CN111352424A - 机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人 - Google Patents

机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN111352424A
CN111352424A CN202010171332.1A CN202010171332A CN111352424A CN 111352424 A CN111352424 A CN 111352424A CN 202010171332 A CN202010171332 A CN 202010171332A CN 111352424 A CN111352424 A CN 111352424A
Authority
CN
China
Prior art keywords
distance
robot
obstacle
target
obstacle avoidance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010171332.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111352424B (zh
Inventor
林李泽
闫瑞君
缪昭侠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Silver Star Intelligent Group Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Silver Star Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Silver Star Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Silver Star Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN202010171332.1A priority Critical patent/CN111352424B/zh
Publication of CN111352424A publication Critical patent/CN111352424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111352424B publication Critical patent/CN111352424B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0234Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons
    • G05D1/0236Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons in combination with a laser
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0221Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving a learning process
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0238Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
    • G05D1/024Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors in combination with a laser
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0242Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using non-visible light signals, e.g. IR or UV signals
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0255Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using acoustic signals, e.g. ultra-sonic singals
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0257Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using a radar
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G05D1/028Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using a RF signal
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G05D1/0285Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using signals transmitted via a public communication network, e.g. GSM network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及机器人技术领域,公开一种机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人。方法包括:获取在规划路径上的目标点与机器人的目标距离,机器人按照规划路径行进至目标点;测量处于行进方向上的障碍物与机器人的障碍物距离;根据目标距离及障碍物距离,控制机器人实施避障。相对传统技术只采用障碍物距离进行避障的方法,本方法结合目标距离及障碍物距离进行避障,其避障可靠性更高,不容易与障碍物发生碰撞。

Description

机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,涉及一种机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人。
背景技术
随着机器人避障技术的发展,机器人执行作业时,能够在工作环境中躲避障碍物,避免与障碍物发生碰撞。
一般地,机器人设置有避障传感器,通过避障传感器,机器人可以测量机器人与障碍物之间的障碍物距离,并根据障碍物距离实施避障。
然而,传统技术至少存在以下问题:由于避障传感器存在安装误差、累进误差等等误差,导致机器人测量的障碍物距离不够准确,机器人未能够可靠地根据障碍物距离实施避障,容易与障碍物发生碰撞。
发明内容
本发明实施例的一个目的旨在提供一种机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人,其能够可靠地控制机器人实施避障。
在第一方面,本发明实施例提供一种机器人避障方法,包括:
获取在规划路径上的目标点与机器人的目标距离,所述机器人按照所述规划路径行进至所述目标点;
测量处于行进方向上的障碍物与所述机器人的障碍物距离;
根据所述目标距离及所述障碍物距离,控制所述机器人实施避障。
可选地,所述根据所述目标距离及所述障碍物距离,控制所述机器人实施避障,包括:
判断所述目标距离及所述障碍物距离是否同时满足防碰撞条件,和/或,判断所述目标距离是否小于第一距离预警阈值;
若是,控制所述机器人停止按照所述规划路径行进。
可选地,所述根据所述目标距离及所述障碍物距离,控制所述机器人实施避障,还包括:
若所述目标距离及所述障碍物距离未同时满足防碰撞条件,和/或,所述目标距离不小于第一距离预警阈值,控制所述机器人继续按照所述规划路径行进至所述目标点。
可选地,所述判断所述目标距离及所述障碍物距离是否同时满足防碰撞条件,包括:
判断所述目标距离是否小于第二距离预警阈值,且所述障碍物距离是否小于第三距离预警阈值。
可选地,所述第一距离预警阈值小于所述第二距离预警阈值;所述第二距离预警阈值大于所述第三距离预警阈值。
可选地,所述方法还包括:
根据所述目标距离及所述障碍物距离,递减所述机器人的行进速度。
可选地,所述根据所述目标距离及所述障碍物距离,递减所述机器人的行进速度,包括:
从所述目标距离及所述障碍物距离两者中,遍历出最小距离值;
根据所述最小距离值,递减所述机器人的行进速度。
可选地,所述根据所述最小距离值,递减所述机器人的行进速度,包括:
使用第一可调系数乘以所述最小距离值,得到相乘结果;
对所述相乘结果进行开方处理,得到开方结果;
使用所述开方结果相加第二可调系数,得到所述行进速度。
可选地,所述根据所述最小距离值,递减所述机器人的行进速度,包括:
使用第一可调系数乘以所述最小距离值,得到相乘结果;
使用所述相乘结果相加第二可调系数,得到所述行进速度。
在第二方面,本发明实施例提供一种机器人避障装置,包括:
距离获取模块,用于获取在规划路径上的目标点与机器人的目标距离,所述机器人按照所述规划路径行进至所述目标点;
距离测量模块,用于测量处于行进方向上的障碍物与所述机器人的障碍物距离;
避障模块,用于根据所述目标距离及所述障碍物距离,控制所述机器人实施避障。
在一些实施例中,避障模块具体用于:判断所述目标距离及所述障碍物距离是否同时满足防碰撞条件,和/或,判断所述目标距离是否小于第一距离预警阈值;若是,控制所述机器人停止按照所述规划路径行进。
在一些实施例中,避障模块还具体用于:若所述目标距离及所述障碍物距离未同时满足防碰撞条件,和/或,所述目标距离不小于第一距离预警阈值,控制所述机器人继续按照所述规划路径行进至所述目标点。
在一些实施例中,避障模块还具体用于:判断所述目标距离是否小于第二距离预警阈值,且所述障碍物距离是否小于第三距离预警阈值。
在一些实施例中,所述第一距离预警阈值小于所述第二距离预警阈值;所述第二距离预警阈值大于所述第三距离预警阈值。
在一些实施例中,机器人避障装置还包括减速模块,减速模块用于根据目标距离及障碍物距离,递减机器人的行进速度。
在一些实施例中,减速模块具体用于从目标距离及障碍物距离两者中,遍历出最小距离值;根据最小距离值,递减机器人的行进速度。
在一些实施例中,减速模块具体用于:使用第一可调系数乘以所述最小距离值,得到相乘结果;
对所述相乘结果进行开方处理,得到开方结果;
使用所述开方结果相加第二可调系数,得到所述行进速度。
在一些实施例中,减速模块具体用于:使用第一可调系数乘以所述最小距离值,得到相乘结果;
使用所述相乘结果相加第二可调系数,得到所述行进速度。
在第三方面,本发明实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质,所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使机器人执行任一项所述的机器人避障方法。
在第四方面,本发明实施例提供一种机器人,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行任一项所述的机器人避障方法。
在第五方面,本发明实施例提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被机器人执行时,使机器人执行任一项所述的机器人避障方法。
相对于传统技术,在本发明各个实施例提供的机器人避障方法中,首先,获取在规划路径上的目标点与机器人的目标距离,机器人按照规划路径行进至目标点。其次,测量处于行进方向上的障碍物与机器人的障碍物距离。再次,根据目标距离及障碍物距离,控制机器人实施避障。因此,相对传统技术只采用障碍物距离进行避障的方法,本方法结合目标距离及障碍物距离进行避障,其避障可靠性更高,不会与障碍物发生碰撞。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种机器人的电路结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种机器人与外部终端通讯的架构示意图;
图3a是本发明实施例提供的一种机器人避障方法的流程示意图;
图3b是本发明实施例提供的机器人在空间作直线运动的示意图;
图4是本发明实施例提供的机器人采用本方法作直线运动的遍历效果图;
图5a是本发明实施例提供的一种机器人避障装置的结构示意图;
图5b是本发明另一实施例提供的一种机器人避障装置的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,如果不冲突,本发明实施例中的各个特征可以相互结合,均在本发明的保护范围之内。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。再者,本发明所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定,仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
本发明实施例的机器人可以被构造成任何合适形状,以便实现特定业务功能操作,例如,本发明实施例机器人可以为清洁机器人、宠物机器人、搬运机器人、看护机器人等等。其中,清洁机器人包括且不限于扫地机器人、吸尘机器人、拖地机器人或洗地机器人。
请参阅图1,机器人100包括:控制单元11、传感单元12、无线通信单元13、清洁单元14及驱动单元15。
控制单元11作为机器人100的控制核心,可以采用多种路径规划算法控制机器人实施遍历工作,例如,控制单元11采用全覆盖路径规划算法指示机器人完全遍历一个环境空间。全覆盖路径规划算法指机器人在获取的环境信息以及建图后对路径进行规划以达到遍历环境空间算法。
控制单元11可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有,控制单元11还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。控制单元11也可以被实现为计算设备的组合,例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。
传感单元12用于采集机器人100的一些运动参数及环境空间各类数据,传感单元12包括各类合适传感器,诸如惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)、陀螺仪、磁场计、加速度计或速度计、光学摄像头、激光雷达或者声波雷达等等。
在一些实施例中,控制单元11采用SLAM(simultaneous localization andmapping,即时定位与建图技术)技术,根据环境数据构建地图和定位。控制单元11基于被建立好的地图以及机器人的位置,通过全覆盖路径规划算法指示机器人完全遍历一个环境空间。例如,在机器人100遍历时,传感单元12获取遍历区域的图像,其中,该遍历区域的图像可以为整片遍历区域的图像,亦可以为整片遍历区域中局部遍历区域的图像。控制单元11根据遍历区域的图像生成地图,该地图已指示机器人100需要遍历的区域以及位于遍历区域中的障碍物所在的坐标位置。当机器人100每遍历完一个位置或区域后,机器人100基于该地图,标记该位置或区域已被遍历。并且,由于障碍物在地图中是以坐标方式被标记,机器人遍历时,可以根据当前位置对应的坐标点与障碍物涉及的坐标点,判断与障碍物之间的距离,从而实现环绕障碍物作遍历工作。同理,位置或区域已遍历而被标记后,当机器人100下一个位置将会移动至该位置或该区域时,机器人100基于该地图以及该位置或该区域的标记,作出转弯调头或者停止遍历的策略。
可以理解的是,控制单元11还可以根据多种方式识别已遍历位置或区域,或者,识别障碍物,从而作出满足产品需求的控制策略。
请参阅图2,在一些实施例中,机器人100通过无线通信单元13与外部终端200无线通信,无线通信单元13与控制单元11电连接。遍历时,用户通过外部终端200向机器人100发送控制指令,无线通信单元13接收控制指令并向控制单元11发送该控制指令,控制单元11根据该控制指令控制机器人100完成遍历工作。
在一些实施例中,外部终端200包括智能手机、遥控器、平板电脑等等终端。
在一些实施例中,无线通信单元13包括广播接收模块、移动通信模块、无线互联网模块、短距离通信模块和定位信息模块的其中一种或多种的组合。其中,广播接收模块经由广播信道从外部广播管理服务器接收广播信号和/或广播相关信息。广播接收模块可以使用数字广播***来接收数字广播信号,数字广播***诸如为地面数字多媒体广播(DMB-T)、卫星数字多媒体广播(DMB-S)、仅媒体前向链路(MediaFLO)、手持数字视频广播(DVB-H)或地面综合业务数字广播(ISDB-T)。
移动通信模块向移动通信网络上的基站、外部终端和服务器中的至少一方发送无线信号,或者可以从基站、外部终端和服务器中的至少一方接收无线信号。这里,根据字符/多媒体消息的接收和发送,无线信号可以包括语音呼叫信号、视频呼叫信号或各种形式的数据。
无线互联网模块指的是用于无线互联网连接的模块,并且可以内置或外置于终端。可以使用诸如无线LAN(WLAN)(Wi-Fi)、无线宽带(Wibro)、全球微波接入互操作性(Wimax)、高速下行分组接入(HSDPA)这样的无线互联网技术。
短距离通信模块指的是用于进行短距离通信的模块。可以使用诸如蓝牙(Bluetooth)、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)或ZigBee这样的短距离通信技术。
清洁单元14用于清洁地面,清洁单元14可被配置成任意清洁结构,例如,在一些实施例中,清洁单元14包括清洁电机及辊刷,辊刷的表面设置有清洁部,辊刷通过驱动机构与清洁电机连接,清洁电机与控制单元连接,控制单元可以向清洁电机发送指令,控制清洁电机驱动辊刷转动,使得其清洁部能够有效地清洁地面。
驱动单元15用于驱动机器人100行进或后退,清洁时,控制单元11向驱动单元15发送控制指令,驱动单元15根据控制指令带动清洁单元16完成清洁工作。
在一些实施例中,驱动单元15分为左驱动单元和右驱动单元。以左驱动单元为例,其包括电机、轮驱动机构、左轮,电机的转轴与轮驱动机构连接,左轮与轮驱动机构连接,电机与控制单元连接,电机接收控制单元发送的控制指令而转动其转轴,并通过轮驱动机构将扭矩传输至左轮,实现左轮的转动;同时结合右驱动单元,从而驱动机器人100行进或后退。
在一些实施例中,当机器人100构建完地图后,机器人根据地图规划规划路径,并根据规划路径实施清洁工作。在实施清洁工作过程中,机器人根据下文所阐述的避障方法实施避障。
本发明实施例提供一种机器人避障方法。请参阅图3a,机器人避障方法S300包括:
S31、获取在规划路径上的目标点与机器人的目标距离,机器人按照规划路径行进至目标点;
在本实施例中,规划路径为机器人构建空间的地图时,根据路径规划算法所规划出的路径,其中,规划路径包括直线路径等等合适路径,机器人根据规划路径行进,以完成相应的工作。
目标点处于规划路径上,并且还在机器人行进方向的前方,机器人可在规划路径上行进至目标点,其中,在每条规划路径上,目标点可以为1个,亦可以为两个以上,目标点亦可以随时更新。
请参阅图3b,机器人31在空间300内在直线路径32上作直线运动,目标点33设置在直线路径32的终点,其中,目标点33与空间300的墙壁34间隔预设距离,例如,目标点33与墙壁34间隔10厘米。
目标距离为机器人与目标点两者的距离,请继续参阅图3b,随着机器人31在直线路径32行进的时间推移,机器人31与目标点33两者的目标距离越来越小,亦即,机器人31越来越靠近目标点33,同理,机器人31也越来越靠近作为障碍物的墙壁34。
在本实施例中,由于目标点由机器人规划路径时所给出的,其在地图的全局坐标系的坐标值是已知的,机器人通过定位与建图单元便可得到目标点的坐标值。并且,机器人在规划路径上行进,或者偏移规划路径进行行进,机器人通过定位与建图单元便可得到在全局坐标系下的坐标值。因此,假设机器人的实时坐标值为p(x,y),目标点的坐标值为Pend(xend,yend),通过两点之间的距离计算公式,便可以得到目标距离|PPend|为{(x-xend)2+(y-yend)2}的开方。
S32、测量处于行进方向上的障碍物与机器人的障碍物距离;
在本实施例中,障碍物可阻挡机器人的行进,给机器人造成损害,因此,本实施例提供的机器人采用本方法能够避免容易地与障碍物碰撞出现发生。
在本实施例中,墙壁34可作为障碍物。可以理解的是,在空间300内,作为障碍物类型的物体还可以为椅子35、花盆36或垃圾桶37。
在本实施例中,障碍物距离为障碍物与机器人两者的距离,机器人通过环境数据采样单元,测量障碍物与机器人两者的距离,便可得到障碍物距离。
S33、根据目标距离及障碍物距离,控制机器人实施避障。
在一些实施例中,首先,机器人判断目标距离及障碍物距离是否同时满足防碰撞条件,例如,判断所述机器人是否满足以下防碰撞条件:△d<D2,且△dlds<D3;其中,△d为目标距离,D2为第二距离阈值,△dlds为障碍物距离,D3为第三距离阈值,其中,第二距离预警阈值D2大于第三距离预警阈值D3,例如选择第二距离预警阈值D2为0.1m,第三距离预警阈值D3为0.01m。
可以理解的是,当△d小于D2时,则表示机器人已经抵达目标点的周边位置了。当△dlds小于D3时,则表示机器人行进方向上的附近区域存在障碍物。
其次,若目标距离及障碍物距离同时满足防碰撞条件,控制机器人停止按照规划路径行进。例如,机器人判断到目标距离△d小于第二距离预警阈值D2,且障碍物距离△dlds小于第三距离预警阈值D3,于是,则说明机器人已经抵达目标点的周边位置了,并且机器人将要接近障碍物了,此时,机器人便停止按照规划路径行进。
若目标距离及障碍物距离未同时满足防碰撞条件,例如,机器人判断到目标距离△d大于第二距离预警阈值D2,和/或,障碍物距离△dlds大于第三距离预警阈值D3,则说明机器人距离目标点还比较远,或者,机器人距离障碍物比较远,因此,机器人按照预设控制规则进行行进。
在一些实施例中,即使机器人与障碍物的障碍物距离比较大,但是,当机器人抵达目标点时,机器人还需要停止行进。因此,机器人判断目标距离△d是否小于第一距离预警阈值D1,若目标距离△d小于第一距离预警阈值D1,控制机器人停止按照规划路径行进。若目标距离大于或等于第一距离预警阈值D1,控制机器人继续按照规划路径行进至目标点。其中,第一距离预警阈值D1由用户自定义,例如选择D1为0.01m。
因此,可以理解的是,当机器人是否满足以下至少一条件:
条件1:判断目标距离及障碍物距离是否同时满足防碰撞条件;条件2:判断目标距离是否小于第一距离预警阈值;
若是,则控制机器人停止按照规划路径行进。
在本实施例中,躲避障碍物的方式可以为多种,例如,机器人在障碍物前停止移动,或者,机器人采取避障策略,避开障碍物,或者,机器人使用避障工具,挪移障碍物。因此,对于本领域技术人员而言,机器人的避障方式可以宽泛地包括任意合适避障措施。
总体而言,在本实施例中,相对传统技术只采用障碍物距离进行避障的方法,本方法结合目标距离及障碍物距离进行避障,其避障可靠性更高,不容易与障碍物发生碰撞,其中,采用本方法进行行进的效果图如图4所示。
一般地,随着机器人按照规划路径行进时,其与目标点的目标距离,以及与障碍物的障碍物距离是逐渐变小的,亦即,若不对机器人的速度加以减速控制,机器人来不及刹车而走过目标点或者碰撞到障碍物的概率会逐渐攀升。为此,在一些实施例中,机器人还可以根据目标距离及障碍物距离,递减机器人的行进速度,以便减少上述现象的出现概率。
举例而言,首先,机器人从目标距离及障碍物距离两者中,遍历出最小距离值,例如,机器人根据以下规则:△ds=min(△d,△dlds),从中遍历出最小距离值△ds,例如,当△d大于△dlds时,选择△dlds作为最小距离值△ds。当△d小于△dlds时,选择△d作为最小距离值△ds。当△d等于△dlds时,选择△d或△dlds作为最小距离值△ds。
再次,机器人根据最小距离值,递减机器人的行进速度。由于距离越小,越容易出现上述异常现象,因此,本方法从从目标距离及障碍物距离两者中遍历出最小距离值作为自变量,来计算作为因变量的行进速度,从而能够可靠的控制机器人的行进速度。
在一些实施例中,机器人可以采用任意合适算法根据最小距离值递减机器人的行进速度,例如,机器人使用第一可调系数乘以最小距离,得到相乘结果,对相乘结果进行开方处理,得到开方结果,使用开方结果相加第二可调系数,得到行进速度,如下所示:
Figure BDA0002409290140000111
其中,V为行进速度,a为第一可调系数乘,b为第二可调系数,a与b可以灵活选择,例如,a=0.1,b=-0.02。
又如,机器人还可以使用第一可调系数乘以最小距离,得到相乘结果,使用相乘结果相加第二可调系数,得到行进速度,如下所示:
V=a*△ds+b
其中,V为行进速度,a为第一可调系数,b为第二可调系数,a与b可以灵活选择,例如,a=0.1,b=-0.02。
在一些实施例中,行进速度V还得满足以下条件:
0<Vmin<=V<=Vmax
Vmin为最小行进速度,可以选择Vmin=0.05m/s。
Vmax为最大行进速度,可以选择Vmax=0.3m/s。
因此,通过使用目标距离及障碍物距离来跟踪行进速度,并降低行进速度,进而能够进一步地可靠稳定防止机器人与障碍物碰撞,且可靠地抵达目标点。
需要说明的是,在上述各个实施例中,上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序,本领域普通技术人员,根据本发明实施例的描述可以理解,不同实施例中,上述各步骤可以有不同的执行顺序,亦即,可以并行执行,亦可以交换执行等等。
作为本发明实施例的另一方面,本发明实施例提供一种机器人避障装置。其中,机器人避障装置可以为软件模块,所述软件模块包括若干指令,其存储在电调中的存储器内,处理器可以访问该存储器,调用指令进行执行,以完成上述各个实施例所阐述的机器人避障方法。
在一些实施例中,机器人避障装置亦可以由硬件器件搭建成的,例如,机器人避障装置可以由一个或两个以上的芯片搭建而成,各个芯片可以互相协调工作,以完成上述各个实施例所阐述的机器人避障方法。再例如,机器人避障装置还可以由各类逻辑器件搭建而成,诸如由通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合而搭建成。
请参阅图5a,机器人避障装置500包括距离获取模块51、距离测量模块52及避障模块53。
距离获取模块51用于获取在规划路径上的目标点与机器人的目标距离,机器人按照规划路径行进至目标点。
距离测量模块52用于测量处于行进方向上的障碍物与机器人的障碍物距离。
避障模块53用于根据目标距离及障碍物距离,控制机器人实施避障。
相对传统技术只采用障碍物距离进行避障的装置,本装置结合目标距离及障碍物距离进行避障,其避障可靠性更高,不容易与障碍物发生碰撞。
在一些实施例中,避障模块53具体用于:判断所述目标距离及所述障碍物距离是否同时满足防碰撞条件,和/或,判断所述目标距离是否小于第一距离预警阈值;若是,控制所述机器人停止按照所述规划路径行进。
在一些实施例中,避障模块53还具体用于:若目标距离及障碍物距离未同时满足防碰撞条件,则判断目标距离是否小于第一距离预警阈值;若是,控制机器人停止按照规划路径行进;若否,控制机器人继续按照规划路径行进至目标点。
在一些实施例中,避障模块53还具体用于:
判断所述机器人是否满足以下防碰撞条件:
△d<D2,且△dlds<D3
其中,△d为目标距离,D2为第二距离阈值,△dlds为障碍物距离,D3为第三距离阈值。
在一些实施例中,D1<D2,D2>D3,D1为第一距离阈值。
在一些实施例中,请参阅图5b,机器人避障装置500还包括减速模块54,减速模块54用于根据目标距离及障碍物距离,递减机器人的行进速度。
在一些实施例中,减速模块54具体用于从目标距离及障碍物距离两者中,遍历出最小距离值;根据最小距离值,递减机器人的行进速度。
在一些实施例中,减速模块54具体用于使用第一可调系数乘以最小距离,得到相乘结果;对相乘结果进行开方处理,得到开方结果;使用开方结果相加第二可调系数,得到行进速度。
在一些实施例中,减速模块54具体用于使用第一可调系数乘以最小距离,得到相乘结果;使用相乘结果相加第二可调系数,得到行进速度。
需要说明的是,上述机器人避障装置可执行本发明实施例所提供的机器人避障方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在机器人避障装置实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的机器人避障法。
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的电路结构示意图。其中,电子设备可以为机器人等等任意合适电子产品。如图6所示,该电子设备包括一个或多个处理器61以及存储器62。其中,图6中以一个处理器61为例。
处理器61和存储器62可以通过总线或者其他方式连接,图6中以通过总线连接为例。
存储器62作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的机器人避障方法对应的程序指令/模块。处理器61通过运行存储在存储器62中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行机器人避障装置的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例提供的机器人避障方法以及上述装置实施例的各个模块或单元的功能。
存储器62可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器62可选包括相对于处理器61远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至处理器61。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述程序指令/模块存储在所述存储器62中,当被所述一个或者多个处理器61执行时,执行上述任意方法实施例中的机器人避障方法。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行,例如图6中的一个处理器61,可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的机器人避障方法。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被电子设备执行时,使所述电子设备执行任一项所述的机器人避障方法。
相对传统技术只采用障碍物距离进行避障的方法,本方法结合目标距离及障碍物距离进行避障,其避障可靠性更高,不容易与障碍物发生碰撞。
以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种机器人避障方法,其特征在于,包括:
获取在规划路径上的目标点与机器人的目标距离,所述机器人按照所述规划路径行进至所述目标点;
测量处于行进方向上的障碍物与所述机器人的障碍物距离;
根据所述目标距离及所述障碍物距离,控制所述机器人实施避障。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标距离及所述障碍物距离,控制所述机器人实施避障,包括:
判断所述目标距离及所述障碍物距离是否同时满足防碰撞条件,和/或,判断所述目标距离是否小于第一距离预警阈值;
若是,控制所述机器人停止按照所述规划路径行进。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标距离及所述障碍物距离,控制所述机器人实施避障,还包括:
若所述目标距离及所述障碍物距离未同时满足防碰撞条件,和/或,所述目标距离不小于第一距离预警阈值,控制所述机器人继续按照所述规划路径行进至所述目标点。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述判断所述目标距离及所述障碍物距离是否同时满足防碰撞条件,包括:
判断所述目标距离是否小于第二距离预警阈值,且所述障碍物距离是否小于第三距离预警阈值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
所述第一距离预警阈值小于所述第二距离预警阈值;
所述第二距离预警阈值大于所述第三距离预警阈值。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,还包括:
根据所述目标距离及所述障碍物距离,递减所述机器人的行进速度。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标距离及所述障碍物距离,递减所述机器人的行进速度,包括:
从所述目标距离及所述障碍物距离两者中,遍历出最小距离值;
根据所述最小距离值,递减所述机器人的行进速度。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述最小距离值,递减所述机器人的行进速度,包括:
使用第一可调系数乘以所述最小距离值,得到相乘结果;
对所述相乘结果进行开方处理,得到开方结果;
使用所述开方结果相加第二可调系数,得到所述行进速度。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述最小距离值,递减所述机器人的行进速度,包括:
使用第一可调系数乘以所述最小距离值,得到相乘结果;
使用所述相乘结果相加第二可调系数,得到所述行进速度。
10.一种非易失性计算机可读存储介质,其特征在于,所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使机器人执行如权利要求1至9任一项所述的机器人避障方法。
11.一种机器人,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至9任一项所述的机器人避障方法。
CN202010171332.1A 2020-03-12 2020-03-12 机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人 Active CN111352424B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010171332.1A CN111352424B (zh) 2020-03-12 2020-03-12 机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010171332.1A CN111352424B (zh) 2020-03-12 2020-03-12 机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111352424A true CN111352424A (zh) 2020-06-30
CN111352424B CN111352424B (zh) 2021-07-02

Family

ID=71196043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010171332.1A Active CN111352424B (zh) 2020-03-12 2020-03-12 机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111352424B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111813129A (zh) * 2020-07-30 2020-10-23 南京工程学院 一种基于立体视觉的狭小空间远程搜救机器人的避障方法
CN112417944A (zh) * 2020-08-31 2021-02-26 深圳市银星智能科技股份有限公司 一种机器人控制方法及电子设备
CN112596542A (zh) * 2020-12-11 2021-04-02 广州极飞科技有限公司 数据处理方法和装置、电子设备及存储介质
CN113064437A (zh) * 2021-03-31 2021-07-02 成都莱洁科技有限公司 机器人自动避撞***及方法
CN113759906A (zh) * 2021-08-30 2021-12-07 广州文远知行科技有限公司 一种车辆对位方法、装置、计算机设备和存储介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104035373A (zh) * 2014-06-03 2014-09-10 王岚涛 自动化中药房
JP2015087994A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 三菱重工業株式会社 制御装置、移動体、制御方法、及びプログラム
CN105182979A (zh) * 2015-09-23 2015-12-23 上海物景智能科技有限公司 一种移动机器人障碍物检测及避让方法和***
CN105629970A (zh) * 2014-11-03 2016-06-01 贵州亿丰升华科技机器人有限公司 一种基于超声波的机器人定位避障方法
CN105955268A (zh) * 2016-05-12 2016-09-21 哈尔滨工程大学 一种考虑局部避碰的uuv动目标滑模跟踪控制方法
DE102017131118A1 (de) * 2016-12-26 2018-06-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fahrassistenzvorrichtung
CN108693879A (zh) * 2018-04-28 2018-10-23 上海理工大学 基于改进人工势场法的移动机器人路径规划方法
CN108931991A (zh) * 2018-08-30 2018-12-04 王瑾琨 移动载体自动跟随方法及具有自动跟随避障功能移动载体
CN109828588A (zh) * 2019-03-11 2019-05-31 浙江工业大学 一种基于多传感器融合的机器人室内路径规划方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015087994A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 三菱重工業株式会社 制御装置、移動体、制御方法、及びプログラム
CN104035373A (zh) * 2014-06-03 2014-09-10 王岚涛 自动化中药房
CN105629970A (zh) * 2014-11-03 2016-06-01 贵州亿丰升华科技机器人有限公司 一种基于超声波的机器人定位避障方法
CN105182979A (zh) * 2015-09-23 2015-12-23 上海物景智能科技有限公司 一种移动机器人障碍物检测及避让方法和***
CN105955268A (zh) * 2016-05-12 2016-09-21 哈尔滨工程大学 一种考虑局部避碰的uuv动目标滑模跟踪控制方法
DE102017131118A1 (de) * 2016-12-26 2018-06-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fahrassistenzvorrichtung
CN108693879A (zh) * 2018-04-28 2018-10-23 上海理工大学 基于改进人工势场法的移动机器人路径规划方法
CN108931991A (zh) * 2018-08-30 2018-12-04 王瑾琨 移动载体自动跟随方法及具有自动跟随避障功能移动载体
CN109828588A (zh) * 2019-03-11 2019-05-31 浙江工业大学 一种基于多传感器融合的机器人室内路径规划方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
耿双乐等: "基于控制方向角改进势场法的移动机器人路径规划", 《计算机与数字工程》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111813129A (zh) * 2020-07-30 2020-10-23 南京工程学院 一种基于立体视觉的狭小空间远程搜救机器人的避障方法
CN112417944A (zh) * 2020-08-31 2021-02-26 深圳市银星智能科技股份有限公司 一种机器人控制方法及电子设备
CN112417944B (zh) * 2020-08-31 2024-04-16 深圳银星智能集团股份有限公司 一种机器人控制方法及电子设备
CN112596542A (zh) * 2020-12-11 2021-04-02 广州极飞科技有限公司 数据处理方法和装置、电子设备及存储介质
CN113064437A (zh) * 2021-03-31 2021-07-02 成都莱洁科技有限公司 机器人自动避撞***及方法
CN113759906A (zh) * 2021-08-30 2021-12-07 广州文远知行科技有限公司 一种车辆对位方法、装置、计算机设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN111352424B (zh) 2021-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111352424B (zh) 机器人避障方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人
US20220050468A1 (en) Robot-assisted processing of a surface using a robot
US10754350B2 (en) Sensor trajectory planning for a vehicle
CN111387892B (zh) 机器人行进方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人
WO2017065171A1 (ja) 電気掃除機
CN109445438B (zh) 基于地图分享的巡航装置的巡航控制方法及***
US20140324246A1 (en) Autonomous working device
CN112327837A (zh) 机器人行进方法、非易失性计算机可读存储介质及机器人
CN112880682B (zh) 基于无线测距传感器的移动机器人定位方法、***及芯片
CN103777629A (zh) 自导向运载平台及该运载平台导航控制方法
CN111240342A (zh) 一种机器人避障控制方法与装置、机器人及机器人***
CN111399524B (zh) 机器人清扫方法及机器人
CN112731936A (zh) 遥控机器人进行扫图的方法、装置、介质和智能终端
CN113359769A (zh) 室内自主移动机器人复合导航方法及装置
CN112904845A (zh) 基于无线测距传感器的机器人卡住检测方法、***及芯片
CN113110496A (zh) 一种移动机器人的建图方法和***
CN113848940A (zh) 一种agv自主导航控制方法及***
CN114815814A (zh) 自移动设备的作业方法、计算机设备及存储介质
JP5869303B2 (ja) 自動搬送システム
JP2019175136A (ja) 移動体
CN108027614B (zh) 用于运行在停车场内无驾驶员地行驶的机动车的方法和设备
CN112033423B (zh) 一种基于道路共识的机器人路径规划方法、装置和机器人
CN112433522A (zh) 一种机器人行走控制方法及机器人
CN112346446B (zh) 自动导引运输车脱码恢复方法、装置及电子设备
US20220374017A1 (en) Working robot system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 518000 1701, building 2, Yinxing Zhijie, No. 1301-72, sightseeing Road, Xinlan community, Guanlan street, Longhua District, Shenzhen, Guangdong Province

Patentee after: Shenzhen Yinxing Intelligent Group Co.,Ltd.

Address before: 518000 building A1, Yinxing hi tech Industrial Park, Guanlan street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: Shenzhen Silver Star Intelligent Technology Co.,Ltd.