CN112690710B - 障碍物通过性判断方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例属于扫地机器人行走技术领域，涉及一种障碍物通过性判断方法方法，包括连续检测扫地机器人的倾斜角度，如果扫地机器人的倾斜角度超过预设值，确定扫地机器人处于翻越障碍物的越障状态；在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度，越障角度是所述扫地机器人与水平面的夹角；根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度；根据障碍物的高度超过了预设的高度极限，确定扫地机器人无法通过当前障碍物。本申请还提供一种障碍物通过性判断装置、计算机设备及存储介质。本申请通过越障角度和预设的机身轴距确定当前障碍物的高度，如果高度超过了预设值，则确定扫地机器人无法通过当前障碍物。判断障碍物的通过性效率高。

Description

障碍物通过性判断方法、装置、计算机设备及存储介质
技术领域
本申请涉及扫地机器人行走技术领域，尤其涉及一种障碍物高度判断方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
扫地机器人在工作过程中自行对一个区域进行清扫，因为清洁区域的复杂性，清洁路线上很有可能出现障碍物。虽然清洁机器人设置有边轮及万向轮，能够应对部分障碍物，实现越障或者是撤回；然而，仍然有部分障碍物无法被扫地机器人跨域，造成扫地机器人卡死，倾覆，即便具备撤回的能力，也会大大影响扫地机器人的工作效率。需要一种检测障碍物高度的方法，以判断扫地机器人能否翻越障碍。
发明内容
本申请实施例的目的在于提出一种能够检测扫地机器人越障状态，并且判断障碍物通过性的方法。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种障碍物通过性判断方法、装置、计算机设备及存储介质，采用了如下所述的技术方案：
一种障碍物通过性判断方法，包括下述步骤：
连续检测扫地机器人的倾斜角度，如果扫地机器人的倾斜角度超过预设值，确定扫地机器人处于翻越障碍物的越障状态；
在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度，所述越障角度是所述扫地机器人与水平面的夹角；
根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度；
根据所述障碍物的高度超过了预设的高度极限，确定扫地机器人无法通过当前障碍物。
进一步的，所述步骤在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度中，所述越障角度的获取方法具体包括：
获取扫地机器人的运行状态；
如果所述扫地机器人是直线行走状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度，所述俯仰角度等于所述越障角度。
进一步的，所述步骤获取扫地机器人的运行状态之后，该方法还包括：
如果所述扫地机器人是转动状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度；
通过陀螺仪获取所述扫地机器人的翻滚角度；
根据所述俯仰角和所述翻滚角确定所述越障角度。
进一步的，所述步骤根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度中，所述高度通过所述机身轴距与所述越障角度的正弦值乘积确定。
进一步的，所述高度极限的获取方法为，通过霍尔传感器获取扫地机器人的负载，并且根据所述负载，确定一个相应的预设高度为高度极限。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种障碍物通过性判断装置，采用了如下所述的技术方案：
一种障碍物通过性判断装置，包括：
越障状态确定模块，用于连续检测扫地机器人的倾斜角度，如果扫地机器人的倾斜角度超过预设值，确定扫地机器人处于翻越障碍物的越障状态；
越障角度确定模块，用于在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度，所述越障角度是所述扫地机器人与水平面的夹角；
障碍高度获取模块，用于根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度；
通过性判断模块，用于根据所述障碍物的高度超过了预设的高度极限，确定扫地机器人无法通过当前障碍物。
进一步的，所述越障角度判断模块具体包括：
运行状态判断模块，用于获取扫地机器人的运行状态；
直线越障角度确定模块，用于如果所述扫地机器人是直线行走状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度，所述俯仰角度等于所述越障角度。
进一步的，所述步骤获取扫地机器人的运行状态之后，该方法还包括：
转动越障角度确定模块，用于如果所述扫地机器人是转动状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度；
用于通过陀螺仪获取所述扫地机器人的翻滚角度；
还用于根据所述俯仰角和所述翻滚角确定所述越障角度。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机设备，采用了如下所述的技术方案：
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的障碍物通过性判断方法的步骤。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，采用了如下所述的技术方案：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的障碍物通过性判断方法的步骤。
与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：通过检测扫地机器人的倾斜角度，当扫地机器人的倾斜角度超过了预设值则确定扫地机器人处于越障状态，并且开始连续获取扫地机器人的越障角度，之后通过越障角度和预设的机身轴距确定当前障碍物的高度，如果高度超过了预设值，则确定扫地机器人无法通过当前障碍物。如此配合扫地机器人的导航功能即可接触被障碍物卡死的隐患，该方案能够高效判断障碍物的通过性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1根据本申请的障碍物通过性判断方法方法的一个实施例的流程图；
图2是图2中步骤S200的一种具体实施方式的流程图；
图3是根据本申请的障碍物通过性判断方法装置的一个实施例的结构示意图；
图4是根据本申请的计算机设备的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参考图，示出了根据本申请的障碍物通过性判断方法的一个实施例的流程图。所述的障碍物通过性判断方法，包括以下步骤：
步骤S100：连续检测扫地机器人的倾斜角度，如果扫地机器人的倾斜角度超过预设值，确定扫地机器人处于翻越障碍物的越障状态；
步骤S200：在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度，所述越障角度是所述扫地机器人与水平面的夹角；
步骤S300：根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度；
步骤S400：根据所述障碍物的高度超过了预设的高度极限，确定扫地机器人无法通过当前障碍物。
具体的，倾斜角度的判断具体通过陀螺仪判断扫地机器人是否发生了滚动和/或通过加速度传感器确定扫地机器人是否产生了上扬一旦陀螺仪或加速度传感器产生了大于预设值的数据变化，则可以判断扫地机器人的倾斜角度发生了变化。
对于越障角度的判断，优选的，当扫地机器人的越障角度保持稳定的情况下进行越障角度的确定，如此能够提升越障角度的精度，防止越障角度的数据不精确。
通过检测扫地机器人的倾斜角度，当扫地机器人的倾斜角度超过了预设值则确定扫地机器人处于越障状态，并且开始连续获取扫地机器人的越障角度，之后通过越障角度和预设的机身轴距确定当前障碍物的高度，如果高度超过了预设值，则确定扫地机器人无法通过当前障碍物。如此配合扫地机器人的导航功能即可接触被障碍物卡死的隐患，该方案能够高效判断障碍物的通过性。
进一步的，所述步骤S200：在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度中，所述越障角度的获取方法具体包括：
步骤S201：获取扫地机器人的运行状态；
步骤S202：如果所述扫地机器人是直线行走状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度，所述俯仰角度等于所述越障角度。
具体的，扫地机器人通过陀螺仪和加速度计能够获取扫地机器人运动过程中的俯仰角（pitch）和翻滚角（roll），在直走状态下，如果碰到障碍物，扫地机器人的俯仰角会产生较大变化，此时扫地机器人的俯仰角相当于扫地机器人与地面之间夹角。通过俯仰角作为越障角度，即可计算障碍物的高度。
进一步的，所述步骤获取扫地机器人的运行状态之后，该方法还包括：
步骤S203：如果所述扫地机器人是转动状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度；
步骤S204：通过陀螺仪获取所述扫地机器人的翻滚角度；
步骤S205：根据所述俯仰角和所述翻滚角确定所述越障角度。
扫地机器人在越障过程当中，如果是转动状态，因为扫地机器人的转动除了扫地机器人的俯仰角度会发生变化，扫地机器人的翻滚角度也会发生变化，并且此时扫地机器人的俯仰角和翻滚角，都无法反应出越障角度，也就是扫地机器人与地面之间的夹角，扫地机器人和地面之间的角度是俯仰角和翻滚角的和角，根据预设的欧拉角的约束进行角度上的变换以获取扫地机器人和地面之间的夹角以获取，因为扫地机器人的俯仰角和翻滚角是在相互垂直的两个平面上的，所以具体获取越障角度的方法为：通过将俯仰角和翻滚角的三角函数的平方加和之后开方，通过开方的结果进行反三角函数的计算，以获取越障角度。该方案能够适应扫地机器人在转动过程中遇见障碍物的越障角度判断，障碍物高度计算精度高。
进一步的，所述步骤S300：根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度中，所述高度通过所述机身轴距与所述越障角度的正弦值乘积确定。
进一步的，所述高度极限的获取方法为，通过霍尔传感器获取扫地机器人的负载，并且根据所述负载，确定一个相应的预设高度为高度极限。
该方案能够根据不同的扫地机器人负载调整扫地机器人的越障高度，具体的，在一种实施例中，通过霍尔元件就测量磁场强度数据，并且在水箱和尘盒在制作的时候分别注入不同强度的磁铁，通过上述磁场强度数据，区分是水箱还是尘盒模式，以根据水箱和尘盒分别设定扫地机器人能够越障的最低高度。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）等非易失性存储介质，或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
进一步参考图3，作为对上述图1所示方法的实现，本申请提供了一种障碍物通过性判断装置的一个实施例，该装置实施例与图1所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。
如图3所示，一种障碍物通过性判断装置，包括：
越障状态确定模块100，用于连续检测扫地机器人的倾斜角度，如果扫地机器人的倾斜角度超过预设值，确定扫地机器人处于翻越障碍物的越障状态；
越障角度确定模块200，用于在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度，所述越障角度是所述扫地机器人与水平面的夹角；
障碍高度获取模块300，用于根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度；
通过性判断模块400，用于根据所述障碍物的高度超过了预设的高度极限，确定扫地机器人无法通过当前障碍物。
通过检测扫地机器人的倾斜角度，当扫地机器人的倾斜角度超过了预设值则确定扫地机器人处于越障状态，并且开始连续获取扫地机器人的越障角度，之后通过越障角度和预设的机身轴距确定当前障碍物的高度，如果高度超过了预设值，则确定扫地机器人无法通过当前障碍物。如此配合扫地机器人的导航功能即可接触被障碍物卡死的隐患，该方案能够高效判断障碍物的通过性。
进一步的，所述越障角度判断模块具体包括：
运行状态判断模块，用于获取扫地机器人的运行状态；
直线越障角度确定模块，用于如果所述扫地机器人是直线行走状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度，所述俯仰角度等于所述越障角度。
进一步的，所述步骤获取扫地机器人的运行状态之后，该方法还包括：
转动越障角度确定模块，用于如果所述扫地机器人是转动状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度；
用于通过陀螺仪获取所述扫地机器人的翻滚角度；
还用于根据所述俯仰角和所述翻滚角确定所述越障角度。
为解决上述技术问题，本申请实施例还提供计算机设备。具体请参阅图4，图4为本实施例计算机设备基本结构框图。
所述计算机设备4包括通过***总线相互通信连接存储器61、处理器62、网络接口63。需要指出的是，图中仅示出了具有组件61-63的计算机设备6，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)、数字处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。
所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
所述存储器61至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、随机访问存储器（RAM）、静态随机访问存储器（SRAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、可编程只读存储器（PROM）、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器61可以是所述计算机设备6的内部存储单元，例如该计算机设备6的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器61也可以是所述计算机设备6的外部存储设备，例如该计算机设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（FlashCard）等。当然，所述存储器61还可以既包括所述计算机设备6的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器61通常用于存储安装于所述计算机设备6的操作***和各类应用软件，例如障碍物通过性判断方法的程序代码等。此外，所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
所述处理器62在一些实施例中可以是中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器62通常用于控制所述计算机设备6的总体操作。本实施例中，所述处理器62用于运行所述存储器61中存储的程序代码或者处理数据，例如运行所述障碍物通过性判断方法的程序代码。
所述网络接口63可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口63通常用于在所述计算机设备6与其他电子设备之间建立通信连接。
本申请还提供了另一种实施方式，即提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有障碍物通过性判断程序，所述障碍物通过性判断程序可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的障碍物通过性判断方法的步骤。
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上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述的方法。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种障碍物通过性判断方法，其特征在于，包括下述步骤：
连续检测扫地机器人的倾斜角度，如果扫地机器人的倾斜角度超过预设值，确定扫地机器人处于翻越障碍物的越障状态；
在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度，所述越障角度是所述扫地机器人与水平面的夹角，所述越障角度通过将俯仰角和翻滚角的三角函数的平方加和之后开方，通过开方的结果进行反三角函数的计算获得；
根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度；
根据所述障碍物的高度超过了预设的高度极限，确定扫地机器人无法通过当前障碍物。
2.根据权利要求1所述的障碍物通过性判断方法，其特征在于：所述步骤在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度中，所述越障角度的获取方法具体包括：
获取扫地机器人的运行状态；
如果所述扫地机器人是直线行走状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度，所述俯仰角度等于所述越障角度。
3.根据权利要求2所述的障碍物通过性判断方法，其特征在于：所述步骤获取扫地机器人的运行状态之后，该方法还包括：
如果所述扫地机器人是转动状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度；
通过陀螺仪获取所述扫地机器人的翻滚角度；
根据所述俯仰角和所述翻滚角确定所述越障角度。
4.根据权利要求3所述的障碍物通过性判断方法，其特征在于：所述步骤根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度中，所述高度通过所述机身轴距与所述越障角度的正弦值乘积确定。
5.根据权利要求3所述的障碍物通过性判断方法，其特征在于：所述高度极限的获取方法为，通过霍尔传感器获取扫地机器人的负载，并且根据所述负载，确定一个相应的预设高度为高度极限。
6.一种障碍物通过性判断装置，其特征在于，包括：
越障状态确定模块，用于连续检测扫地机器人的倾斜角度，如果扫地机器人的倾斜角度超过预设值，确定扫地机器人处于翻越障碍物的越障状态；
越障角度确定模块，用于在所述越障状态下，连续获取扫地机器人的越障角度，所述越障角度是所述扫地机器人与水平面的夹角，所述越障角度通过将俯仰角和翻滚角的三角函数的平方加和之后开方，通过开方的结果进行反三角函数的计算获得；
障碍高度获取模块，用于根据所述越障角度及预设的机身轴距，确定障碍物的高度；
通过性判断模块，用于根据所述障碍物的高度超过了预设的高度极限，确定扫地机器人无法通过当前障碍物。
7.根据权利要求6所述的障碍物通过性判断方法，其特征在于：所述越障角度判断模块具体包括：
运行状态判断模块，用于获取扫地机器人的运行状态；
直线越障角度确定模块，用于如果所述扫地机器人是直线行走状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度，所述俯仰角度等于所述越障角度。
8.根据权利要求7所述的障碍物通过性判断方法，其特征在于：所述步骤获取扫地机器人的运行状态之后，该方法还包括：
转动越障角度确定模块，用于如果所述扫地机器人是转动状态，通过加速度传感器获取所述扫地机器人的俯仰角度；
用于通过陀螺仪获取所述扫地机器人的翻滚角度；
还用于根据所述俯仰角和所述翻滚角确定所述越障角度。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的障碍物通过性判断方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的障碍物通过性判断方法的步骤。
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