CN108762272A - 一种障碍物识别和避让方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种障碍物识别和避让方法，所述方法包括：电机单元根据第一电机扭矩控制信息工作；电动助力转向单元根据第一转角控制信息工作；中央处理单元对环境信息进行解析，确定环境信息中是否包括第一障碍物信息或第二障碍物信息；当环境信息中包括第一障碍物信息时，电机单元根据第二电机扭矩控制信息工作后，再根据第一电机扭矩控制信息工作；并且，电动助力转向单元根据第二转角控制信息工作后，再根据第一转角控制信息工作；当环境信息中包括第二障碍物信息时，电机单元根据第三电机扭矩控制信息工作后，再根据第一电机扭矩控制信息工作；并且，电动助力转向单元根据第三转角控制信息工作后，再根据第一转角控制信息工作。

Description

一种障碍物识别和避让方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种障碍物识别和避让方法。

背景技术

随着经济的发展和科技的进步，人们对生活环境质量的要求越来越高，道路的清扫和保洁也越来越受到有关部门的重视。使用人工清扫路面的方式，不仅人力成本高，而且人工清扫时所产生的粉尘会严重影响清洁工人的生体健康，也不可避免的会造成环境的二次污染。而随着人工智能的崛起，市场也越来越关注于基于人工智能技术的新能源环卫清扫车辆。而且，随着城市规模的发展，人力成本的不断提升，对于智能化无人驾驶自动行驶的清扫车的需求，显现的尤为迫切。虽然无人驾驶领域已经有了相关的技术，但是，目前无人驾驶清扫车仍无法智能、高效的完成清扫任务。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种障碍物识别和避让方法，通过激光雷达模块、超声波雷达模块、摄像模块和差分定位模块所得到的数据，确定清扫装置前方是否存在障碍物，使得障碍物的识别更准。并且，根据障碍物的类型确定障碍物的避让方法，区别对待移动障碍物和固定障碍物，对比传统的无论障碍物是移动障碍物还是固定障碍，都等待障碍物自行离开的方法，本发明实施例所提供的方法更为安全且高效。

为实现上述目的，本发明提供了一种障碍物识别和避让方法，所述一种障碍物识别和避让方法包括：

清扫装置中的微处理单元根据执行信号从所述清扫装置中的中央处理单元中获取任务路径轨迹信息和任务速度信息，对所述任务路径轨迹信息和所述任务速度信息进行数模转换，得到第一电机扭矩控制信息和第一转角控制信息；

将所述第一电机扭矩控制信息发送至所述清扫装置中的电机单元，用以所述电机单元根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，将所述第一转角控制信息发送至所述清扫装置中的电动助力转向单元，用以所述电动助力转向单元根据所述第一转角控制信息工作；

所述中央处理单元通过所述清扫装置中的感知单元获取清扫装置的环境信息；

所述中央处理单元对所述环境信息进行解析，确定所述环境信息中是否包括第一障碍物信息或第二障碍物信息；

当所述环境信息中包括所述第一障碍物信息时，所述电机单元根据所述第二电机扭矩控制信息工作后，再根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，所述电动助力转向单元根据所述第二转角控制信息工作后，再根据所述第一转角控制信息工作；

当所述环境信息中包括所述第二障碍物信息时，所述电机单元根据所述第三电机扭矩控制信息工作后，再根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，所述电动助力转向单元根据所述第三转角控制信息工作后，再根据所述第一转角控制信息工作。

优选的，所述感知单元包括：激光雷达模块、超声波雷达模块、摄像模块和差分定位模块。

进一步优选的，所述中央处理单元通过所述清扫装置中的感知单元获取清扫装置的环境信息具体为：

所述激光雷达模块和所述超声波雷达模块根据所述执行信号得到所述清扫装置的环境雷达数据，并将所述环境雷达数据发送至所述中央处理单元；

所述差分定位模块根据所述执行信号得到所述清扫装置的差分定位数据，并将所述差分定位数据发送至所述中央处理单元；

所述摄像模块根据所述执行信号得到所述清扫装置的环境图像数据，并将所述环境图像数据发送至所述中央处理单元；

所述中央处理单元根据所述环境图像数据、所述环境雷达数据和所述差分定位数据，得到所述环境信息。

进一步优选的，所述中央处理单元对所述环境信息进行解析具体为：

所述中央处理单元确定所述环境雷达数据是否为第一雷达数据；

当所述环境雷达数据为第一雷达数据时，所述中央处理单元对所述环境图像数据、所述环境雷达数据和所述差分定位数据进行解析，得到障碍物信息；所述障碍物信息包括：障碍物距离数据、障碍物速度数据、障碍物位置数据和障碍物大小数据；

述障碍物速度数据包括：障碍物相对速度数据和障碍物绝对速度数据；

所述障碍物大小数据包括：障碍物占用栅格数据和障碍物体积数据。

进一步优选的，确定所述环境信息中是否包括第一障碍物信息或第二第一障碍物信息具体为：

根据所述障碍物占用栅格数据和所述障碍物位置数据得到障碍物历史轨迹数据；

确定所述障碍物距离数据在所述预设范围内、且所述障碍物绝对速度数据是否小于预设速度值、且所述障碍物历史轨迹数据是否为第一障碍物历史数据；

当所述障碍物距离数据在所述预设范围内、且所述障碍物绝对速度数据小于预设速度值时、且所述障碍物历史轨迹数据为第一障碍物历史数据时，所述中央处理单元确定所述环境信息中包括第一障碍物信息；

当所述障碍物距离数据在所述预设范围内、且所述障碍物绝对速度数据不小于预设速度值、且所述障碍物历史轨迹数据不为第一障碍物历史数据时，所述中央处理单元确定所述环境信息中包括第二障碍物信息。

进一步优选的，当所述环境信息中包括所述第一障碍物信息时，所述方法还包括：

所述中央处理单元根据所述障碍物体积数据和所述障碍物占用栅格数据得到绕行路径信息；所述绕行路径信息包括绕行起点信息和绕行终点信息。

进一步优选的，所述电机单元根据所述第二电机扭矩控制信息工作后，再根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，所述电动助力转向单元根据所述第二转角控制信息工作后，再根据所述第一转角控制信息工作具体为：

当所述差分定位数据达到所述绕行路径起点信息时，所述中央处理单元将所述绕行路径信息和预设绕行速度信息发送至所述微处理单元；

所述微处理单元根据所述绕行路径信息和所述预设绕行速度信息得到所述第二转角控制信息和所述第二转角控制信息；

将所述第二电机扭矩控制信息发送至所述电机单元，用以所述电机单元根据所述第二电机扭矩控制信息工作；并且，将所述第二转角控制信息发送至所述电动助力转向单元，用以所述电动助力转向单元根据所述第二转角控制信息工作；

当所述差分定位数据达到所述绕行路径终点信息时，所述电机单元根据所述第一电机扭矩控制信息工作，并且所述电动助力转向单元根据所述第一转角控制信息工作。

进一步优选的，在将所述第二电机扭矩控制信息发送至所述电机单元，用以所述电机单元根据所述第二电机扭矩控制信息工作；并且，将所述第二转角控制信息发送至所述电动助力转向单元，用以所述电动助力转向单元根据所述第二转角控制信息工作之前，所述方法还包括：

所述电机单元根据所述第四电机扭矩控制信息工作；并且电动助力转向单元根据所述第四转角控制信息工作。

进一步优选的，所述环境信息中包括所述第二障碍物信息时，所述方法还包括：

所述中央处理单元根据所述障碍物历史轨迹数据得到障碍物预测移动轨迹信息；

对比所述任务路径轨迹信息和所述障碍物预测移动轨迹信息，得到重复路径信息；所述重复路径信息包括重复路径起点信息和重复路径终点信息。

进一步优选的，所述电机单元根据所述第三电机扭矩控制信息工作后，再根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，所述电动助力转向单元根据所述第三转角控制信息工作后，再根据所述第一转角控制信息工作具体为：

当所述差分定位数据达到所述重复路径起点信息时，所述中央处理单元将所述重复路径信息和所述障碍物相对速度数据发送至所述微处理单元；

所述微处理单元根据所述重复路径信息和所述障碍物相对速度数据得到所述第三转角控制信息和所述第三转角控制信息；

将所述第三电机扭矩控制信息发送至所述电机单元，用以所述电机单元根据所述第三电机扭矩控制信息工作；并且，将所述第三转角控制信息发送至所述电动助力转向单元，用以所述电动助力转向单元根据所述第三转角控制信息工作；

当所述差分定位数据达到所述重复路径终点信息时，所述电机单元根据所述第一电机扭矩控制信息工作，并且所述电动助力转向单元根据所述第一转角控制信息工作。

本发明实施例提供的一种障碍物识别和避让方法，通过激光雷达模块、超声波雷达模块、摄像模块和差分定位模块所得到的数据，确定清扫装置前方是否存在障碍物，使得障碍物的识别更准。并且，根据障碍物的类型确定障碍物的避让方法，区别对待移动障碍物和固定障碍物，对比传统的无论障碍物是移动障碍物还是固定障碍，都等待障碍物自行离开的方法，本发明实施例所提供的方法更为安全且高效。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种障碍物识别和避让方法的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的一种基障碍物识别和避让方法，实现于清洁路面的清扫装置中。其方法流程图如图1所示，包括如下步骤：

步骤110，中央处理单元根据任务清单信息生成任务路径轨迹信息和任务速度信息；

具体的，清扫装置可以理解为一台无人驾驶的清洁车，用于对待清扫场景进行路面清洁、清扫。清扫装置包括中央处理单元、微处理单元、感知单元、电机单元和电动助力转向单元。其中，中央处理单元可以理解为清扫装置的大脑，主要用于处理各种算法和逻辑。微控制单元分别与电机单元、电动助力转向单元和中央处理单元相连，用于电机单元和电动助力转向单元与中央处理单元间的数据交互。电机单元可以理解为为清扫装置提供动能的驱动装置。电动助力转向单元可以理解为控制清扫装置行进方向的转向装置。感知单元可以理解为对清扫装置周围环境进行感知的模块。

任务清单信息可以理解为包括任务模式、任务时间和任务区域等各类清扫条件的任务信息。任务清单信息用于清扫装置根据任务清单信息对当前待清扫场景进行清扫。任务模式可以理解为用户所需的本次清扫任务的清扫模式。清扫模式可以分为多种，不同种类的清扫模式对应清扫装置不同的工作模式，例如普通、快速、节电、洁净的清扫模式所对应的清扫装置的工作状态不同。任务时间可以理解为用户所需的本次清扫任务的任务时限。任务区域可以理解为选择待清扫场景中某一个或多个具体的待清扫区域。

中央处理单元解析任务清单信息，根据解析结果得到任务路径轨迹信息和任务速度信息，并向微处理单元发送执行信号。任务路径轨迹信息可以理解为清扫装置在本次清扫任务中的预计的行进路线信息。任务速度信息可以理解为清扫装置在本次清扫任务中的行进速度信息。

步骤120，对任务路径轨迹信息和任务速度信息进行数模转换，得到转角控制信息和电机扭矩控制信息；

具体的，转角控制信息可以理解为可以被电动助力转向单元识别的用于控制清扫装置行进方向的控制信息。电机扭矩控制信息以理解为可以被电机单元识别的用于控制清扫装置开始行进、停止行进以及行进速度的控制信息。微处理单元根据执行信号从中央处理单元中获取任务路径轨迹信息和任务速度信息，并对任务路径轨迹信息进行数模转换，将数字信号转换为模拟信号，得到第一转角控制信息。同时，微处理单元还会对任务速度信息进行数模转换，将数字信号转换为模拟信号，得到第一电机扭矩控制信息。第一转角控制信息和第一电机扭矩控制信息均与任务清单信息相对应，是用于完成任务清单信息而首次生成的控制信息。

优选的，在微处理单元对任务路径轨迹信息和任务速度信息进行数模转换之前，需要对清扫装置中的各个模块进行自检，自检成功后，才会微处理单元对任务路径轨迹信息和任务速度信息进行数模转换。

进一步具体的，中央处理单元向感知单元、电机单元和电动助力转向单元发送自检指令，使得感知单元、电机单元和电动助力转向单元根据自检指令进行自检，并根据自检结果生成自检结果码返回至中央处理单元。当自检结果码的值为代表了自检成功的第一结果值时，中央处理单元向微处理单元发送转换指令，用以微处理单元根据转换指令对任务路径轨迹信息和任务速度信息进行数模转换，并将第一电机扭矩控制信息和第一转角控制信息分别发送至电机单元和电动助力转向单元。

步骤130，清扫装置开始执行清扫任务；

具体的，电机单元根据第一电机扭矩控制信息工作，使得清扫装置以第一电机扭矩控制信息所代表的速度行进。电动助力转向单元根据第一转角控制信息工作，使得清扫装置以第一转角控制信息所代表的方向行进。

同时，感知单元也根据执行信号监测清扫装置的当前环境信息，并根据预设频率将当前环境信息发送至中央处理单元。

进一步具体的，感知单元包括激光雷达模块、超声波雷达模块、摄像模块和差分定位模块。其中，激光雷达模块和超声波雷达模块根据执行信号对清扫装置车身的附近障碍物进行探测，得到清扫装置的环境雷达数据，并将环境雷达数据发送至中央处理单元。摄像模块所采集到的图像角度范围为360°，摄像模块根据执行信号对清扫装置周围360°的环境状况进行图像采集，得到清扫装置的环境图像数据，并将环境图像数据发送至中央处理单元。差分定位模块可以理解为差分GPS(differential GPS-DGPS，DGPS)，是利用三维坐标的差分GPS基准台，求得伪距修正量或位置修正量，再将这个修正量实时或事后发送给GPS导航仪，对测量数据进行修正，以提高GPS定位精度的装置。差分定位模块根据执行信号精准的定位清扫装置当前所在的位置，得到清扫装置的差分定位数据。中央处理单元获取环境图像数据、环境雷达数据和差分定位数据，并根据环境图像数据、环境雷达数据和差分定位数据，得到清扫装置的当前环境信息。

也就是说，当清扫装置执行清扫任务时，激光雷达模块、超声波雷达模块、摄像模块和差分定位模块也已开始工作。同时，清扫装置中的其他单元也开始相继工作，例如，扫刷开始旋转，吸尘器开始吸尘等。这里需要说明的是，清扫装置中所包含的各个单元不仅限于上述的中央处理单元、微处理单元、感知单元、电机单元和电动助力转向单元，本领域技术人员可以根据需要自行设置清扫装置中所包含其他单元或组件。

步骤140，中央处理单元确定环境雷达数据是否为第一雷达数据；

具体的，中央处理单元需要确定清扫装置前方环境中是否存在障碍物。进一步具体的，中央处理单元确定环境雷达数据是否为代表了前方存在障碍物的第一雷达数据。当环境雷达数据为第一雷达数据时，说明清扫装置前方环境中存在障碍物，则执行下述步骤150。当环境雷达数据不为第一雷达数据时，说明清扫装置前方环境中没有障碍物，则清扫装置根据任务路径轨迹信息继续行驶，也就是返回执行上述步骤130。

步骤150，中央处理单元对环境信息进行解析，得到障碍物信息；

具体的，中央处理单元对环境图像数据、环境雷达数据和差分定位数据进行综合解析，得到清扫装置前方环境中的障碍物信息。障碍物信息包括障碍物距离数据、障碍物速度数据、障碍物位置数据和障碍物大小数据。

其中，障碍物距离数据可以理解为清扫装置距离前方障碍物纵向距离和横向距离数据。障碍物速度数据包括代表了障碍物纵向相对速度和横向相对速度的障碍物相对速度数据以及代表了障碍物纵向绝对速度和横向绝对速度的障碍物绝对速度数据。障碍物相对速度数据可以理解为障碍物和清扫装置之间相对的运动状态，用于判断障碍物和清扫装置之间相对位置的变化关系，进而反馈清扫装置车进行速度规划和控制。障碍物绝对速度数据可以理解为障碍物相对大地坐标系下的运动速度，通过综合清扫装置的绝对位置和障碍物的相对速度来获得，此速度可以用于判断障碍物运动状态，即静态或动态。

障碍物位置数据可以理解为障碍物定位位置信息。

障碍物大小数据包括障碍物占用栅格数据和障碍物体积数据。将当前清扫装置环境图像数据划分为平面下的多个栅格，栅格分辨率可调节，优选的为0.1米。障碍物占用栅格数据可以理解为标记障碍物在栅格中的占用状态的数据。障碍物体积数据可以理解为障碍物的长宽高度信息。步骤160，中央处理单元确定环境信息中是否包括第一障碍物信息；

具体的，中央处理单元需要确定清扫装置前方的障碍物的类型，对于不同类型的障碍物，清扫装置所采取的避让方式不同。进一步具体的，根据障碍物的移动速度和障碍物历史轨迹将障碍物可分为两类，一类是移动障碍物，例如行人，另一类是固定障碍物，例如停放在路中央的自行车。由于在清扫装置预计的行驶路线内，可能存在多个障碍物，但只有一部分障碍物会对清扫装置造成影响，也就是说，清扫装置只会对前方一定距离内的障碍物进行避让。因此，中央处理单元确定障碍物距离数据是否在预设范围内。当障碍物距离数据在预设范围内时，说明在清扫装置前方的障碍物需要清扫装置对该障碍物进行避让。当障碍物距离数据不在预设范围内时，清扫装置根据任务路径轨迹信息继续行驶，直至障碍物距离数据达到预设范围内。

当障碍物距离数据在预设范围内时，中央处理单元根据障碍物占用栅格数据和障碍物位置数据得到障碍物历史轨迹数据，并确定障碍物绝对速度数据是否小于预设速度值，且障碍物历史轨迹数据是否为第一障碍物历史数据，进而确定需要避让的障碍物的类型。这一过程可以理解为：连续记录障碍物在地球坐标系下的栅格占用状态，并保留一定时间的历史轨迹，通过对比当前时刻障碍物占用栅格数据和历史轨迹中栅格的占用状态来判断障碍物类型。显然，如果障碍物为动态，那么历史轨迹会形成一个“残影”，如果障碍物为静态，那么历史轨迹应该和当前时刻障碍物状态有一个很高的重合度。

当障碍物距离数据在预设范围内、且障碍物绝对速度数据小于预设速度值时、且障碍物历史轨迹数据是否为代表了障碍物历史轨迹和当前时刻障碍物状态高度重合的第一障碍物历史数据，说明在清扫装置前方一定距离内存在障碍物，且该障碍物为固定障碍物，清扫装置需要对该固定障碍物进行避让。此时，中央处理单元确定环境信息中包括第一障碍物信息。则执行下述步骤170。当障碍物距离数据在预设范围内、且障碍物绝对速度数据不小于预设速度值、且障碍物历史轨迹数据是否为代表了障碍物历史轨迹形成一个“残影”的第二障碍物历史数据时，说明在清扫装置前方一定距离内存在障碍物，且该障碍物为移动障碍物，清扫装置需要对该移动障碍物进行避让。此时，中央处理单元确定环境信息中包括第二障碍物信息。则执行下述步骤171。

优选的，预设速度值为0.3米每秒。

进一步优选的，障碍物信息还包括障碍物数量和障碍物类别信息。中央处理单元根据障碍物距离数据、障碍物速度数据、障碍物位置数据和障碍物大小数据、障碍物数量和障碍物类别信息综合确定环境信息中是否包括第一障碍物信息或是否包括第二障碍物信息。

步骤170，中央处理单元根据障碍物大小数据得到绕行路径信息；

具体的，当障碍物距离数据在预设范围内，且障碍物绝对速度数据小于预设速度值，且障碍物历史轨迹数据为第一障碍物历史数据时，说明清扫装置前方一定距离内存在固定障碍物，则中央处理单元根据障碍物体积数据和障碍物占用栅格数据得到绕行路径信息。绕行路径信息包括绕行起点信息和绕行终点信息。这一过程可以理解为中央处理单元确定绕行路线的过程。

步骤180，清扫装置根据绕行路径信息绕行固定障碍物后，执行清扫任务；

具体的，中央处理单元确定差分定位数据是否已达到绕行路径起点信息。当差分定位数据所代表的清扫装置当前位置已达到绕行路径起点信息所代表的绕行起点位置时，代表了清扫装置需暂时偏离任务路径轨迹信息所代表的清扫任务轨迹路线，并即将绕行当前固定障碍物。此时，中央处理单元将绕行路径信息和预设绕行速度信息发送至微处理单元，微处理单元对绕行路径信息和预设绕行速度信息进行数模转换，得到第二转角控制信息和第二转角控制信息。将第二电机扭矩控制信息发送至电机单元，用以电机单元根据第二电机扭矩控制信息工作。并且，中央处理单元向电动助力转向单元发送第二转角控制信息，用以电动助力转向单元根据第二转角控制信息工作。在电机单元根据第二电机扭矩控制信息工作以及电动助力转向单元根据第二转角控制信息工作时，清扫装置处于绕行固定障碍物的过程。

当差分定位数据所代表的清扫装置当前位置已达到绕行路径终点信息所代表的绕行终点位置时，代表了清扫装置已绕行完固定障碍物，需要继续执行清扫任务。则电机单元根据第一电机扭矩控制信息工作，并且所述电动助力转向单元根据第一转角控制信息工作。在电机单元根据第一电机扭矩控制信息工作以及电动助力转向单元根据第一转角控制信息工作时，清扫装置处于继续执行清扫任务的过程。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要自行设置预设绕行速度信息。

优选的，当清扫装置绕行固定障碍物，即电机单元根据第二电机扭矩控制信息工作且电动助力转向单元根据第二转角控制信息工作之前，电机单元先根据所述第四电机扭矩控制信息工作后，再根据第二电机扭矩控制信息，并且电动助力转向单元先根据第四转角控制信息工作后，再根据第二转角控制信息工作。第四电机扭矩控制信息和第四转角控制信息可以理解为清扫装置在倒车时的控制信息。也就是说，在清扫装置绕行固定障碍物之前，需要先倒车，使得清扫装置更容易绕行固定障碍物。

171，中央处理单元根据障碍物位置数据得到重复路径信息；

具体的，当障碍物距离数据在预设范围内，且障碍物绝对速度数据小于预设速度值，且障碍物历史轨迹数据是否为代表了障碍物历史轨迹和当前时刻障碍物状态高度重合的第一障碍物历史数据时，说明清扫装置前方一定距离内存在移动障碍物，则中央处理单元首先根据障碍物历史轨迹数据得到障碍物预测移动轨迹信息，然后对比任务路径轨迹信息和障碍物预测移动轨迹信息，得到重复路径信息。重复路径信息包括重复路径起点信息和重复路径终点信息。这一过程可以理解为中央处理单元预测移动障碍物的移动轨迹，并确定所预测的移动障碍物的移动轨迹与清扫任务中的行驶轨迹的重复路段的过程。

步骤181，清扫装置根据重复路径信息跟随移动障碍物后，执行清扫任务；

具体的，中央处理单元确定差分定位数据是否已达到重复路径起点信息。当差分定位数据所代表的清扫装置当前位置已达到重复路径起点信息所代表的绕行起点位置时，代表了清扫装置需暂时偏离任务路径轨迹信息所代表的清扫任务轨迹路线，即将跟随当前移动障碍物。此时，中央处理单元将重复路径信息和障碍物相对速度数据发送至微处理单元，微处理单元对重复路径信息和障碍物相对速度数据进行数模转换，得到第三转角控制信息和第三转角控制信息。将第三电机扭矩控制信息发送至电机单元，用以电机单元根据第三电机扭矩控制信息工作。并且，中央处理单元向电动助力转向单元发送第三转角控制信息，用以电动助力转向单元根据第三转角控制信息工作。在电机单元根据第三电机扭矩控制信息工作以及电动助力转向单元根据第三转角控制信息工作时，清扫装置处于跟随移动障碍物的过程。

当差分定位数据所代表的清扫装置当前位置已达到绕行路径终点信息所代表的绕行终点位置时，代表了清扫装置已跟随完移动障碍物，需要继续执行清扫任务。则电机单元根据第一电机扭矩控制信息工作，并且所述电动助力转向单元根据第一转角控制信息工作。在电机单元根据第一电机扭矩控制信息工作以及电动助力转向单元根据第一转角控制信息工作时，清扫装置处于继续执行清扫任务的过程。

跟随移动障碍物的距离是由预测移动障碍物的移动轨迹所得到的，也就是说，当中央处理单元预测移动障碍物的移动轨迹与清扫任务轨迹存在重复路径时，清扫装置在经过重复路径的过程中处于跟随移动障碍物的状态，直至中央处理单元预测移动障碍物的移动轨迹偏离清扫任务轨迹。这种预测移动障碍物的移动轨迹并根据预测结果在一定范围内跟随移动障碍物的方法，比传统的等待移动障碍物自行离开的方法更为安全且高效。

优选的，当障碍物距离数据在预设范围内，且障碍物历史轨迹数据不为第一障碍物历史数据、障碍物绝对速度数据小于预设速度值时同时小于任务速度信息所代表的清扫装置行驶的速度值时，说明清扫装置前方一定距离内存在移动障碍物，且该移动障碍物会影响到清扫装置沿任务轨迹行驶，则执行上述步骤171-181。当障碍物距离数据在预设范围内，且障碍物历史轨迹数据不为第一障碍物历史数据、障碍物绝对速度数据小于预设速度值时但不小于任务速度信息所代表的清扫装置行驶的速度值时，说明清扫装置前方一定距离内存在移动障碍物，但该移动障碍物移动速度比清扫装置要快，也就是该移动障碍物会加快远离清扫装置，因此不会影响到清扫装置沿任务轨迹行驶，则清扫装置继续执行清扫任务，即执行上述步骤130。

可以理解的是，上述对障碍物识别和避让的方法，存在于整个清扫装置执行清扫任务的过程中，直至清扫装置完成清扫任务。

本发明实施例提供的一种障碍物识别和避让方法，通过激光雷达模块、超声波雷达模块、摄像模块和差分定位模块所得到的数据，确定清扫装置前方是否存在障碍物，使得障碍物的识别更准。并且，根据障碍物的类型确定障碍物的避让方法，区别对待移动障碍物和固定障碍物，对比传统的无论障碍物是移动障碍物还是固定障碍，都等待障碍物自行离开的方法，本发明实施例所提供的方法更为安全且高效。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、用户终端执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种障碍物识别和避让方法，其特征在于，所述一种障碍物识别和避让方法包括：

清扫装置中的微处理单元根据执行信号从所述清扫装置中的中央处理单元中获取任务路径轨迹信息和任务速度信息，对所述任务路径轨迹信息和所述任务速度信息进行数模转换，得到第一电机扭矩控制信息和第一转角控制信息；

将所述第一电机扭矩控制信息发送至所述清扫装置中的电机单元，用以所述电机单元根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，将所述第一转角控制信息发送至所述清扫装置中的电动助力转向单元，用以所述电动助力转向单元根据所述第一转角控制信息工作；

所述中央处理单元通过所述清扫装置中的感知单元获取清扫装置的环境信息；

所述中央处理单元对所述环境信息进行解析，确定所述环境信息中是否包括第一障碍物信息或第二障碍物信息；

当所述环境信息中包括所述第一障碍物信息时，所述电机单元根据所述第二电机扭矩控制信息工作后，再根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，所述电动助力转向单元根据所述第二转角控制信息工作后，再根据所述第一转角控制信息工作；

当所述环境信息中包括所述第二障碍物信息时，所述电机单元根据所述第三电机扭矩控制信息工作后，再根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，所述电动助力转向单元根据所述第三转角控制信息工作后，再根据所述第一转角控制信息工作。

2.根据权利要求1所述的障碍物识别和避让方法，其特征在于，所述感知单元包括：激光雷达模块、超声波雷达模块、摄像模块和差分定位模块。

3.根据权利要求2所述的障碍物识别和避让方法，其特征在于，所述中央处理单元通过所述清扫装置中的感知单元获取清扫装置的环境信息具体为：

所述激光雷达模块和所述超声波雷达模块根据所述执行信号得到所述清扫装置的环境雷达数据，并将所述环境雷达数据发送至所述中央处理单元；

所述差分定位模块根据所述执行信号得到所述清扫装置的差分定位数据，并将所述差分定位数据发送至所述中央处理单元；

所述摄像模块根据所述执行信号得到所述清扫装置的环境图像数据，并将所述环境图像数据发送至所述中央处理单元；

所述中央处理单元根据所述环境图像数据、所述环境雷达数据和所述差分定位数据，得到所述环境信息。

4.根据权利要求3所述的障碍物识别和避让方法，其特征在于，所述中央处理单元对所述环境信息进行解析具体为：

所述中央处理单元确定所述环境雷达数据是否为第一雷达数据；

当所述环境雷达数据为第一雷达数据时，所述中央处理单元对所述环境图像数据、所述环境雷达数据和所述差分定位数据进行解析，得到障碍物信息；

所述障碍物信息包括：障碍物距离数据、障碍物速度数据、障碍物位置数据和障碍物大小数据；

所述障碍物速度数据包括：障碍物相对速度数据和障碍物绝对速度数据；

所述障碍物大小数据包括：障碍物占用栅格数据和障碍物体积数据。

5.根据权利要求4所述的障碍物识别和避让方法，其特征在于，确定所述环境信息中是否包括第一障碍物信息或第二障碍物信息具体为：

根据所述障碍物占用栅格数据和所述障碍物位置数据得到障碍物历史轨迹数据；

确定所述障碍物距离数据在所述预设范围内、且所述障碍物绝对速度数据是否小于预设速度值、且所述障碍物历史轨迹数据是否为第一障碍物历史数据；

当所述障碍物距离数据在所述预设范围内、且所述障碍物速度绝对数据小于预设速度值、且所述障碍物历史轨迹数据为第一障碍物历史数据时，所述中央处理单元确定所述环境信息中包括第一障碍物信息；

当所述障碍物距离数据在所述预设范围内、且所述障碍物绝对速度数据不小于预设速度值、且所述障碍物历史轨迹数据不为第一障碍物历史数据时，所述中央处理单元确定所述环境信息中包括第二障碍物信息。

6.根据权利要求5所述的障碍物识别和避让方法，其特征在于，当所述环境信息中包括所述第一障碍物信息时，所述方法还包括：

所述中央处理单元根据所述障碍物体积数据和所述障碍物占用栅格数据得到绕行路径信息；所述绕行路径信息包括绕行起点信息和绕行终点信息。

7.根据权利要求6所述的障碍物识别和避让方法，其特征在于，所述电机单元根据所述第二电机扭矩控制信息工作后，再根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，所述电动助力转向单元根据所述第二转角控制信息工作后，再根据所述第一转角控制信息工作具体为：

当所述差分定位数据达到所述绕行路径起点信息时，所述中央处理单元将所述绕行路径信息和预设绕行速度信息发送至所述微处理单元；

所述微处理单元根据所述绕行路径信息和所述预设绕行速度信息得到所述第二转角控制信息和所述第二转角控制信息；

将所述第二电机扭矩控制信息发送至所述电机单元，用以所述电机单元根据所述第二电机扭矩控制信息工作；并且，将所述第二转角控制信息发送至所述电动助力转向单元，用以所述电动助力转向单元根据所述第二转角控制信息工作；

当所述差分定位数据达到所述绕行路径终点信息时，所述电机单元根据所述第一电机扭矩控制信息工作，并且所述电动助力转向单元根据所述第一转角控制信息工作。

8.根据权利要求7所述的障碍物识别和避让方法，其特征在于，在所述将所述第二电机扭矩控制信息发送至所述电机单元，用以所述电机单元根据所述第二电机扭矩控制信息工作；并且，将所述第二转角控制信息发送至所述电动助力转向单元，用以所述电动助力转向单元根据所述第二转角控制信息工作之前，所述方法还包括：

所述电机单元根据所述第四电机扭矩控制信息工作；并且电动助力转向单元根据所述第四转角控制信息工作。

9.根据权利要求5所述的障碍物识别和避让方法，其特征在于，所述环境信息中包括所述第二障碍物信息时，所述方法还包括：

所述中央处理单元根据所述障碍物历史轨迹数据得到障碍物预测移动轨迹信息；

对比所述任务路径轨迹信息和所述障碍物预测移动轨迹信息，得到重复路径信息；所述重复路径信息包括重复路径起点信息和重复路径终点信息。

10.根据权利要求9所述的障碍物识别和避让方法，其特征在于，所述电机单元根据所述第三电机扭矩控制信息工作后，再根据所述第一电机扭矩控制信息工作；并且，所述电动助力转向单元根据所述第三转角控制信息工作后，再根据所述第一转角控制信息工作具体为：

当所述差分定位数据达到所述重复路径起点信息时，所述中央处理单元将所述重复路径信息和所述障碍物相对速度数据发送至所述微处理单元；

所述微处理单元根据所述重复路径信息和所述障碍物相对速度数据得到所述第三转角控制信息和所述第三转角控制信息；

将所述第三电机扭矩控制信息发送至所述电机单元，用以所述电机单元根据所述第三电机扭矩控制信息工作；并且，将所述第三转角控制信息发送至所述电动助力转向单元，用以所述电动助力转向单元根据所述第三转角控制信息工作；

当所述差分定位数据达到所述重复路径终点信息时，所述电机单元根据所述第一电机扭矩控制信息工作，并且所述电动助力转向单元根据所述第一转角控制信息工作。