专利示意图
一、技术领域
移动机器人导航避障技术领域
二、专利介绍
1.专利信息
专利类型：发明
专利权人：清华大学深圳国际研究生院
申请号：202210869565.8
发明人：梁斌、王学谦、严梓鸿、雷轩昂、翦卓著、兰斌
2.专利说明书摘要
本发明公开了一种局部导航避障方法，包括以下步骤：S1：生成局部高程地图对机器人周围环境表面进行建模以及障碍物表示；S2:根据基于椭圆边界控制障碍函数的模型预测控制规划算法计算机器人的控制指令，进行实时导航避障。本发明基于椭圆边界控制障碍函数的模型预测控制规划算法的设置，可以使机器人的运动规划规避障碍物最小包围椭圆，极大的加快MPC局部避障规划的速度，解决机器人导航的实时性差，不利于机器人的局部实时避障的缺点，实现机器人实时导航避障，在非平坦地形上依旧可以为机器人提供高频率规划，适应性强。
3.创新点
（1）通过点云地图或者传感器点云数据生成局部高分辨率高程地图，对机器人周围环境进行建模，并对障碍物进行表示；
（2）局部地图障碍物聚类并根据不同聚类簇求解最小包围椭圆，对局部地图障碍物进行简化表示，加快规划算法的速率，提高局部导航避障的能力；
（3）提出基于椭圆边界控制障碍函数约束，可以实现机器人的局部导航避障。
4.痛点问题
（1）传统SLAM导航建图算法对机器人障碍物建模存在不准确或者过于复杂的问题；
（2）传统导航避障算法障碍物表示复杂，不利于实时导航避障；
（3）传统导航避障算法在三维地形上运行频率不够高，无法实时避障。
5.技术优势
（1）本发明的方法通过点云地图或者传感器点云数据生成局部高分辨率高程地图，对机器人周围环境进行建模，并对障碍物进行表示；
（2）本发明对局部地图障碍物进行简化表示，加快规划算法的速率，提高局部导航避障的能力；
（3）本方案提出基于椭圆边界控制障碍函数，可以实现机器人的实时局部导航避障。
三、产业化信息
1.应用场景
（1）野外除草机器人，野外勘探的导航避障；
（2）军用无人车的侦察与巡逻；
（3）安保巡逻机器人的导航避障。
2.商业价值
（1）除草机器人；
（2）安保巡逻机器人；
（3）军用无人车；
（4）野外勘探机器人；
（5）光伏电厂的清洁机器人。
3.合作方式
面议
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联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn
