斷探測器所探測的方向上存在障礙物；C、機器人判斷當前運動方向上是否存在障礙物，如果存在，則轉至步驟D，如果不存在，則轉至步驟G；D、機器人根據探測器的探測結果，判斷是否有不存在障礙物的方向，如果有，則轉至步驟E，如果沒有，則轉至步驟F；E、機器人獲取所有不存在障礙物的方向與當前位置和運動終點連線之間的夾角，并旋轉至夾角最小的方向運動，并轉至步驟B；F、機器人在原地停頓預設的時間長度后，再次判斷是否有不存在障礙物的方向，如果有，則轉至步驟E，如果不存在，則旋轉180度，并轉至步驟D；G、機器人獲取所有不存在障礙物的方向與當前位置和運動終點連線之間的夾角，并旋轉至夾角最小的方向運動，并轉至步驟B；H、當機器人當前位置與運動終點位置一致時，即到達終點，流程結束。
2、 根據權利要求1所述的一種機器人運動的方法，其特征在于，步驟G 進一步包括以下步驟機器人獲取所有不存在障礙物的方向與當前位置和運動終點連線之間的夾角；機器人判斷當前運動方向是否是夾角最小的，如果是，繼續運動，如果不 是，機器人獲取夾角最小的方向，并停止；機器人再次判斷夾角最小的方向上是否有障礙物，如果沒有，則旋轉至夾角最小的方向運動，并轉至步驟B。
3、 根據權利要求1或者2所述的一種機器人運動的方法，其特征在于，探測器是超聲波探測器，在機器人前半部的40厘米高處安裝7個超聲波探領(J器，每兩個超聲波探測器之間的夾角為30度。
4、 根據權利要求3所述的一種機器人運動的方法，其特征在于，步驟B中，超聲波探測器每秒4次更新探測到的與障礙物的距離值。
5、 根據權利要求4所述的一種機器人運動的方法，其特征在于，步驟B中，超聲波探測器探測到的與障礙物的距離值在60厘米之內，判斷探測器所探測的方向上存在障礙物。
6、 根據權利要求5所述的一種機器人運動的方法，其特征在于，當豐幾器人兩側的超聲波探測器探測到的與障礙物的距離值在25厘米之內時，判斷當前運動方向上存在障礙物。
7、 根據權利要求2所述的一種機器人運動的方法，其特征在于，機器人前半部的2厘米高處安裝了 6個紅外探測器，每個紅外探測器位于兩個超聲波探測器中間，當紅外探測器探測到前方存在障礙物，則機器人停止并旋轉至不存在障礙物的方向，運動30厘米，如果是過門時，則運動15厘米。
8、 根據權利要求7所述的一種機器人運動的方法，其特征在于，按照紅外探測器順序判斷是否探測到前方存在障礙物，當最外兩個紅外探測器之一探測到前方存在障礙物，則向相對方向旋轉30度，當最里兩個紅外探測器之一探測到前方存在障礙物，則向相對方向旋轉90度，當另外兩個外探測器之一探測到前方存在障礙物，則向相對方向旋轉60度。
全文摘要
本發明公開了一種機器人運動的方法，機器人獲取運動終點的位置和目前所在的位置；機器人上探測器探測到當前運動方向存在障礙物；機器人再判斷是否有不存在障礙物的方向，如果有，機器人旋轉至夾角最小的方向運動，如果無，機器人在原地停頓預設的時間長度后，再次判斷，如果有，機器人旋轉至夾角最小的方向運動，否則旋轉180度，再次判斷，當機器人當前位置與運動終點位置一致時，即到達終點。采用了本發明的技術方案，使得機器人能夠有效避開障礙物，并可以選擇最短的路徑，順利到達目的位置。
文檔編號B25J13/00GK101628414SQ20091009132
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月17日 優先權日2009年8月17日
發明者劉茂楊, 悅 朱, 桂 楊, 兵 汪 申請人:塔米智能科技(北京)有限公司