CN111923038B - 机械臂式机器人、机器人的避障方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种机械臂式机器人、机器人的避障方法及存储介质,所述方法包括:当判断机器人运动轨迹上有障碍物时,获取机器人当前运动的速度;根据机器人当前运动的速度,计算机器人的紧急程度阈值;当判断机器人运动轨迹上有障碍物时,还获取机器人当前与障碍物之间的距离;当判断距离大于紧急程度阈值,则控制机器人采取第一避障行为,以使得机器人避开所述障碍物;当判断距离小于或等于紧急程度阈值,则控制机器人采取第二避障行为,以使得机器人避开障碍物,以避免机器人在避障过程中由于距障碍物距离较近或当前运动的速度过快造成来不及避开障碍物,从而与障碍物发生碰撞的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,具体涉及一种机械臂式机器人、机器人 的避障方法及存储介质。
背景技术
随着我国科学技术的高速发展,机器人已经在各领域得到充分利用, 尤其是一些需要机器人通过自动控制进行运行的场合,例如消防机器人、 扫地机器人等,其需要机器人在运行过程中能够自动避障来解除障碍物所 造成的安全问题,现有的机器人避障方法多倾向于根据障碍物与机器人之 间的位置、距离关系通过避障路径规划算法来得到一个避障路径以绕开障 碍物,但是当机器人发现障碍物前的运行速度较快或者距离障碍物较近时, 其可能造成在还没有绕开障碍物时已与障碍物发生碰撞的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是在机器人当前运动的速度较快或者距离 障碍物较近时,避免在避障过程中与障碍物发生碰撞的问题。
根据第一方面,一种实施例中提供一种机器人的避障方法,包括:
获取一用于感知机器人周围环境的信号;
根据所述用于感知机器人周围环境的信号,判断机器人运动轨迹上是 否有障碍物;
当判断机器人运动轨迹上有障碍物时,获取机器人当前运动的速度;
根据所述机器人当前运动的速度,计算机器人的紧急程度阈值;
当判断机器人运动轨迹上有障碍物时,还获取机器人当前与所述障碍 物之间的距离;
判断所述距离与紧急程度阈值之间的关系;
当判断所述距离大于所述紧急程度阈值,则控制机器人采取第一避障 行为,以使得所述机器人避开所述障碍物;
当判断所述距离小于或等于所述紧急程度阈值,则控制机器人采取第 二避障行为,以使得所述机器人避开所述障碍物。
进一步地,所述控制机器人采取第一避障行为,包括:
在保持机器人当前运动的速度大小和方向的基础上,再控制使得机器 人产生一预设大小的速度,该速度的方向为当前运动的速度方向45°至 135°的夹角范围内。
进一步地,所述控制机器人采取第二避障行为,包括:
控制向机器人当前运动的速度方向上施加一加速度,使得机器人在当 前该方向上的速度的大小逐渐减至零,同时,控制使得机器人产生一预设 大小的速度,该速度的方向为当前运动的速度方向45°至135°的夹角范 围内。
进一步地,根据所述机器人当前运动的速度,计算机器人的紧急程度 阈值,包括:
获取预设的时间常数;
将机器人当前运动的速度的绝对值,乘以所述时间常数,得到机器人 的紧急程度阈值。
进一步地,所述时间常数的取值在[0.05,0.15]范围内。
根据第二方面,一种实施例中提供一种机械臂式机器人,包括:
机械臂;
驱动电路,用于驱动所述机械臂运动;
设置于所述机械臂上的电子皮肤,所述电子皮肤用于感知周围环境并 转换为相应信号传输出去;
控制器,用于接收所述电子皮肤传输出来的信号以判断所述机械臂运 动轨迹上是否有障碍物,当判断有障碍物时,获取机械臂当前运动的速度 和当前与所述障碍物之间的距离;所述控制器根据机械臂当前运动的速度, 计算紧急程度阈值,并判断所述距离与紧急程度阈值之间的关系;当判断 所述距离大于所述紧急程度阈值,则所述控制器控制采取第一避障行为, 以使得所述机械臂避开所述障碍物,反之,当判断所述距离小于或等于所 述紧急程度阈值,则所述控制器控制采取第二避障行为,以使得所述机械 臂避开所述障碍物。
进一步地,所述控制器控制采取第一避障行为,包括:
所述控制器控制驱动电路,使得机械臂保持当前运动的速度大小和方 向的基础上,再向机械臂产生一预设大小的速度,该速度的方向为当前运 动的速度方向45°至135°的夹角范围内。
进一步地,所述被控制器控制采取第二避障行为,包括:
所述控制器控制驱动电路向机械臂当前运动的速度方向上施加一加速 度,使得机械臂在当前该方向上的速度的大小逐渐减至零,同时,控制驱 动电路使得机械臂产生一预设大小的速度,该速度的方向为当前运动的速 度方向45°至135°的夹角范围内。
进一步地,所述控制器根据机械臂当前运动的速度,计算紧急程度阈 值,包括:
所述控制器获取预设的时间常数;
所述控制器将机械臂当前运动的速度的绝对值,乘以所述时间常数, 得到所述紧急程度阈值。
根据第三方面,一种实施例中提供一种计算机可读存储介质,包括程 序,所述程序能够被处理器执行以实现上述实施例所述的方法。
依据上述实施例的一种机械臂式机器人、机器人的避障方法及存储介 质,当判断机器人运动轨迹上有障碍物时,获取机器人当前运动的速度, 根据机器人当前运动的速度,计算机器人的紧急程度阈值,再获取机器人 当前与障碍物之间的距离,若距离等于或小于动态紧急程度阈值,则在避 障的同时在当前运动的速度方向上控制机器人减速急停,以避免机器人在 避障过程中由于距障碍物距离较近或当前运动的速度过快造成来不及避开 障碍物,从而与障碍物发生碰撞的问题。
附图说明
图1为一种实施例的机械臂式机器人的结构示意图;
图2为一种实施例的机器人的避障方法的流程图;
图3为另一种实施例的机械臂式机器人的结构示意图;
图4为一种实施例的机器人避障移动轨迹示意图;
图5为另一种实施例的机器人避障移动轨迹示意图;
图6为又一种实施例的机器人避障移动轨迹示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不 同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方 式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技 术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的, 或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的 一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部 分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关 操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识 即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式 结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照 本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书 和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须 的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区 分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、 “联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
现有机器人在进行避障时,通常通过复杂算法根据障碍物的位置关系 对机器人的行驶路径进行规划,以使得机器人能够绕开障碍物,然而在一 些情况下,当机器人检测到障碍物时,其距离障碍物的距离已经较近,而 当前速度又过大,使得其在按照避障路径进行行驶时并不能完全避开障碍 物,还是会与障碍物发发生碰撞。
在本发明实施例中,根据机器人当前运动的速度,确定紧急程度阈值, 将机器人与障碍物的实际距离与该紧急程度阈值进行比较,若小于或等于 该紧急程度阈值,则说明机器人可能存在避障过程中与障碍物发生碰撞问 题,控制机器人减速,并在减速的同时进行避障,避免了与障碍物发生碰 撞。
本发明实施例中的电子皮肤可参考申请号:201910712970.7,专利名 称:一种机器人电子皮肤、机器人及交互方法的专利申请。
请参考图1,图1为一种实施例的机械臂式机器人的结构示意图。本 实施例中的机械臂式机器人可以为1自由度机械臂式机器人、2自由度机 械臂式机器人、3自由度机械臂式机器人或6自由度机械臂式机器人。机 械臂式机器人包括基座11、机械臂12、驱动电路13、电子皮肤14和控制 器15。控制器15通过控制驱动电路13以使得驱动电路13驱动机械臂12 按照预设的方式进行运动。
机械臂12连接在基座11上。本实施例中的基座11可以为固定座等固 定安装于工作台上;还可以为可移动的基座,例如基座的底部安装有驱动 轮等,驱动机械臂式机器人进行移动。本实施例中,机械臂12可以在驱动 电路13的驱动下相对于基座11进行摆动、转动或直线运动。在一些实施 方式中,机械臂12包括多个关节臂,各个关节臂之间转动连接,通过驱动 电路13驱动多个关节臂在各自的运动方向上进行运动以使得机械臂12的 末端在各个方向上运动。驱动电路13也可以用于制动机械臂12,使其停 止运动。在一些实施方式中,驱动电路13在制动机械臂12时还可以驱动 机械臂式机器人恢复至预设状态。
电子皮肤14设置于机械臂12上,其用于感知周围环境并转换为相应 信号传输出去。本实施例中的电子皮肤14覆盖在机械臂12的部分表面, 可以理解的是,在其他实施例中,电子皮肤14还可以覆盖在机械臂12的 全部表面,或者覆盖在整个机械臂式机器人的表面,并且电子皮肤14的形 状与机械臂或机械臂式机器人的外部形状相匹配。在一实施例中,当机械 臂12的运动轨迹上存在障碍物时,电子皮肤14上的感应电容会发生变化, 其将改变后的电容值转换为电信号后发送给控制器15。
控制器15用于接收电子皮肤14传输出来的信号以判断机械臂12运动 轨迹上是否有障碍物,当判断有障碍物时,获取机械臂12当前运动的速度 和当前与障碍物之间的距离;控制器15根据机械臂12当前运动的速度, 计算紧急程度阈值,并判断距离与紧急程度阈值之间的关系;当判断距离 大于紧急程度阈值,则控制器15控制采取第一避障行为,以使得机械臂 12避开障碍物,反之,当判断距离小于或等于紧急程度阈值,则控制器15 控制采取第二避障行为,以使得机械臂12避开障碍物。
请参考图2,图2为一种实施例的机器人的避障方法流程图,所述的 避障方法以控制器15作为执行主体,包括步骤S101至步骤S108,下面具 体说明。
步骤S101,获取一用于感知机器人周围环境的信号。
在本实施例中,通过从设置在机械臂上的电子皮肤14获取用于感知机 器人周围环境的信号。在障碍物靠近机器人时,会引起电子皮肤14中感应 电路电容的变化,此外,电子皮肤14还可以产生表征障碍物与机器人的壳 体之间的距离或其变化的电信号。
步骤S102,根据用于感知机器人周围环境的信号,判断机器人运动轨 迹上是否有障碍物。
控制器15获取感知机器人周围环境的信号后,若检测到信号发生变 化,根据该变化可判断机器人运动轨迹上有障碍物;若检测到信号未发生 变化,可判断机器人运动轨迹上没有障碍物。控制器15通过检测到这种变 化还可以判断出机械臂12的具体哪个部位的运动轨迹上有障碍物,例如是 机械臂12的某一关节或长臂。控制器15还可以进一步通过感应电路的变 化趋势判断出障碍物的运动方向,从而便于控制器15准确地采用避障行 为。控制器15在判断机器人的运动轨迹上有障碍物时,还可以根据电子皮 肤14所产生的表征障碍物与机器人的壳体之间的距离或其变化的电信号, 推算出障碍物与机器人的壳体之间的距离以及距离的变化规律,以便于及 时发现运动轨迹上的障碍物并控制驱动电路13及时驱动机械臂12以对障 碍物进行躲避或是减轻与外界导体的碰撞力度。在一种实施方式下,可以 为机器人和障碍物均为运动的,且障碍物向机器人的方向进行运动,此时 机器人与障碍物之间的相对距离减小;在另一种实施方式下,还可以为障 碍物是固定不动的,机器人在朝障碍物所在位置的方向进行运动,此时机 器人与障碍物之间的相对距离也是减小的。
S103,当判断机器人运动轨迹上有障碍物时,获取机器人当前运动的 速度。其中,机器人当前运动的速度为判断机器人运动轨迹上有障碍物时 刻对应的机器人当前速度。
在一实施例中,机器人当前运动的速度可以为机械臂式机器人的机械 臂12末端的速度或者机械臂12上任意一部位的速度,机械臂式机器人每 个关节处均设置有驱动电机和编码器,根据每个关节处的编码器可获取机 械臂式机器人每个关节的角速度,通过每个关节的角速度可换算出机械臂 式机器人的机械臂12末端或任意一部位的速度。请参考图3,机器人包括 第一运动部件21和第二运动部件22。第一运动部件21一端连接第二运动部件22的一端。第一运动部件21被驱动之下运动,且带动第二运动部件 22运动。第二运动部件22可被驱动下相对于第一运动部件21摆动或转动。
在控制机器人使其避免与障碍物碰撞或者减轻碰撞力度时,还需要确 定第一运动部件21以及第二运动部件22中需要避免与障碍物碰撞或者减 轻碰撞力度的碰撞部位。
若是第一运动部件21上的某个部位需要避免与障碍物碰撞或者减轻 碰撞力度,则通过第一运动部件21和第二运动部件22之间关节的速度以 及第一运动部件21与基座相连关节的速度来计算第一运动部件21上对应 部位的当前速度,并获取该碰撞部位对障碍物的最大允许碰撞速度和用于 减速的加速度,计算机器人该碰撞部位对应的紧急程度阈值。机器人根据 紧急程度阈值,控制机器人第一运动部件21采取相应避障行为。
机械臂式机器人上每个部位所对应的速度都是不相同的,因此本实施 例通过公式(1)得到机器人任一碰撞部位对应的当前速度:
在一种具体实施方式下,例如一个3自由度的机械臂,则其中分别为3自由度机械臂第一关节、 第二关节和第三关节的角速度,每个关节的角速度通过设置在机械臂关节 处的编码器来获取,机械臂不同部位所对应的雅克比矩J是不相同的,通 过上述公式(1)可得到机械臂式机器人相应部位的矢量线速度,再根据矢 量合成即可得到机械臂式机器人相应部位的线速度。
在一实施例中,机器人还可以为整体运动的移动式机器人,也就是将 机器人作为一个整体,在任一时刻下机器人整体只具有一个速度,例如在 基座11的底部设置驱动轮,此时机器人当前运动的速度则为驱动轮的运动 速度,其可以通过驱动轮上安装的编码器等速度检测装置获取其当前运动 的速度。
步骤S104,根据机器人当前运动的速度,计算机器人的紧急程度阈值。
在一实施例中,步骤S104中根据机器人当前运动的速度,计算机器人 的紧急程度阈值包括:获取预设的时间常数;将机器人当前运动的速度的 绝对值,乘以所述时间常数,得到机器人的紧急程度阈值。
本实施例通过公式(2)计算机器人的紧急程度阈值:
T=kv*|v| (2)
其中,T为机器人的紧急程度阈值,kv为预设的时间常数,|v|为机器人 当前运动的速度的绝对值。本实施例中预设的时间常数kv的取值在 [0.05,0.15]范围内,预设的时间常数kv的最优取值为0.1。其中预设的时 间常数kv的单位与机器人当前运动的速度的单位有关,若机器人当前运动 的速度的单位为m/s时,预设的时间常数kv的单位为s。
步骤S105,当判断机器人运动轨迹上有障碍物时,还获取机器人当前 与障碍物之间的距离。
在一实施例中,控制器15在判断机器人的运动轨迹上有障碍物时,可 以根据电子皮肤14所产生的表征障碍物与机器人的壳体之间的距离或其 变化的电信号,推算出障碍物与机器人的壳体之间的距离以及距离的变化 规律。
本实施例通过公式(3)计算机器人与障碍物之间的距离d:
d=εS/4πkC (3)
其中,ε为空气的介电常数,S为机器人与障碍物的正对面积,本实施 例中正对面积S为当前电子皮肤面积的一半;C为当前电子皮肤的电容值, k为静电力常数。
在另一实施例中,还可以采用安装在机器人上的现有激光扫描仪来检 测障碍物以及障碍物与机器人之间的距离,也可以在机器人上设置摄像头, 通过机器人的控制模块对摄像头所采集的环境图像进行图像处理分析以得 到机器人与障碍物之间的距离。
步骤S106,判断距离与紧急程度阈值之间的关系。
其中,所检测到机器人与障碍物之间的距离与紧急程度阈值之间有三 种关系,分别为机器人与障碍物之间的距离大于紧急程度阈值、机器人与 障碍物之间的距离等于紧急程度阈值和机器人与障碍物之间的距离小于紧 急程度阈值。
步骤S107,当判断距离大于紧急程度阈值,则控制机器人采取第一避 障行为,以使得机器人避开障碍物。
在一实施例中,控制机器人采取第一避障行为,包括:
在保持机器人当前运动的速度大小和方向的基础上,再控制使得机器 人产生一预设大小的速度,该速度的方向为当前运动的速度方向45°至 135°的夹角范围内。
其中,该预设大小的速度的方向与机器人当前运动的速度方向的夹角 的最优取值范围为75°至115°角度范围。例如在机器人当前运动的速度 方向的垂直方向上叠加该预设大小的速度,以控制机器人绕开障碍物。本 实施例中,该速度的大小值需使得机器人能够以最短路径绕开障碍物,其 可通过现有的避障算法计算得到,例如VFH算法、DWA算法等现有机器人 避障算法。
步骤S108,当判断距离小于或等于紧急程度阈值,则控制机器人采取 第二避障行为,以避开障碍物。
在一实施例中,控制机器人采取第二避障行为,包括:
控制向机器人当前运动的速度方向上施加一加速度,使得机器人在当 前该方向上的速度的大小逐渐减至零,同时,控制使得机器人产生一预设 大小的速度,该速度的方向为当前运动的速度方向45°至135°的夹角范 围内。
在障碍物与机器人之间的距离等于或小于紧急程度阈值时,也就是机 器人离障碍物较近,此时若还以机器人当前运动的速度进行避障可能会与 障碍物发生避障,因此从检测到障碍物开始,需控制机器人在当前运动的 速度方向上进行减速,其可以恒定加速度进行减速,也可以变加速度进行 减速,在减速的同时叠加预设大小的速度,同理,该该预设大小的速度的 方向与机器人当前运动的速度方向的夹角的最优取值范围为75°至115° 角度范围。例如在机器人当前运动的速度方向的垂直方向上叠加该预设大 小的速度,以控制机器人绕开障碍物。本实施例中,该速度的大小值需使 得机器人能够以最短路径绕开障碍物,其可通过现有的避障算法计算得到, 例如VFH算法、DWA算法等现有机器人避障算法。
如图4所示,图4为一种实施例的机器人避障移动轨迹示意图,机器 人以当前运动的速度vx向终点B进行移动,设速度vx的运动方向(水平方 向)为X,其移动至A点检测到障碍物,若此时A点距离障碍物的距离小 于或等于紧急程度阈值,则机器人从A点开始在速度vx的方向上进行减速, 同时从A点开始在速度vx的垂直方向上叠加预设大小的速度vy,假设所叠 加速度vy的运动方向(垂直方向)为Y,且速度vy的大小能够使得机器人绕 开障碍物;假设检测到障碍物的时刻为t0,由于机器人在避障的同时需要 急停减速,因此从时刻t0开始在X方向的反方向施加一加速度,控制机器 人以10倍于时刻t0速度vx的数值作为加速度a进行减速,则 vx(t)=vx(t0)-a(t-t0),因此在避障过程中机器人的速度为当 机器人避开障碍物后(电子皮肤不再检测到障碍物信号后),机器人重新规 划路径到终点B。
如图5所示,图5为另一种实施例的机器人避障移动轨迹示意图,机 器人移动至A点时,若A点距离障碍物的距离大于紧急程度阈值,则从A 点开始在速度vx的垂直方向上叠加预设速度v′y,使得机器人绕开障碍物, 则避障过程中,机器人在X方向上的速度是不变的,因此机器人的速度为
本实施例除了控制机器人产生与当前运动的速度方向垂直的预设大小 的速度外,也可以产生与当前运动的速度方向夹角为45°至135°角度范 围内的预设大小的速度,例如若所产生的预设大小的速度与当前运动的速 度方向的夹角为120°时,机器人在避障的同时还进行了减速,提升了避 障效率。
在一种实施例中,障碍物还可以处于移动状态下,如图6所示,图6 为再一种实施例的机器人避障移动轨迹示意图,在初始时刻(时间:0S) 机器人以当前运动的速度vx从起点A0向终点B进行移动,设速度vx的运动 方向(水平方向)为X;在第二时刻(时间:1S)机器人移动至A1点时检 测到C1点处的障碍物,从A1点开始在与速度vx(当前运动方向)夹角为θ的方向上叠加第一预设速度,θ∈[45°,135°],以使机器人绕开C1点障碍物, 此时机器人以规划路径1进行移动;在第三时刻(时间:2S)机器人移动 至A2点时检测到障碍物从C1点移动至C2点,从A2点开始在与速度vx(当 前运动方向)夹角为θ′的方向上叠加第二预设速度,θ′∈[45°,135°],以使机 器人绕开C2点障碍物,此时机器人以规划路径2进行移动;在第四时刻(时 间:3S)机器人移动至A3点时检测到障碍物从C2点移动至C3点,从A3 点开始在与速度vx(当前运动方向)夹角为θ″的方向上叠加第三预设速度, θ″∈[45°,135°],以使机器人绕开C3点障碍物,此时机器人以规划路径3移动 至终点B。需要说明的是,在检测到障碍物的每个时刻,机器人在避障前 均需判断机器人距障碍物的距离是否大于紧急程度阈值,若大于紧急程度 阈值,则直接将所产生的预设大小的速度叠加在与当前运动的速度的方向 (当前运动方向)夹角为θ的方向上,若小于或等于紧急程度阈值,还需 在叠加预设大小的速度的同时,在当前运动的速度方向的相反方向施加一 加速度,以使机器人避障的同时进行减速。
本实施例中预设大小的速度的大小值可以使得机器人离开当前运动的 速度方向以绕开障碍物,在绕开障碍物后,也就是障碍物不在当前运动轨 迹上时,控制机器人恢复到避障之前的行驶轨迹上。
本领域技术人员可以理解,上述实施方式中各种方法的全部或部分功 能可以通过硬件的方式实现,也可以通过计算机程序的方式实现。当上述 实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时,该程序可以存 储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器、随机存 储器、磁盘、光盘、硬盘等,通过计算机执行该程序以实现上述功能。例 如,将程序存储在设备的存储器中,当通过处理器执行存储器中程序,即 可实现上述全部或部分功能。另外,当上述实施方式中全部或部分功能通 过计算机程序的方式实现时,该程序也可以存储在服务器、另一计算机、 磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中,通过下载或复制保存到本 地设备的存储器中,或对本地设备的***进行版本更新,当通过处理器执 行存储器中的程序时,即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明, 并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明 的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (8)
1.一种机器人的避障方法,其特征在于,包括:
获取一用于感知机器人周围环境的信号;
根据所述用于感知机器人周围环境的信号,判断机器人运动轨迹上是否有障碍物;
当判断机器人运动轨迹上有障碍物时,获取机器人当前运动的速度;
根据所述机器人当前运动的速度,计算机器人的紧急程度阈值;
当判断机器人运动轨迹上有障碍物时,还获取机器人当前与所述障碍物之间的距离;
判断所述距离与紧急程度阈值之间的关系;
当判断所述距离大于所述紧急程度阈值,则控制机器人采取第一避障行为,以使得所述机器人避开所述障碍物;所述控制机器人采取第一避障行为,具体包括:在保持机器人当前运动的速度大小和方向的基础上,再控制使得机器人产生一预设大小的速度,该速度的方向为当前运动的速度方向45°至135°的夹角范围内;
当判断所述距离小于或等于所述紧急程度阈值,则控制机器人采取第二避障行为,以使得所述机器人避开所述障碍物。
2.如权利要求1所述的避障方法,其特征在于,所述控制机器人采取第二避障行为,包括:
控制向机器人当前运动的速度方向上施加一加速度,使得机器人在当前该方向上的速度的大小逐渐减至零,同时,控制使得机器人产生一预设大小的速度,该速度的方向为当前运动的速度方向45°至135°的夹角范围内。
3.如权利要求1所述的避障方法,其特征在于,根据所述机器人当前运动的速度,计算机器人的紧急程度阈值,包括:
获取预设的时间常数;
将机器人当前运动的速度的绝对值,乘以所述时间常数,得到机器人的紧急程度阈值。
4.如权利要求3所述的避障方法,其特征在于,所述时间常数的取值在[0.05,0.15]范围内。
5.一种机械臂式机器人,其特征在于,包括:
机械臂;
驱动电路,用于驱动所述机械臂运动;
设置于所述机械臂上的电子皮肤,所述电子皮肤用于感知周围环境并转换为相应信号传输出去;
控制器,用于接收所述电子皮肤传输出来的信号以判断所述机械臂运动轨迹上是否有障碍物,当判断有障碍物时,获取机械臂当前运动的速度和当前与所述障碍物之间的距离;所述控制器根据机械臂当前运动的速度,计算紧急程度阈值,并判断所述距离与紧急程度阈值之间的关系;当判断所述距离大于所述紧急程度阈值,则所述控制器控制采取第一避障行为,以使得所述机械臂避开所述障碍物,所述控制器控制采取第一避障行为,具体包括:所述控制器控制驱动电路,使得机械臂保持当前运动的速度大小和方向的基础上,再向机械臂产生一预设大小的速度,该速度的方向为当前运动的速度方向45°至135°的夹角范围内;反之,当判断所述距离小于或等于所述紧急程度阈值,则所述控制器控制采取第二避障行为,以使得所述机械臂避开所述障碍物。
6.如权利要求5所述的机械臂式机器人,其特征在于,所述控制器控制采取第二避障行为,包括:
所述控制器控制驱动电路向机械臂当前运动的速度方向上施加一加速度,使得机械臂在当前该方向上的速度的大小逐渐减至零,同时,控制驱动电路使得机械臂产生一预设大小的速度,该速度的方向为当前运动的速度方向45°至135°的夹角范围内。
7.如权利要求5所述的机械臂式机器人,其特征在于,所述控制器根据机械臂当前运动的速度,计算紧急程度阈值,包括:
所述控制器获取预设的时间常数;
所述控制器将机械臂当前运动的速度的绝对值,乘以所述时间常数,得到所述紧急程度阈值。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括程序,所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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