CN105509729A 说明书 2/9页 [0011] 步骤3：判断是否满足偏航条件，若满足相遇条件，进行步骤4，不满足相遇条件，进 行步骤5： [0012]步骤4：避开转向行为触发，判断是否满足避开条件，若满足避开条件，进行步骤 6,不满足避开条件，继续执行避开转向行为： [0013]步骤5：判断是否满足终点条件，若满足终点条件，终点登陆，抵达目标点T,不满足 终点条件，返回步骤2： [0014]步骤6：弧线绕行行为触发，判断是否满足相遇条件，若满足相遇条件，返回步骤4， 不满足相遇条件，进行步骤7； [0015] 步骤7：判断是否满足脱离条件，若满足脱离条件，返回步骤1，不满足脱离条件，返 回步骤6。 [0016]进一步的，所述四种行走行为方式具体如下： [0017]对准转向：在S、P和L处执行的旨在对准目标点T的原地转向动作，转向方向按最小 转角原则来决定，直到对准目标点T对准转向行走行为结束，其中S为起点，T为目标点，L为 机器人绕行障碍物边缘结束时所处的位置点，P为机器人直线前进过程中航向角发生偏离 的位置点： [0018]直线前进：在对准目标点T后所执行的沿XT方向的直线行走动作，直到到达目标点 T(此时任务结束)或者航向角发生偏离（此时位于偏离点P)或者遇到障碍物（此时位于相遇 点H)为止，包括从S完成对准转向行为后的直线行走动作，航向角发生偏离后对准目标点T 的直线行走动作，以及脱离障碍物边缘后对准目标点T的直线行走动作： [0019] 避开转向：在障碍物边缘绕行过程中所执行的为远离障碍物而实施的原地转向动 作，当处于直线前进或弧线绕行行走行为过程中遇到障碍物，即Dgs检测到位于相遇点H, 则触发避开转向行走行为，直至Dg检测不到障碍物时避开转向行走行为结束，H表示机器 人碰到障碍物时所处的位置点： [0020] 弧线绕行：在障碍物边缘绕行过程中所执行的沿一定曲率半径圆弧绕行行走动 作，当遇到障碍物执行的避开转向行走行为结束时，则触发弧线绕行行走行为，直至再次遇 到障碍物(Dgs检测到下一个相遇点H)或满足脱离点条件，则弧线绕行行走行为结束。 [0021]进一步的，所述避开转向行为检测过程中按施密特触发器有R<R以提高系统的稳 定性，所述避开转向行为的方向确定方法是：当位于相遇点时障碍物位于机器人左侧则原 地右转，反之原地左转，如果机器人避开转向一周，则表示无法避开障碍物，停止运动，障碍 物的方向通过Dngo来检测，设置R>R以提高障碍物检测的准确率，若在触角Dng探测范围 内激光雷达共检测到m个障碍物点，计算其方位角（相对于X轴）的算术平均值，记为中，则 有： [0022] [0023] 定义如下的整型标志变量： 0 f中≤90°， [0024] 1, f90°<中≤180° [0025] 其中，fbt=0表示障碍物位于右侧，fbt=1表示障碍物位于左侧，当位于起点S和 6
CN105509729A 说明书 3/9页 脱离点L处时，该变量进行初始化有fbt=-1; [0026] 弧线绕行转弯方向与避开转向转弯方向对应，当遇到障碍物执行的避开转向为原 地左转，则弧线右转，反之弧线左转。 [0027]进一步的，所述对准条件具体为：判断对准转向过程中机器人当前航向角是否沿 着XT方向，用于连接对准转向与直线前进，对准条件通过Hg判断，其定量表达式为0=0xT, 其中0为机器人当前航向角，0xT表示矢线段XT的方位角，若0=0xT,直线前进触发，否则保 持当前行为。 [0028]进一步的，所述偏航条件具体为：判断直线前进过程中机器人是否位于偏航点P, 即当前航向角是否偏离XT方向，用于连接直线前进与对准转向，偏航条件通过Hg判断，其 定量表达式为0r-0xT>0n,其中0n为预先设定的航向偏离阈值，若0r-0xT>0n,对准转向触 发，否则保持当前行为。 [0029]进一步的，所述相遇条件具体为：判断直线前进或弧线绕行过程中是否遇到障碍 物，即是否处于相遇点H,用于连接直线前进与避开转向或弧线绕行与避开转向，相遇条件 通过Dngs和Dngo判断，其中Dngs判断是否遇到障碍物，Dng判断位于相遇点H时障碍物的方 位，其定量表达式为dmin≤Rs,若dmin≤Rs,避开转向触发，否则保持当前行为，其中dmin表示激 光雷达探测范围内机器人与障碍物之间的最近距离。 [0030]进一步的，所述避开条件具体为：判断避开转向过程中是否避开障碍物，用于连接 避开转向和弧线绕行，避开条件通过Dngb判断，其定量表达式为dmin≥R,若dmin≥Rb,弧线绕 行触发，否则保持当前行为：当机器人避开转向一周，则表示机器人无法避开障碍物，导航 任务失败。 [0031]进一步的，所述脱离条件具体为：判断在弧线绕行过程中是否脱离障碍物边缘，即 判断是否处于脱离点L,用于连接弧线绕行与对准转向，脱离条件通过Hg和Sng判断，其中 定量表达式为(0sx-0xT<0x0r-0xT≤0：&dxT≤smax)0R(0sx-0xT<0x0r-0xT≤6：&& smax≥Sstep),其中0，为预先设定的直线重合度容差，0e为预先设定的对准角度容差，0sx为矢 线段SX的方位角，Sstep为预先设定的脱离阈值，Smax表示XT方向可无障碍直线行走的最大距 离，若((0sx-0xT<θx0r-0xT≤0e&&dxT≤smax)0R(θsx-0xT<0x0r-0xT≤0：&&smax≥ Sstep)),对准转向触发，否则保持当前行为。 [0032]进一步的，所述终点条件具体为：判断直线前进过程中是否到达目标点T,用于判 断整个导航任务是否完成，终点条件通过Lng判断，其定量表达式为dxr≤de,其中d:为预先 设定的终点距离容差，dxT表示矢线段XT的长度，若dxT≤d,启动终点登陆程序，导航任务结 束，否则保持当前行为。 [0033]本发明与现有技术相比具有如下的优点和效果： [0034](1)本发明引入了仿生触角的概念，在实际测量过程中，只需快速利用机载传感器 (激光雷达、GS定位系统和电子罗盘等)的大量实时数据，通过仿生触角模型对感兴趣区域 的触角信息进行处理，大大减小了计算量，从而保证了导航决策的实时性。 [0035](2)本发明设计并构建了机器人行走行为及其触发条件库，在整个导航过程中，不 仅能保证机器人行走行为保持性和连贯性好，运动控制精度高，而且使得机器人行走行为 之间切换自然，环境适应性好，从而提升了导航运动的稳定性。 [0036](3)与Bug类算法抽象地要求机器人具有绕行障碍物边缘相比，本文提出了分段弧