11、居家服务机器人相关算法研究

居家服务机器人相关算法研究

1 引言

随着人口老龄化以及独生子女数量的增加，在专业护理人员相对短缺的情况下，服务机器人的需求巨大。对于老年人而言，与机器人互动或相处时的安全至关重要。若机器人在定位错误的情况下继续导航或执行抓取任务，可能导致任务失败甚至引发事故。因此，机器人的准确位置对于保障老年人日常生活的安全至关重要。

老年护理环境比普通室内环境更为复杂，存在动态障碍物，如老人和其他服务机器人。同时，常有地毯、水渍等特殊地形，会影响基于航位推算算法的定位。此外，机器人与人互动时可能被人为“绑架”，导致定位数据不连续。这些因素对老年护理环境中识别错误位置提出了更高要求。

视觉和激光传感器常用于判断室内定位的准确性。在老年护理环境中，由于老人常有夜间活动，如起夜上厕所、吃药等，视觉传感器在光线不足时无法正常工作，因此激光传感器更适合该场景。然而，现有的基于激光的错误位置识别方法需要规则的几何特征，不适用于空间场景复杂的老年护理环境。

2 家庭服务机器人运动规划方法

2.1 方法概述

提出了一种基于贝塞尔曲线的家庭服务机器人运动规划方法。构建了基于贝塞尔曲线最小冲击的轨迹优化，施加安全走廊约束，并引入梯形速度曲线重新分配时间。通过在ROS中测试该方法的可行性，与传统方法对比，发现该运动规划方法能在简单和复杂环境中规划出更平滑、更安全的路径，适用于家庭环境中服务机器人的运动规划。

2.2 优势

该方法能使机器人路径远离障碍物，提高安全性。尤其在复杂障碍物环境中，优化效果更明显，有利于服务机器人在家庭环境中的应用。

3 老年护理环境中服务机器人当前位置置信