机器人弓字型行走时的策略控制方法发明专利

专利名称：机器人弓字型行走时的策略控制方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202110822395.3

专利申请（专利权）人：珠海一微半导体股份有限公司
权利人地址：广东省珠海市横琴新区环岛东路3000号2706

专利发明（设计）人：廖伟健,李永勇

专利摘要：本发明公开了一种机器人弓字型行走时的策略控制方法，该方法包括以下步骤：S1：机器人按照预先规划来进行弓字型行走，且在行走的过程中记录每条行走路径的起始位置；S2：机器人在进行弓字型行走的过程中，根据预设的行走路径的长度和间隔来切换行走路径，并记录每条行走路径的终点位置；S3：基于自身所处的位置、机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径，机器人在弓字型行走的过程中采用相对应的动作来实现避障。本申请的机器人根据设定的方式进行弓字型移动，在弓字型行走过程中，通过自身所处的位置、机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径，来采用不同的动作进行避障，使清扫轨迹更加整齐与规律。

主权利要求：
1.一种机器人弓字型行走时的策略控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：机器人按照预先规划来进行弓字型行走，且在行走的过程中记录每条行走路径的起始位置；
S2：机器人在进行弓字型行走的过程中，根据预设的行走路径的长度和间隔来切换行走路径，并记录每条行走路径的终点位置；
S3：基于自身所处的位置、机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径，机器人在弓字型行走的过程中采用相对应的动作来实现避障；
步骤S3中，若机器人不是位于第一条行走路径，则机器人通过碰撞传感器来获取障碍物的信息，并记录碰撞点的信息，然后根据碰撞点的位置来进行往已清扫方向沿边绕障或往未清扫方向沿边绕障；
机器人根据碰撞点的位置来进行往已清扫方向沿边绕障或往未清扫方向沿边绕障包括以下步骤：以碰撞点为分界点，如果位于已清扫区域的障碍物的长度小于等于第一设定距离，则机器人沿已清扫方向进行沿边绕障；如果位于已清扫区域的障碍物的长度大于第一设定距离，则机器人判断位于未清扫区域的障碍物的长度；
若位于未清扫区域的障碍物的长度小于等于第二设定距离，则机器人沿未清扫方向进行沿边绕障；若位于未清扫区域的障碍物的长度大于第二设定距离，则机器人沿已清扫方向进行沿边绕障。
2.根据权利要求1所述的机器人弓字型行走时的策略控制方法，其特征在于，步骤S1中，机器人在位于每条行走路径的起点时，记录每条行走路径的起点的坐标。
3.根据权利要求1所述的机器人弓字型行走时的策略控制方法，其特征在于，步骤S2中，机器人根据预设的行走路径的长度和间隔来切换行走路径包括以下步骤：机器人根据预设的行走路径的长度来决定机器人的转向点；
机器人根据预设的行走路径的间隔从转向点移动到下一条行走路径的起点；
其中，所述转向点为当前行走路径的终点，机器人移动到下一条行走路径前，记录转向点的坐标。
4.根据权利要求1所述的机器人弓字型行走时的策略控制方法，其特征在于，步骤S3中，机器人在弓字型行走的过程中采用相对应的动作来实现避障包括以下步骤：机器人获取障碍物信息，则判断自身所处的行走路径；
若机器人位于第一条行走路径，机器人对障碍物沿边绕障，直至机器人再次位于第一条行走路径所在的直线上，机器人继续在该条行走路径上进行移动；
若机器人不是位于第一条行走路径，则根据机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径来决定机器人的绕障方向。
5.根据权利要求1所述的机器人弓字型行走时的策略控制方法，其特征在于，若机器人沿已清扫方向进行沿边绕障，则判断当前机器人的位置与上一条行走路径的起始位置之间的间隔是否大于设定的绕障距离，如果是，则沿已清扫方向进行沿边绕障；如果否，则沿未清扫方向进行沿边绕障。
6.根据权利要求1所述的机器人弓字型行走时的策略控制方法，其特征在于，机器人沿已清扫方向进行沿边绕障时，如果机器人与碰撞点之间的距离超过预设的返回距离，则机器人返回碰撞点，并沿未清扫方向进行沿边绕障。
7.根据权利要求1所述的机器人弓字型行走时的策略控制方法，其特征在于，机器人在进行沿边绕障时，若机器人再次位于绕障前的行走路径所在的直线上，机器人继续在该条行走路径上进行移动。
8.根据权利要求4所述的机器人弓字型行走时的策略控制方法，其特征在于，机器人沿未清扫方向进行沿边绕障时，如果机器人当前位置与绕障前的行走路径的起始位置之间的间隔超过行走路径的设定间隔时，则机器人结束绕障，并以当前位置作为行走路径的起始位置进行弓字型行走。 说明书 : 机器人弓字型行走时的策略控制方法技术领域[0001] 本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种机器人弓字型行走时的策略控制方法。背景技术[0002] 目前视觉扫地机器人清扫时普遍采用弓字型清扫，采用弓字型清扫可以大大提高扫地机器人的清扫效率，但是视觉扫地机器人在进行弓字型清扫时，如果遇到障碍物或者到达尽头时，视觉扫地机器人判断容易出错，例如本该调头的地方没有调头，而是沿着墙一直走很远，导致清扫轨迹乱；而本该绕障的地方却选择调头导致大面积漏扫。发明内容[0003] 为解决上述问题，本发明提供了一种机器人弓字型行走时的策略控制方法，使得机器人正常弓字型行走时，清扫轨迹更加整齐与规律。本发明的具体技术方案如下：[0004] 一种机器人弓字型行走时的策略控制方法，该方法包括以下步骤：S1：机器人按照预先规划来进行弓字型行走，且在行走的过程中记录每条行走路径的起始位置；S2：机器人在进行弓字型行走的过程中，根据预设的行走路径的长度和间隔来切换行走路径，并记录每条行走路径的终点位置；S3：基于自身所处的位置、机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径，机器人在弓字型行走的过程中采用相对应的动作来实现避障。与现有技术相比，本申请的机器人根据设定的方式进行弓字型移动，在弓字型行走过程中，通过自身所处的位置、机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径，来采用不同的动作进行避障，使清扫轨迹更加整齐与规律，提高机器人的工作效率。[0005] 进一步地，步骤S1中，机器人在位于每条行走路径的起点时，记录每条行走路径的起点的坐标。[0006] 进一步地，步骤S2中，机器人根据预设的行走路径的长度和间隔来切换行走路径包括以下步骤：机器人根据预设的行走路径的长度来决定机器人的转向点；机器人根据预设的行走路径的间隔从转向点移动到下一条行走路径的起点；其中，所述转向点为当前行走路径的终点，机器人移动到下一条行走路径前，记录转向点的坐标。[0007] 进一步地，步骤S3中，机器人在弓字型行走的过程中采用相对应的动作来实现避障包括以下步骤：机器人获取障碍物信息，则判断自身所处的行走路径；若机器人位于第一条行走路径，机器人对障碍进沿边绕障，直至机器人再次位于第一条行走路径所在的直线上，机器人继续在该条行走路径上进行移动；若机器人不是位于第一条行走路径，则根据机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径来决定机器人的绕障方向。[0008] 进一步地，步骤S3中，若机器人不是位于第一条行走路径，则机器人通过碰撞传感器来获取障碍物的信息，并记录碰撞点的信息，然后根据碰撞点的位置来进行往已清扫方向沿边绕障或往未清扫方向沿边绕障。[0009] 进一步地，机器人根据碰撞点的位置来进行往已清扫方向沿边绕障或往未清扫方向沿边绕障包括以下步骤：以碰撞点为分界点，如果位于已清扫区域的障碍物的长度小于等于第一设定距离，则机器人沿已清扫方向进行沿边绕障；如果位于已清扫区域的障碍物的长度大于第一设定距离，则机器人判断位于未清扫区域的障碍物的长度；[0010] 若位于未清扫区域的障碍物的长度小于等于第二设定距离，则机器人沿未清扫方向进行沿边绕障；若位于未清扫区域的障碍物的长度大于第二设定距离，则机器人沿已清扫方向进行沿边绕障。[0011] 进一步地，若机器人沿已清扫方向进行沿边绕障，则判断当前机器人的位置与上一条行走路径的起始位置之间的间隔是否大于设定的绕障距离，如果是，则沿已清扫方向进行沿边绕障；如果否，则沿未清扫方向进行沿边绕障。[0012] 进一步地，机器人沿已清扫方向进行沿边绕障时，如果机器人与碰撞点之间的距离超过预设的返回距离，则机器人返回碰撞点，并沿未清扫方向进行沿边绕障。[0013] 进一步地，机器人在进行沿边绕障时，若机器人再次位于绕障前的行走路径所在的直线上，机器人继续在该条行走路径上进行移动。[0014] 进一步地，机器人沿未清扫方向进行沿边绕障时，如果机器人当前位置与绕障前的行走路径的起始位置之间的间隔超过行走路径的设定间隔时，则机器人结束绕障，并以当前位置作为行走路径的起始位置进行弓字型行走。附图说明[0015] 图1为本发明的机器人弓字型行走时的策略控制方法的流程图；[0016] 图2为本发明的机器人弓字型行走时的策略控制方法的行走轨迹图。具体实施方式[0017] 下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。[0018] 在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。[0019] 此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。[0020] 在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。[0021] 在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。[0022] 下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。[0023] 参照附图1可知，一种机器人弓字型行走时的策略控制方法，该方法包括以下步骤：S1：机器人按照预先规划来进行弓字型行走，且在行走的过程中记录每条行走路径的起始位置；S2：机器人在进行弓字型行走的过程中，根据预设的行走路径的长度和间隔来切换行走路径，并记录每条行走路径的终点位置；S3：基于自身所处的位置、机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径，机器人在弓字型行走的过程中采用相对应的动作来实现避障。与现有技术相比，本申请的机器人根据设定的方式进行弓字型移动，在弓字型行走过程中，通过自身所处的位置、机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径，来采用不同的动作进行避障，使清扫轨迹更加整齐与规律，提高机器人的工作效率。[0024] 作为其中一种实施例，步骤S1中，机器人在位于每条行走路径的起点时，记录每条行走路径的起点的坐标。步骤S2中，机器人根据预设的行走路径的长度和间隔来切换行走路径包括以下步骤：机器人根据预设的行走路径的长度来决定机器人的转向点；机器人根据预设的行走路径的间隔从转向点移动到下一条行走路径的起点；其中，所述转向点为当前行走路径的终点，机器人移动到下一条行走路径前，记录转向点的坐标。[0025] 作为其中一种实施例，步骤S3中，机器人在弓字型行走的过程中采用相对应的动作来实现避障包括以下步骤：机器人获取障碍物信息，则判断自身所处的行走路径；若机器人位于第一条行走路径，机器人对障碍进沿边绕障，直至机器人再次位于第一条行走路径所在的直线上，机器人继续在该条行走路径上进行移动；若机器人不是位于第一条行走路径，则根据机器人与障碍物的相对位置和已行走的行走路径来决定机器人的绕障方向。步骤S3中，若机器人不是位于第一条行走路径，则机器人通过碰撞传感器来获取障碍物的信息，并记录碰撞点的信息，然后根据碰撞点的位置来进行往已清扫方向沿边绕障或往未清扫方向沿边绕障。机器人根据碰撞点的位置来进行往已清扫方向沿边绕障或往未清扫方向沿边绕障包括以下步骤：以碰撞点为分界点，如果位于已清扫区域的障碍物的长度小于等于第一设定距离，则机器人沿已清扫方向进行沿边绕障；如果位于已清扫区域的障碍物的长度大于第一设定距离，则机器人判断位于未清扫区域的障碍物的长度；若位于未清扫区域的障碍物的长度小于等于第二设定距离，则机器人沿未清扫方向进行沿边绕障；若位于未清扫区域的障碍物的长度大于第二设定距离，则机器人沿已清扫方向进行沿边绕障。，若机器人沿已清扫方向进行沿边绕障，则判断当前机器人的位置与上一条行走路径的起始位置之间的间隔是否大于设定的绕障距离，如果是，则沿已清扫方向进行沿边绕障；如果否，则沿未清扫方向进行沿边绕障。机器人沿已清扫方向进行沿边绕障时，如果机器人与碰撞点之间的距离超过预设的返回距离，则机器人返回碰撞点，并沿未清扫方向进行沿边绕障。机器人在进行沿边绕障时，若机器人再次位于绕障前的行走路径所在的直线上，机器人继续在该条行走路径上进行移动。机器人沿未清扫方向进行沿边绕障时，如果机器人当前位置与绕障前的行走路径的起始位置之间的间隔超过行走路径的设定间隔时，则机器人结束绕障，并以当前位置作为行走路径的起始位置进行弓字型行走。[0026] 如图2所示，机器人创建栅格地图来进行弓字型行走，而机器人创建栅格地图的方法采用常用的栅格地图创建方法即可，且该方法包括但是不限于采用栅格地图，机器人还可以采用特征地图、拓扑地图以及直接表征法。图中为机器人采用本申请的方法来进行弓字型行走的移动轨迹，移动轨迹上的箭头为机器人的行走方向，圆为移动机器人，移动机器人可以是扫地机器人、拖地机器人或消毒机器人等；椭圆为障碍物，顶部的箭头为机器人的清扫方向。机器人在进行弓字型行走的过程中，根据预设的行走路径的长度和间隔来切换行走路径，行走路径的长度根据机器人的初始坐标与当前坐标的纵坐标的差值来得到，行走路径的间隔根据机器人的初始坐标与当前坐标的横坐标的差值来得到，机器人判断行走路径的长度达到设定值就会切换行走路径，然后根据行走路径的间隔来决定下一条行走路径的位置。机器人在采用弓字型行走时，先记录起始点的坐标，然后沿着第一条行走路径进行行走，当机器人在该条行走路径上遇到障碍物时，机器人通过碰撞传感器来获取障碍物的位置，还可以通过距离传感器或视觉传感器来获取障碍物之间的位置，机器人会判断此时自身的位置，若机器人此时位于第一条行走路径，则机器人会直接往清扫方向绕障碍物进行沿边行走，直至机器人再次位于第一条行走路径所在的直线，即机器人在当前的坐标的X的值与第一条行走路径的起始坐标的X值相同，机器人继续在第一条行走路径上移动，直至到达转向点，则机器人记录转向点的坐标，该转向点的坐标为机器人当前行走路径的终端坐标，然后机器人根据设定的行走路径的间隔，移动到下一条行走路径上，并记录当前行走路径的起始坐标，然后在该行走路径上行走或者在Ｘ轴上的距离达到行走路径的间隔，即坐标Ｘ的差值是否大于等于行走路径的间隔，则机器人记录当前的坐标作为下一条行走路径的起始坐标，然后行走。防止机器人一直沿墙行走，不在进行弓字型行走。当机器人再次遇到障碍物时，通过碰撞传感器获取障碍物的位置，并记录碰撞点的信息，然后判断自身此时所处额位置，若机器人判断自身此时不在第一条行走路径上，则机器人可以先判断上一条行走路径的起始点与碰撞点在Y轴上的距离，即坐标Ｙ的差值是否大于等于设定的绕障距离，绕障距离一般为1.5倍的机身，确保机器人可以绕障成功；如果大于，则机器人判断可以往已清扫区域绕障，也就是图中的左边进行绕障。这时机器人通过栅格地图获取碰撞点的坐标，计算碰撞点的坐标左边栅格地图算出来的障碍物长度是否大于第一设定距离，如果是，则机器人往已清扫的方向进行绕障；如果不是，则机器人取消往已清扫的方向进行绕障的动作，然后再判断碰撞点右边栅格地图算出来的障碍物长度是否大于第二设定距离，如果是，则机器人往未清扫方向进行绕障，如果不是，则机器人往已清扫的方向进行绕障，第一设定距离和第二设定距离可以是机身的长度，或者机身的长度的倍数，不做限定。这样做使机器人不需要绕这么远。如图中所示，机器人在遇到第二个障碍物时，往左边绕障，不会出现漏扫的区域，在回来时，再次遇到这个障碍物，如果这时继续往左边绕障，则绕的就比较远，清扫效率也没有这么好，所以根据预设的条件判断往右边绕障。机器人也可以先进行障碍物在栅格地图的左右长度判断，然后再进行是否可以绕障判断。机器人在往已清扫方向进行绕障时，机器人与碰撞点之间的距离超过设定的返回距离，则机器人将会返回碰撞点，并沿未清扫方向进行绕障。如果机器人在往未清扫方向绕障时，机器人在Y轴方向的距离达到预设的行走路径的长度，也可以判断机器人与绕障前的行走路径的起始位置与当前位置之间的距离，则机器人切换行走路径，即脱离绕障动作，转弯，继续弓字型行走。[0027] 在说明书的描述中，参考术语“合一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。说明书的描述中连接的所述连接方式具有明显的效果和实用效力。[0028] 通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，应由各权利要求限定之。

专利地区：广东

专利申请日期：2021-07-21

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN113589806B