本发明涉及激光slam导航，具体而言，涉及激光slam导航的临时障碍物处理方法，适用于工厂环境。
背景技术：
自动导引车辆(automatedguidedvehicle,简称agv)是现代物流技术的关键设备，agv作为自动运输设备，在自动化车间中的沿着预定轨迹运行的精度直接影响到整个车间的正常运行。随着自动导引车辆新兴市场的发展，对廉价且控制精度高的agv产生了巨大的需求，车辆建模和控制策略的研究已经发展成为当前研究课题的热点，尤其是agv的导向控制精度作为决定agv性能的关键因素更是吸引了极大的关注,而路径跟踪控制方法是保证agv控制精度的关键所在。
现有技术中已经采用激光扫描仪作为传感器进行agv的定位和导航，利用占有网格地图，采用相应的路径搜索算法，搜索出agv要跟随的路径，即所谓激光slam(simultaneouslocalizationandmapping)。然而，在agv运行过程中，时常会受到临时障碍物影响，如现场人员走动时会阻挡或靠近行驶的agv。
现有技术的agv在处理临时障碍物时，采用的方法是不改变原有的全局路径，提前规划局部路径，然后绕开临时障碍物。然而这种策略存在如下问题：
1.在工厂环境下，往往不只是单台agv进行工作，agv受到临时障碍物影响后的这种绕行策略，会影响在同区域运行的agv；
2.对于窄长通道，agv绕行空间不够；
3.反复绕行容易引起agv晃动，运行不稳定。
此外，有些工作区域是agv和操作人员共同工作的人机交互区域，该区域中操作人员的行为受到约束或规范，现有技术尚未针对这类区域对agv对临时障碍物的处理策略进行区别性设置。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明提出一种激光slam导航的临时障碍物处理方法，当遇到临时障碍物时，agv会提前减速，防止进行急刹车，运动更加平稳，对于占有地图中固有的障碍，agv按原先速度行走，提高了运动效率，此外，在人机交互区域，对临时障碍物不进行处理。
为实现上述目的，本发明提供了一种激光slam导航的临时障碍物处理方法，适用于工厂环境，所述方法包括以下步骤：
s1，在agv中导入已定位的静态地图，并以此地图作为告警地图的背景地图；
s2，在告警地图上还显示固定障碍物的占有区域及膨胀区域；
s3，设置两级告警区域，包括一级告警区域和二级告警区域；
s4，激光扫描器探测障碍物，并基于探测结果判断是固定障碍物还是临时障碍物，在告警地图上显示激光扫描器检测到的临时障碍物；
s5，检测agv处于人机交互区域或agv专属区域，当处于人机交互区域时对临时障碍物不作处理，当处于agv专属区域时，执行步骤s6；
s6，基于步骤s4的判断结果，agv选择性地执行减速、停止或按原先的速度运行。
其中，静态地图是以地图坐标系{map}为基础建立的二维平面地图，包括agv的工作区域，以及工作区域内的固定障碍物。
其中，agv的工作区域，包括人机交互区域以及agv专属区域。
其中，固有障碍物的占有区域的与其实际尺寸成比例，为对固定障碍物的占有区域做宽度为m的膨胀处理形成膨胀区域。
其中，一级告警区域是以激光扫描器为中心，半径为r，宽度为d的agv前方的圆形区域的一部分，二级告警区域是以激光扫描器为中心，半径为r，宽度为d的agv前方的圆形区域的一部分中排除一级告警区域以外的区域。
其中，步骤s4具体包括：
激光扫描器探测到障碍物，基于激光扫描器检测到的距离和角度信息，以激光扫描器为极坐标原点，将其转换为以激光扫描器为中心的笛卡尔坐标系{laser}下的(xl，yl)点云，将笛卡尔坐标系{laser}下的(xl，yl)点云转换到机器人本体坐标系{base}中，形成{xb，yb}点云，通过定位算法，执行机器人本体坐标系{base}相对地图坐标系{map}的坐标变换，通过坐标变换，最后将基于激光中心笛卡尔坐标系{laser}下的(xl，yl)点云转换到地图坐标系{map}下的(xm，ym)点云，若(xm,ym)点云都在固有障碍物的占有区域或其膨胀区域内，则说明检测到的障碍物为固有障碍物，否则为临时障碍物。
其中，步骤s6具体包括：当判断为固有障碍物时，agv沿预先计算出的全局路径按照原先的速度运行，当判断为临时障碍物，判断临时障碍物是否进入二级告警区域，是则agv作减速处理，否则判断临时障碍物是否进入一级告警区域；是则agv停止前进，否则agv沿预先计算出的全局路径按照原先的速度运行。
其中，判断临时障碍物进入一级告警区域或二级告警区域的具体方式为，若激光扫描器检测到的距离信息小于r且宽度小于d，则认为临时障碍物进入二级告警区域；若激光扫描器检测到的距离信息小于r且宽度小于d，则认为临时障碍物进入一级告警区域。
本发明实现了agv提前减速并在碰到移动的行人前完全停止运动。同时在靠近原来占有地图上标识的固定障碍物时，agv不做任何处理，继续按照原有的速度运行，agv不会和地图固有障碍物相碰，避免不必要的启停和减速，提高工作效率。此外，在人机交互区域中不进行临时障碍物处理。
通过参照以下附图及对本发明的具体实施方式的详细描述，本发明的特征及优点将会变得清楚。
附图说明
图1是本发明的告警地图的示意图；
图2是本发明的临时障碍物处理方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述，应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
首先在agv中导入已定位的静态地图，并以此地图作为告警地图的背景地图，在此地图上做任何改动不影响定位。本发明的agv采用激光扫描器作为传感器，以激光扫描器为中心，形成本发明的告警地图。
然后，设置两级告警区域。一级告警区域wd1是以agv的机器人本体b的激光扫描器为中心，半径为r，宽度为d的agv前方的圆形区域的一部分，二级告警区域wd2是以agv的机器人本体b的激光扫描器s为中心，半径为r，宽度为d的agv前方的圆形区域的一部分中排除一级告警区域wd1以外的区域。图1中以双线阴影显示二级告警区域wd2，以三线阴影显示一级告警区域wd1。
图1显示了本发明的告警地图的示意图，需要说明的是，虽然图1显示的告警地图中叠加有两级告警区域，但实际上两级告警区域可不显示于告警地图中，仅仅是作为处理器中的参数设置存在。
在告警地图上还显示预先设置的固有障碍物pb，固有障碍物pb的占有区域的与其实际尺寸成比例。在告警地图上还显示固定障碍物pb的占有区域的膨胀区域ex，可以通过执行预处理而生成膨胀区域ex，具体为对固定障碍物pb的占有区域做宽度为m的膨胀处理。在告警地图上还显示激光扫描器检测到的临时障碍物tb，临时障碍物tb以区别于固定障碍物pb的图形显示，例如圆形，该形状仅仅是举例，在此不作限定。
下面参照图2描述本发明的临时障碍物处理方法。图2显示了本发明的临时障碍物处理方法的流程图。
s1，在agv中导入已定位的静态地图，并以此地图作为告警地图的背景地图。静态地图包括agv的工作区域，以及工作区域内的固定障碍物。静态地图是以地图坐标系{map}为基础建立的二维平面地图，可以根据定位精度设置单位刻度，例如厘米或毫米。agv的工作区域，包括agv和操作人员共同工作的人机交互区域以及专属agv工作而非操作人员工作的agv专属区域(操作人员在必要时也可进入agv专属区域并形成临时障碍物)。
s2，在告警地图上还显示固定障碍物的占有区域及膨胀区域。固有障碍物是在形成静态地图时预先设置的，固有障碍物的占有区域的与其实际尺寸成比例。膨胀区域是通过执行预处理而生成的，具体为对固定障碍物的占有区域做宽度为m的膨胀处理。
s3，设置两级告警区域。一级告警区域是以激光扫描器为中心，半径为r，宽度为d的agv前方的圆形区域的一部分，二级告警区域是以激光扫描器为中心，半径为r，宽度为d的agv前方的圆形区域的一部分中排除一级告警区域以外的区域。
s4，激光扫描器探测障碍物，并基于探测结果判断是固定障碍物还是临时障碍物。激光扫描器探测到障碍物，基于激光扫描器检测到的距离和角度信息，以激光扫描器为极坐标原点，将其转换为以激光扫描器为中心的笛卡尔坐标系{laser}下的(xl，yl)点云。由于激光扫描仪固定于机器人本体上，可以将笛卡尔坐标系{laser}下的(xl，yl)点云转换到机器人本体坐标系{base}中，形成{xb，yb}点云。通过定位算法，可以执行机器人本体坐标系{base}相对地图坐标系{map}的坐标变换。通过坐标变换，最后将基于激光中心笛卡尔坐标系{laser}下的(xl，yl)点云转换到地图坐标系{map}下的(xm，ym)点云。若(xm,ym)点云都在固有障碍物的占有区域或其膨胀区域内，则说明检测到的障碍物为固有障碍物，否则为临时障碍物。在告警地图上显示激光扫描器检测到的临时障碍物。临时障碍物以区别于固定障碍物的图形显示，例如圆形，该形状仅仅是举例，在此不作限定。
s5，检测agv处于人机交互区域或agv专属区域，人机交互区域中操作人员的行为受到约束或规范，操作人员的行动被认为不会阻挡或影响agv的运行，因此当处于人机交互区域时对临时障碍物不作处理。当处于agv专属区域时，执行步骤s6。
s6，基于步骤s4的判断结果，agv选择性地执行减速、停止或按原先的速度运行。当判断为固有障碍物时，agv沿预先计算出的全局路径按照原先的速度运行。当判断为临时障碍物，判断临时障碍物是否进入二级告警区域，是则agv作减速处理，否则判断临时障碍物是否进入一级告警区域；是则agv停止前进，否则agv沿预先计算出的全局路径按照原先的速度运行。判断临时障碍物进入一级告警区域或二级告警区域的具体方式为，若激光扫描器检测到的距离信息小于r且宽度小于d，则认为临时障碍物进入二级告警区域；若激光扫描器检测到的距离信息小于r且宽度小于d，则认为临时障碍物进入一级告警区域。
本发明对告警区域进行划分，在不同区域中采用不同的控制策略，对临时障碍物和地图固有障碍物进行判断，分别对不同障碍物采用不同的控制策略，对agv所处的区域进行划分，提供区别性的处理策略。因此，通过实施本发明，本领域技术人员可以预见，agv的运行更平稳有效。当遇到临时障碍物时，agv会提前减速，防止进行急刹车，运动更加平稳，特别对于agv负重时，具有很大的意义，不至于货物倾覆。对于占有地图中的固有障碍物，由于路径规划已经避开了该障碍，agv按原先速度行走，提高了运动效率，可以使agv走狭窄走廊而不告警，从而运动平滑。特定区域的区别性处理进一步提高了agv的运动效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。