CN105751230B - 一种路径控制方法、路径规划方法、第一设备及第二设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及设备移动控制领域,公开了一种路径控制方法、路径规划方法、第一设备及第二设备,以解决现有技术中设备避开障碍物速度较慢甚至没法避开障碍物的技术问题。该方法包括:采集获得第一设备所在环境的环境图像数据;将所述环境图像数据发送至第二设备,以供所述第二设备基于所述环境图像数据获得用于对所述第一设备的运动进行控制的第一运动轨迹;接收所述第二设备发送的所述第一运动轨迹;控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。达到了提高第一设备在运动过程中避开障碍物的灵敏度的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及设备移动控制领域,尤其涉及一种路径控制方法、路径规划方法、第一设备及第二设备。
背景技术
机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。
现有技术中,第一设备可以基于预先设置的控制程序进行运动,其中,第一设备在遇到一些障碍物时,需要首先针对该障碍物进行分析,例如:分析障碍物的高度、宽度等等,然后设计出避过该障碍物的路线,最后从避过该障碍物的路线中选择出一条路线继续前进,由此可见,现有技术中第一设备如果需要避过障碍物需要经过多次运算,故而导致存在着避开障碍物速度较慢甚至没法避开障碍物的技术问题。
发明内容
本发明提供一种路径控制方法、路径规划方法、第一设备及第二设备,以解决现有技术中设备避开障碍物速度较慢甚至没法避开障碍物的技术问题。
第一方面,本发明实施例提供一种路径控制方法,应用于第一设备所述方法包括:
采集获得第一设备所在环境的环境图像数据;
将所述环境图像数据发送至第二设备,以供所述第二设备基于所述环境图像数据获得用于对所述第一设备的运动进行控制的第一运动轨迹;
接收所述第二设备发送的所述第一运动轨迹;
控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
可选的,所述采集获得第一设备所在环境的环境图像数据,包括:
通过与所述第一设备存在连接的二维摄像头采集获得二维图像数据,所述二维图像数据即为所述环境图像数据。
可选的,所述接收第二设备发送的所述第一运动轨迹,包括:
接收所述第二设备发送的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得所述二维运动轨迹;或者
接收所述第二设备发送的三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得二维运动轨迹,并将所述二维运动轨迹转换为所述三维运动轨迹。
可选的,在所述第一运动轨迹为所述二维运动轨迹时,所述控制第一设备基于所述第一运动轨迹运动,包括:
根据所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹;
根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
可选的,所述根据二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹,包括:
获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹。
可选的,通过如下公式计算获得所述三维相对位置坐标P:
P=(z*(a-cx)/f,z*(b-cy)/f,z);
其中,z表示所述深度值,(a,b)表示所述二维运动轨迹中的目标位置,(cx,cy)表示所述相机主点,f表示所述相机焦距。
可选的,所述获得三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值,包括:
当所述三维空间检测装置为三维摄像头时,通过所述三维摄像头检测获得所述深度值;或者
当所述三维空间检测装置为惯性检测装置IMU时,假设所述三维目标位置坐标中的纵坐标等于所述第一设备的运动中心的高度坐标,通过约束求解出所述深度值。
可选的,在所述控制第一设备基于第一运动轨迹运动之后,所述方法还包括:
判断所述第一设备是否运动至所述第一运动轨迹对应的终点;
在所述第一设备运动至所述第一运动轨迹对应的终点之后,控制所述第一设备继续根据原始规划的轨迹运动。
可选的,所述控制第一设备继续根据原始规划的轨迹运动,包括:
判断所述第一运动轨迹对应的终点是否位于所述原始规划的轨迹上;
在所述第一运动轨迹对应的终点位于所述原始规划的轨迹上时,控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第一运动轨迹对应的终点作为起点继续运动;
在所述第一运动轨迹对应的终点不位于所述原始规划的轨迹上时,确定出由所述第一运动轨迹对应的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹;
控制所述第一设备基于所述第二运动轨迹运动至所述原始规划的轨迹,并控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第二运动轨迹的终点作为起点继续运动。
可选的,所述确定出由所述第一运动轨迹的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹,包括:
计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述原始规划的轨迹上的位置点之间的第一距离值;
将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值最小的位置点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
可选的,所述确定出由所述第一运动轨迹的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹,包括:
针对所述原始规划的轨迹上的特定点,计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述特定点的第一距离值、计算所述特定点与所述原始规划的轨迹的终点的第二距离值;
将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值与所述第二距离值的和值最小的点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
可选的,所述控制第一设备基于所述第一运动轨迹运动,包括:
判断所述第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹;
在所述第一运动轨迹为所述有效的运动轨迹时,控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
可选的,所述判断第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹,包括:
判断所述第一运动轨迹所对应的运动区域是否为特定区域,如果所述运动区域不为所述特定区域时,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹;和/或
判断所述第一运动轨迹上是否存在障碍物,如果所述第一运动轨迹上存在所述障碍物,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹。
第二方面,本发明实施例提供一种路径规划方法,应用于第二设备,所述方法包括:
获取第一设备采集并传输的所述第一设备所在环境的环境图像数据;
基于所述环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹;
将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备,以供所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
可选的,所述将第一运动轨迹发送给所述第一设备,包括:
判断所述第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹;
如果所述第一运动轨迹为所述有效的运动轨迹,将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备。
可选的,所述判断第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹,包括:
判断所述第一运动轨迹所对应的运动区域是否为特定区域,如果所述运动区域不为所述特定区域时,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹;和/或
判断所述第一运动轨迹上是否存在障碍物,如果所述第一运动轨迹上存在所述障碍物,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹。
可选的,所述基于环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹,包括:
获得运动轨迹输入操作;响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;或者
获得运动轨迹输入操作;响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹;将所述二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹。
可选的,在所述第一运动轨迹为所述三维运动轨迹时,所述将所述二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,包括:
根据所述二维运动轨迹、采集所述环境图像数据的二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹;
根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
可选的,所述根据二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹,包括:
获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹。
可选的,通过如下公式计算获得所述三维相对位置坐标P:
p=(z*(a-cx)/f,z*(b-cy)/f,z);
其中,z表示所述深度值,(a,b)表示所述二维运动轨迹中的目标位置,(cx,cy)表示所述相机主点,f表示所述相机焦距。
第三方面,本发明实施例提供一种第一设备,包括:
采集模块,用于采集获得第一设备所在环境的环境图像数据;
第一发送模块,用于将所述环境图像数据发送至第二设备,以供所述第二设备基于所述环境图像数据获得用于对所述第一设备的运动进行控制的第一运动轨迹;
接收模块,用于接收所述第二设备发送的所述第一运动轨迹;
第一控制模块,用于控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
可选的,所述采集模块,用于:
通过与所述第一设备存在连接的二维摄像头采集获得二维图像数据,所述二维图像数据即为所述环境图像数据。
可选的,在所述第一运动轨迹为二维运动轨迹时,所述第一控制模块,包括:
计算单元,用于根据所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹;
牵引单元,用于根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
可选的,所述计算单元,包括:
获得子单元,用于获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
第一计算子单元,用于根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
变换子单元,用于将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹。
可选的,所述第一设备,还包括:
判断模块,用于判断所述第一设备是否运动至所述第一运动轨迹对应的终点;
第二控制模块,用于在所述第一设备运动至所述第一运动轨迹对应的终点之后,控制所述第一设备继续根据原始规划的轨迹运动。
可选的,所述第一控制模块,包括:
第二判断单元,用于判断所述第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹;
第三控制单元,用于在所述第一运动轨迹为所述有效的运动轨迹时,控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
第四方面,本发明实施例提供一种第二设备,包括:
第一获取模块,用于获取第一设备采集并传输的所述第一设备所在环境的环境图像数据;
第二获取模块,用于基于所述环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹;
第二发送模块,用于将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备,以供所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
本发明实施例的有益效果如下:
由于在本发明实施例中,由第一设备采集其所在环境的环境图像数据然后将其发送至第二设备,用户直接基于该环境图像数据就可以为第一设备提供第一运动轨迹,从而可以控制第一设备基于第一运动轨迹运动,在这种情况下,即使第一设备遇到障碍物,也可以直接由用户为其设置避过障碍物的第一运动轨迹,而不需要第一设备经过多次运算获得,由此达到了提高第一设备在运动过程中避开障碍物的灵敏度的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例中路径控制方法的流程图;
图2为本发明实施例的路径控制方法中规划路径的第一种示意图;
图3为本发明实施例的路径控制方法中将二维运动轨迹转换为三维运动轨迹的流程图;
图4为本发明实施例的路径控制方法中控制第一设备根据原始规划的轨迹运动的流程图;
图5为本发明实施例的路径控制方法中规划路径的第二种示意图;
图6为本发明实施例中的路径规划方法的流程图;
图7为本发明实施例中基于路径控制的交互方法的流程图;
图8为本发明实施例中的第一设备的结构图;
图9为本发明实施例中的第二设备的结构图。
具体实施方式
本发明提供一种路径控制方法、路径规划方法及设备,以解决现有技术中设备避开障碍物速度较慢甚至没法避开障碍物的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题,总体思路如下:
由第一设备采集其所在环境的环境图像数据然后将其发送至第二设备,用户直接基于该环境图像数据就可以为第一设备提供第一运动轨迹,从而可以控制第一设备基于第一运动轨迹运动,在这种情况下,即使第一设备遇到障碍物,也可以直接由用户为其设置避过障碍物的第一运动轨迹,而不需要第一设备经过多次运算获得,由此达到了提高第一设备在运动过程中避开障碍物的灵敏度的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案,下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明,应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明,而不是对本发明技术方案的限定,在不冲突的情况下,本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
第一方面,本发明实施例提供一种路径控制方法,应用于第一设备,请参考图1,包括:
步骤S101:采集获得第一设备所在环境的环境图像数据;
步骤S102:将所述环境图像数据发送至第二设备,以供所述第二设备基于所述环境图像数据获得用于对所述第一设备的运动进行控制的第一运动轨迹;
步骤S103:接收所述第二设备发送的所述第一运动轨迹;
步骤S104:控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
举例来说,第一设备例如为:手机、平板电脑、笔记本电脑、平衡车、无人机等等。
第一设备上安装有摄像头和三维空间检测装置,该摄像头例如为:二维摄像头,其中,二维摄像头可以是色彩模式RGB摄像头,三维空间检测装置可以是3D摄像头也可以是IMU(Inertial Measurement Unit,惯性检测装置)。IMU是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置,大多用在需要进行运动控制的设备,如汽车和机器人上。
第一设备可以与第二设备进行通信,第二设备可以为与第一设备进行匹配的遥控设备,也可以为与第一设备进行通信的普通电子设备,例如:智能手机、pad、智能手表等等。
第一设备通过其二维摄像头拍摄自身所处环境的环境图像数据,该环境图像数据可以为实时图像即视频流中的一帧图像、也可以为视频,第一设备可以通过无线图传方式将该环境图像数据发送至第二设备,通过第二设备的显示单元显示该环境图像数据,进而提供给用户;用户可以基于该环境图像数据产生运动轨迹输入操作;第二设备在接收到该运动轨迹输入操作之后,可以响应该运动轨迹输入操作进而产生第一运动轨迹,然后将第一运动轨迹发送至第一设备;第一设备在接收到第一运动轨迹之后,通过第一运动轨迹控制自身运动。
假设第一设备为一平衡车,第二设备为智能手机,第一设备通过二维摄像头拍了一种自身当前所处位置正前方的照片并传送至了用户手机,用户通过手机查看该图像后,发现平衡车前方有一堵墙;用户在手机屏幕上画出一条避开这堵墙的运动轨迹(也即运动轨迹输入操作),进而获得第一运动轨迹;手机将第一运动轨迹发送给平衡车,平衡车在接收到第一运动轨迹之后,将第一运动轨迹转换为三维运动轨迹,然后控制平衡车按照这个三维运动轨迹运动。当然,也可以由用户手机将用户输入的二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,然后将三维运动轨迹发送至平衡车,平衡车直接通过该三维运动轨迹前进。步骤S101中,第一设备可以通过自带的摄像头采集获得环境图像数据,也可以通过与第一设备存在数据连接的摄像头采集获得环境图像数据,本发明实施例不作限制。
举例来说,第一设备可以在进入某个工作状态之后,可以实时采集环境图像数据并将其发送至第二设备,以使第二设备的用户能够及时得知第一设备的运动状态,第一设备的某个工作状态例如为:开启状态、运动状态等等。
又或者,第一设备可以在进入某个工作状态之后,每隔预设时间间隔(10s、20s等等)就采集一次环境图像数据,并将其发送至第二设备,在这种情况下,由于不需要一直采集环境图像数据,故而能够降低第一设备的数据采集负担以及数据传输负担。
其中,第一设备所采集的环境图像数据例如为:图像、视频等等。
其中,第一设备可以通过与所述第一设备存在连接的二维摄像头采集获得二维图像数据,所述二维图像数据即为所述环境图像数据;又或者,第一设备可以通过与第一设备存在连接三维摄像头采集获得三维图像数据,所述三维图像数据即为所述环境图像数据等等。对于环境图像数据具体为何种图像数据,本发明实施例不作限制。
其中,第一设备可以通过多种方式将环境图像数据发送至给第二设备,例如:短距离无线传输方式、网络传输方式、无线图传方式等等。
其中,在第一设备将环境图像数据发送至第二设备之后,第二设备可以将该环境图像数据通过自带或者外接的显示屏输出给用户,用户在查看到该环境图像数据之后,就可以为其规划第一运动轨迹。
例如:如图2所示,假设第一设备原始规划的轨迹为A→B→C→D,其中,A→B采用路线a1,B→C采用路线b1,C→D采用路线c1,第一设备目前所在位置为A,用户基于第一设备采集的环境图像数据认为原始规划的轨迹中由A→B的路线(a1)较为曲折,导致耗时较长,事实上可以由位置A直接到B,故而可以产生运动轨迹输入操作为A至B重新规划路线a2,以缩短第一设备的运动路径,例如:用户可以通过触控体(手指、触控笔等等)在第二设备的显示单元直接画出路线a2的运动轨迹,第二设备接收到该运动轨迹输入操作之后,直接获得用户的运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹。
又例如,在第一设备运动至位置B之后,继续向第二设备发送环境图像数据,第二设备在接收到环境图像数据之后,发现由B→C的路线b1上存在障碍物,在这种情况下,用户可以为B至C重新规划路线b2,以绕过该障碍物。
其中,用户可以通过第二设备的显示单元上显示的环境图像数据进行触控操作,进而产生运动轨迹输入操作;例如:用户如果需要输入运动轨迹a2,则直接在环境图像数据表面画一条对应的线条;第二设备响应该运动轨迹输入操作获得用户在显示单元上的触控轨迹之后,通过该环境图像数据与第二设备的显示单元之间的相对位置关系和该触控轨迹,获得该运动轨迹输入操作在环境图像数据上所对应的二维运动轨迹。例如:假设第一设备中二维摄像头拍摄的环境图像数据在第二设备的显示单元中显示时,第二设备的显示单元的中心点与环境图像数据的中心点之间的偏移向量为(c,d),若检测获得某个二维触控位置坐标为(e,f),那么其对应二维目标位置坐标为(a,b):a=e+c,b=d+f,在基于出计算出每个二维触控位置坐标的二维目标位置坐标之后,就可以获得二维运动轨迹。
步骤S103中,第一设备可以接收第二设备发送的各种不同形式的第一运动轨迹,下面列举其中的两种进行介绍,当然,在具体实施过程中,不限于以下两种情况。
第一种,所述接收第二设备发送的所述第一运动轨迹,包括:
接收所述第二设备发送的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得所述二维运动轨迹。
具体来讲,也就是如果第二设备接收到的用户输入的运动轨迹为二维运动轨迹,第二设备在接收到用户输入的二维运动轨迹之后,并不对该二维运动轨迹进行任何处理,而是直接将该二维运动轨迹作为第一运动轨迹发送至第一设备。
第二种,所述接收第二设备发送的所述第一运动轨迹,包括:
接收所述第二设备发送的三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得二维运动轨迹,并将所述二维运动轨迹转换为所述三维运动轨迹。
其中,如果第二设备接收到的用户输入的运动轨迹为三维运动轨迹,则第二设备直接将其发送至第一设备;如果第二设备在响应用户的运动轨迹输入操作之后,获得的运动轨迹为二维运动轨迹,则可以将二维运动轨迹转换为三维运动轨迹之后提供给第一设备,进而第一设备所获得第一运动轨迹为三维运动轨迹。
步骤S104中,基于第一设备所接收到的第一运动轨迹不同,控制第一设备运动的方式也不同,下面列举其中的两种进行介绍,当然,在具体实施过程中,不限于以下两种情况。
第一种,第一运动轨迹为二维运动轨迹,在这种情况下,所述控制第一设备基于所述第一运动轨迹运动,包括:根据所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹;根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
举例来说,所述根据二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹,请参考图3,包括:
步骤S301:获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
步骤S302:根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
步骤S303:将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹。
步骤S301中,当三维空间检测装置为三维摄像头时即3D摄像头,可以直接通过3D摄像头检测获得该深度值z=Depth(a,b)。当三维空间检测装置为惯性检测装置IMU时,假设三维目标位置坐标中的纵坐标等于第一设备的运动中心的高度坐标,由于第一设备的高度坐标在其出厂时即为已知数h,而三维目标位置坐标的纵坐标yt=F(z),F(z)为包含深度值z的函数,为此可将h=F(z)作为约束条件求解出深度值z,即通过约束求解获得深度值z。当然,还可以通过其他方式获取该深度值,本发明实施例不再详细列举,并且不作限制。
步骤S302中,可以通过如下公式计算获得所述三维相对位置坐标P:
P=(z*(a-cx)/f,z*(b-cy)/f,z);
其中,z表示所述深度值,(a,b)表示所述二维运动轨迹中的目标位置,(cx,cy)表示所述相机主点,f表示所述相机焦距。
步骤S303中,若第一设备的运动中心相对二维摄像头光心的空间变换矩阵为T,那么针对每个目标位置其对应的三维目标位置坐标(xt,yt,zt)=T*P。
在基于上述公式计算出每个目标位置的三维目标位置坐标之后,对各个目标位置的三维目标位置坐标进行综合,就可以获得三维运动轨迹。
当然,由前面介绍可知,以上将二维运动轨迹转换为三维运动轨迹的方式也可以在第二设备上进行,第二设备将二维运动轨迹转换为三维运动轨迹的方式与第一设备相同,故而在此不再赘述。
步骤S104中,在基于第一运动轨迹控制第一设备运动之前,通常会重置第一设备的位置坐标获得第一设备的运动中心的三维当前坐标,进而在运动时,根据第一设备的运动中心的三维当前坐标(x,y,z)和目标位置的三维目标位置坐标(xt,yt,zt)牵引第一设备向三维目标位置坐标(xt,yt,zt)运动。进一步的,第一设备在运动时,可以通过闭环自动控制技术即PID控制第一设备的底盘向三维目标位置坐标运行。
步骤S104中,在第一设备获得第一运动轨迹之后,可以在多种时机控制第一设备基于第一运动轨迹运动,下面列举其中两种进行介绍,当然,在具体实施过程中,不限于以下两种情况。
第一种,在接收到第一运动轨迹之后,直接通过第一运动轨迹控制第一设备运动。
第二种,所述控制第一设备基于所述第一运动轨迹运动,包括:判断所述第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹;在所述第一运动轨迹为所述有效的运动轨迹时,控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
其中,可以通过多种原则判断第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹,下面列举其中的两种进行介绍,当然,在具体实施过程中,不限于以下两种情况。
①判断所述第一运动轨迹所对应的运动区域是否为特定区域,如果所述运动区域不为所述特定区域时,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹。
举例来说,特定区域例如为:道路所在区域,其中,可以预先存储道路的图像特征,然后将第一运动轨迹所对应的运动区域与道路的图像特征进行匹配,通过匹配结果确定其是否为有效的运动轨迹。
例如:如果该方案应用于平衡车,由于平衡车通常在道路上运动,故而可以将第一运动轨迹的运动区域所包含的图像数据与道路的图像特征进行匹配,如果匹配成功,则说明第一运动轨迹为位于道路上的运动轨迹,在这种情况下,确定第一运动轨迹为有效的运动轨迹;否则,确定一运动轨迹并非有效的运动轨迹;
②判断所述第一运动轨迹上是否存在障碍物,如果所述第一运动轨迹上存在所述障碍物,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹。
举例来说,可以预先存储障碍物的图像特征,第一设备在获得第一运动轨迹之后,可以将第一运动轨迹的运动区域所包含的图像数据与障碍物的图像特征进行匹配,以确定第一运动轨迹上是否存在障碍物。
例如:如果该方案应用于无人机,无人机通常可以在没有遮挡的地方运动,故而可以将第一运动轨迹的运动区域所包含的图像数据与障碍物的图像特征进行匹配,如果匹配成功,则说明第一运动轨迹上存在障碍物,在这种情况下,确定第一运动轨迹为并非有效的运动轨迹;否则,确定第一运动轨迹为有效的运动轨迹。
由于在上述方案中,在第一运动轨迹为有效的运动轨迹时,才控制第一设备按照第一运动轨迹运动,由此能够防止第一设备在非特定区域运动、或者碰到障碍物的问题。
另外,如果通过上述方案确定出第一运动轨迹并非有效的运动轨迹,则还可以产生对应的提示信息,第一设备可以将该提示信息发送至第二设备,由第二设备提供给用户,从而让用户重新为第一设备规划新的运动轨迹。
同样,以上判断第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹的方式也可以在第二设备上执行,其判断方式与第一设备相同,在此不再赘述。
作为一种可选的实施例,在基于步骤S101控制第一设备基于第一运动轨迹运动之后,所述方法还包括:判断所述第一设备是否运动至所述第一运动轨迹对应的终点;在所述第一设备运动至所述第一运动轨迹对应的终点之后,控制所述第一设备继续根据原始规划的轨迹运动。
举例来说,请继续参考图2,通常情况下,用户为第一设备规划第一运动轨迹时,往往只是规划第一设备运动过程中某一阶段的运动轨迹,例如:规划A→B的运动轨迹、B→C的运动轨迹等等,在第一设备按照第一运动轨迹运动结束之后,其并未运动至终点,故而需要控制第一设备按照原始规划的轨迹继续运动。
在具体实施过程中,请参考图4,可以通过以下步骤控制第一设备继续根据原始规划的轨迹运动:
步骤S401:判断所述第一运动轨迹对应的终点是否位于所述原始规划的轨迹上;
步骤S402:在所述第一运动轨迹对应的终点位于所述原始规划的轨迹上时,控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第一运动轨迹对应的终点作为起点继续运动;
步骤S403:在所述第一运动轨迹对应的终点不位于所述原始规划的轨迹上时,确定出由所述第一运动轨迹对应的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹;
步骤S404:控制所述第一设备基于所述第二运动轨迹运动至所述原始规划的轨迹,并控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第二运动轨迹的终点作为起点继续运动。
步骤S401中,可以获取原始规划的轨迹上的各个点的坐标,进而获得一个坐标集合,然后获得第一运动轨迹的终点坐标,并判断第一运动轨迹的终点坐标是否位于该坐标集合,如果位于该坐标集合,则说明第一运动轨迹的终点位于原始规划的轨迹;否则,说明第一运动轨迹的终点并未位于原始规划的轨迹。
步骤S402中,在第一运动轨迹的终点位于原始规划的轨迹的情况下,第一运动轨迹可以与原始规划的轨迹实现无缝对接。请继续参考图2,假设第一运动轨迹的终点为位置B,则在第一设备运动至位置B之后,可以直接基于原始规划的路径继续前进。
步骤S403中,可以通过多种方式出第二运动轨迹,下面列举其中的两种进行介绍,当然,在具体实施过程中,不限于以下两种情况。
第一种,所述确定出由所述第一运动轨迹的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹,包括:计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述原始规划的轨迹上的位置点之间的第一距离值;将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值最小的位置点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
举例来说,请参考图5,假设第一设备在由位置B至位置C时,中途存在一障碍物,用户通过第二设备的显示单元所显示的环境图像数据发现该障碍物之后,为第一设备设计出图5中的第一运动轨迹b3(由位置B至位置C1),但是第一运动轨迹b1仅仅能够让第一设备绕过障碍物,却并未抵达原始规划的轨迹上的某个点,在这种情况下,则可以确定出第一运动轨迹b3的终点(位置C1)至原始规划的运动轨迹上的每个位置点之间的第一距离值,然后确定出第一距离值最小的位置点(例如图5中的C2),则可以通过起点C1、终点C2确定出第二运动轨迹(例如图5中的b4),则第一设备在运动至第一设备的终点C1中,通过第二运动轨迹b4运动至原始规划的轨迹上的C2点,然后在原始规划的轨迹上以C2为起点继续向前运动。
通过上述方案,达到了在第一设备运动至第一运动轨迹的终点之后,能以最短的距离运动至原始规划的轨迹的技术效果。
第二种,所述确定出由所述第一运动轨迹的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹,包括:针对所述原始规划的轨迹上的特定点,计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述特定点的第一距离值、计算所述特定点与所述原始规划的轨迹的终点的第二距离值;将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值与所述第二距离值的和值最小的点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
举例来说,请继续参考图5,假设原始规划的轨迹上的特定点为C2,则针对C2,首先计算出C1至C2的第一距离值,然后计算出C2至位置D的第二距离值,最后对第一距离值和第二距离值进行加和,进而基于和值最小的点设置出第二运动路径。
通过上述方案,达到了在第一设备运动至第一运动轨迹的终点之后,可以以最短距离运动原始规划的轨迹的终点的技术效果。
第二方面,基于同一发明构思,本发明实施例提供一种路径规划方法,应用于第二设备,请参考图6,所述方法包括:
步骤S601:获取第一设备采集并传输的所述第一设备所在环境的环境图像数据;
步骤S602:基于所述环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹;
步骤S603:将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备,以供所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
可选的,所述将第一运动轨迹发送给所述第一设备,包括:
判断所述第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹;
如果所述第一运动轨迹为所述有效的运动轨迹,将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备。
可选的,所述判断第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹,包括:
判断所述第一运动轨迹所对应的运动区域是否为特定区域,如果所述运动区域不为所述特定区域时,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹;和/或
判断所述第一运动轨迹上是否存在障碍物,如果所述第一运动轨迹上存在所述障碍物,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹。
可选的,所述基于环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹,包括:
获得运动轨迹输入操作;响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;或者
获得运动轨迹输入操作;响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹;将所述二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹。
可选的,在所述第一运动轨迹为所述三维运动轨迹时,所述将所述二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,包括:
根据所述二维运动轨迹、采集所述环境图像数据的二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹;
根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
可选的,所述根据二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹,包括:
获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹。
可选的,通过如下公式计算获得所述三维相对位置坐标P:
p=(z*(a-cx)/f,z*(b-cy)/f,z);
其中,z表示所述深度值,(a,b)表示所述二维运动轨迹中的目标位置,(cx,cy)表示所述相机主点,f表示所述相机焦距。
由于本发明第二方面所介绍的路径规划方法与本发明实施例第一方面所介绍的路径控制方法对应,基于本发明实施第一方面所介绍的路径规划方法,本领域所属技术人员能够了解本发明实施例第二方面所介绍的路径规划方法的具体实施方式及变形,故而在此不再赘述。
为了使本领域所属技术人员能够进一步的了解本发明实施例所介绍的路径控制方法和路径规划方法,下面将以第一设备为平衡车、第二设备为智能手机为例对其进行介绍,请参考图7,一种基于路径控制的交互方法包括以下步骤:
步骤S701:平衡车采集获得其所在环境的环境图像数据并将其通过无线图传方式发送至智能手机;
步骤S702:智能手机在获得平衡车采集的环境图像数据之后,将其显示于智能手机的触控屏;
步骤703:用户在查看该环境图像数据之后,发现平衡车前面存在一障碍物,故而在环境图像数据的道路上画出一条避开障碍物的触控轨迹;
步骤704:智能手机获得该触控轨迹之后,通过环境图像数据与第二设备的显示单元之间的相对位置关系将该触控轨迹转换为二维运动轨迹;
步骤S705:智能手机将该二维运动轨迹发送至平衡车;
步骤S706:平衡车在接收到该二维运动轨迹之后,将该二维运动轨迹转换为三维运动轨迹;
步骤S707:平衡车通过该三维运动轨迹控制平衡车运动;
步骤S708:平衡车在运动至该三维运动轨迹的终点之后,获得该平衡车原始规划的轨迹,并按照原始规划的轨迹继续前进。
第三方面,基于同一发明构思,本发明实施例提供一种第一设备,请参考图8,包括:
采集模块80,用于采集获得第一设备所在环境的环境图像数据;
第一发送模块81,用于将所述环境图像数据发送至第二设备,以供所述第二设备基于所述环境图像数据获得用于对所述第一设备的运动进行控制的第一运动轨迹;
接收模块82,用于接收所述第二设备发送的所述第一运动轨迹;
第一控制模块83,用于控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
可选的,所述采集模块80,用于:
通过与所述第一设备存在连接的二维摄像头采集获得二维图像数据,所述二维图像数据即为所述环境图像数据。
可选的,所述接收模块82,用于:
接收所述第二设备发送的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得所述二维运动轨迹;或者
接收所述第二设备发送的三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得二维运动轨迹,并将所述二维运动轨迹转换为所述三维运动轨迹。
可选的,在所述第一运动轨迹为所述二维运动轨迹时,所述第一控制模块83,包括:
计算单元,用于根据所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹;
牵引单元,用于根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
可选的,所述计算单元,包括:
获得子单元,用于获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
第一计算子单元,用于根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
变换子单元,用于将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹。
可选的,所述第一计算子单元通过如下公式计算获得所述三维相对位置坐标P:
P=(z*(a-cx)/f,z*(b-cy)/f,z);
其中,z表示所述深度值,(a,b)表示所述二维运动轨迹中的目标位置,(cx,cy)表示所述相机主点,f表示所述相机焦距。
可选的,所述获得子单元,用于:
当所述三维空间检测装置为三维摄像头时,通过所述三维摄像头检测获得所述深度值;或者
当所述三维空间检测装置为惯性检测装置IMU时,假设所述三维目标位置坐标中的纵坐标等于所述第一设备的运动中心的高度坐标,通过约束求解出所述深度值。
可选的,所述第一设备,还包括:
判断模块,用于判断所述第一设备是否运动至所述第一运动轨迹对应的终点;
第二控制模块,用于在所述第一设备运动至所述第一运动轨迹对应的终点之后,控制所述第一设备继续根据原始规划的轨迹运动。
可选的,所述第二控制模块,包括:
第一判断单元,用于判断所述第一运动轨迹对应的终点是否位于所述原始规划的轨迹上;
第一控制单元,用于在所述第一运动轨迹对应的终点位于所述原始规划的轨迹上时,控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第一运动轨迹对应的终点作为起点继续运动;
确定单元,用于在所述第一运动轨迹对应的终点不位于所述原始规划的轨迹上时,确定出由所述第一运动轨迹对应的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹;
第二控制单元,用于控制所述第一设备基于所述第二运动轨迹运动至所述原始规划的轨迹,并控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第二运动轨迹的终点作为起点继续运动。
可选的,所述确定单元,包括:
第二计算子单元,用于计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述原始规划的轨迹上的位置点之间的第一距离值;
第一确定子单元,用于将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值最小的位置点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
可选的,所述确定单元,包括:
第三计算子单元,用于针对所述原始规划的轨迹上的特定点,计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述特定点的第一距离值、计算所述特定点与所述原始规划的轨迹的终点的第二距离值;
第二确定子单元,用于将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值与所述第二距离值的和值最小的点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
可选的,所述第一控制模块83,包括:
第二判断单元,用于判断所述第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹;
第三控制单元,用于在所述第一运动轨迹为所述有效的运动轨迹时,控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
可选的,所述第二判断单元,用于:
判断所述第一运动轨迹所对应的运动区域是否为特定区域,如果所述运动区域不为所述特定区域时,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹;和/或
判断所述第一运动轨迹上是否存在障碍物,如果所述第一运动轨迹上存在所述障碍物,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹。
由于本发明实施例第三方面所介绍的第一设备,为实施本发明实施例第一方面所介绍的路径控制方法所采用的设备,基于本发明实施例第一方面所介绍的路径控制方法,本领域所属技术人员能够了解该设备的具体结构及变形,故而在此不再赘述,凡是实施本发明实施例第一方面所介绍的路径控制方法所采用的设备,都属于本发明实施例所欲保护的范围。
第四方面,基于同一发明构思,本发明实施例提供一种第二设备,请参考图9,包括:
第一获取模块90,用于获取第一设备采集并传输的所述第一设备所在环境的环境图像数据;
第二获取模块91用于基于所述环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹;
第二发送模块92,用于将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备,以供所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动。
可选的,所述第二发送模块92,包括:
第三判断单元,用于判断所述第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹;
发送单元,用于如果所述第一运动轨迹为所述有效的运动轨迹,将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备。
可选的,所述第三判断单元,用于:
判断所述第一运动轨迹所对应的运动区域是否为特定区域,如果所述运动区域不为所述特定区域时,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹;和/或
判断所述第一运动轨迹上是否存在障碍物,如果所述第一运动轨迹上存在所述障碍物,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹。
可选的,所述第二获取模块91,包括:
第一获得单元,用于获得运动轨迹输入操作;第一响应单元,用于响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;或者
第二获得单元,用于获得运动轨迹输入操作;第二响应单元,用于响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹;转换单元,用于将所述二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹。
可选的,在所述第一运动轨迹为所述三维运动轨迹时,所述转换单元,包括:
第四计算子单元,用于根据所述二维运动轨迹、采集所述环境图像数据的二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹;
牵引子单元,用于根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
可选的,所述第四计算子单元,用于:
获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹。
可选的,所述第四计算子单元用于通过如下公式计算获得所述三维相对位置坐标P:
p=(z*(a-cx)/f,z*(b-cy)/f,z);
其中,z表示所述深度值,(a,b)表示所述二维运动轨迹中的目标位置,(cx,cy)表示所述相机主点,f表示所述相机焦距。
由于本发明实施例第四方面所介绍的第二设备,为实施本发明实施例第二方面所介绍的路径规划方法所采用的设备,基于本发明实施例第二方面所介绍的路径规划方法,本领域所属技术人员能够了解该设备的具体结构及变形,故而在此不再赘述,凡是实施本发明实施例第二方面所介绍的路径规划方法所采用的设备,都属于本发明实施例所欲保护的范围。
本发明一个或多个实施例,至少具有以下有益效果:
由于在本发明实施例中,由第一设备采集其所在环境的环境图像数据然后将其发送至第二设备,用户直接基于该环境图像数据就可以为第一设备提供第一运动轨迹,从而可以控制第一设备基于第一运动轨迹运动,在这种情况下,即使第一设备遇到障碍物,也可以直接由用户为其设置避过障碍物的第一运动轨迹,而不需要第一设备经过多次运算获得,由此达到了提高第一设备在运动过程中避开障碍物的灵敏度的技术效果。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品,该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (16)
1.一种路径控制方法,应用于第一设备,其特征在于,所述方法包括:
采集获得第一设备所在环境的环境图像数据;
将所述环境图像数据发送至第二设备,以供所述第二设备基于所述环境图像数据获得用于对所述第一设备的运动进行控制的第一运动轨迹;
接收所述第二设备发送的所述第一运动轨迹;
控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动;
其中,所述采集获得第一设备所在环境的环境图像数据,包括:
通过与所述第一设备存在连接的二维摄像头采集获得二维图像数据,所述二维图像数据即为所述环境图像数据;
所述接收第二设备发送的所述第一运动轨迹,包括:
接收所述第二设备发送的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得所述二维运动轨迹;或者
接收所述第二设备发送的三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得二维运动轨迹,并将所述二维运动轨迹转换为所述三维运动轨迹;
在所述第一运动轨迹为所述二维运动轨迹时,所述控制第一设备基于所述第一运动轨迹运动,包括:
获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹;
根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述控制第一设备基于第一运动轨迹运动之后,所述方法还包括:
判断所述第一设备是否运动至所述第一运动轨迹对应的终点;
在所述第一设备运动至所述第一运动轨迹对应的终点之后,控制所述第一设备继续根据原始规划的轨迹运动。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述控制第一设备继续根据原始规划的轨迹运动,包括:
判断所述第一运动轨迹对应的终点是否位于所述原始规划的轨迹上;
在所述第一运动轨迹对应的终点位于所述原始规划的轨迹上时,控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第一运动轨迹对应的终点作为起点继续运动;
在所述第一运动轨迹对应的终点不位于所述原始规划的轨迹上时,确定出由所述第一运动轨迹对应的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹;
控制所述第一设备基于所述第二运动轨迹运动至所述原始规划的轨迹,并控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第二运动轨迹的终点作为起点继续运动。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定出由所述第一运动轨迹的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹,包括:
计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述原始规划的轨迹上的位置点之间的第一距离值;
将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值最小的位置点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定出由所述第一运动轨迹的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹,包括:
针对所述原始规划的轨迹上的特定点,计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述特定点的第一距离值、计算所述特定点与所述原始规划的轨迹的终点的第二距离值;
将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值与所述第二距离值的和值最小的点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
6.一种路径规划方法,应用于第二设备,其特征在于,所述方法包括:
获取第一设备采集并传输的所述第一设备所在环境的环境图像数据;
基于所述环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹;
将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备,以供所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动;
其中,所述基于环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹,包括:
获得运动轨迹输入操作;响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;或者
获得运动轨迹输入操作;响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹;将所述二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;
在所述第一运动轨迹为所述三维运动轨迹时,所述将所述二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,包括:
获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹;
根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述将第一运动轨迹发送给所述第一设备,包括:
判断所述第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹;
如果所述第一运动轨迹为所述有效的运动轨迹,将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备。
8. 如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述判断第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹,包括:
判断所述第一运动轨迹所对应的运动区域是否为特定区域,如果所述运动区域不为所述特定区域时,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹;和/或
判断所述第一运动轨迹上是否存在障碍物,如果所述第一运动轨迹上存在所述障碍物,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹。
9.一种第一设备,其特征在于,包括:
采集模块,用于采集获得第一设备所在环境的环境图像数据;
第一发送模块,用于将所述环境图像数据发送至第二设备,以供所述第二设备基于所述环境图像数据获得用于对所述第一设备的运动进行控制的第一运动轨迹;
接收模块,用于接收所述第二设备发送的所述第一运动轨迹;
第一控制模块,用于控制所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动;
其中,所述采集模块还用于:
通过与所述第一设备存在连接的二维摄像头采集获得二维图像数据,所述二维图像数据即为所述环境图像数据;
所述接收第二设备发送的所述第一运动轨迹,包括:
接收所述第二设备发送的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得所述二维运动轨迹;或者
接收所述第二设备发送的三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;其中,所述第二设备通过响应运动轨迹输入操作进而获得二维运动轨迹,并将所述二维运动轨迹转换为所述三维运动轨迹;
在所述第一运动轨迹为二维运动轨迹时,所述第一控制模块,包括:
计算单元,用于根据所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹相对所述第一设备的三维运动轨迹;
牵引单元,用于根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动;
其中,所述计算单元,包括:
获得子单元,用于获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
第一计算子单元,用于根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
变换子单元,用于将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹。
10.如权利要求9所述的设备,其特征在于,所述设备还包括第二控制模块,用于在所述控制第一设备基于第一运动轨迹运动之后:
判断所述第一设备是否运动至所述第一运动轨迹对应的终点;
在所述第一设备运动至所述第一运动轨迹对应的终点之后,控制所述第一设备继续根据原始规划的轨迹运动。
11.如权利要求10所述的设备,其特征在于,所述第二控制模块还用于:
判断所述第一运动轨迹对应的终点是否位于所述原始规划的轨迹上;
在所述第一运动轨迹对应的终点位于所述原始规划的轨迹上时,控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第一运动轨迹对应的终点作为起点继续运动;
在所述第一运动轨迹对应的终点不位于所述原始规划的轨迹上时,确定出由所述第一运动轨迹对应的终点运动至所述原始规划的轨迹所对应的第二运动轨迹;
控制所述第一设备基于所述第二运动轨迹运动至所述原始规划的轨迹,并控制所述第一设备在所述原始规划的轨迹上以所述第二运动轨迹的终点作为起点继续运动。
12.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第二控制模块还用于:
计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述原始规划的轨迹上的位置点之间的第一距离值;
将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值最小的位置点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
13.如权利要求11所述的设备,其特征在于,所述第二控制模块还用于:
针对所述原始规划的轨迹上的特定点,计算所述第一运动轨迹对应的终点与所述特定点的第一距离值、计算所述特定点与所述原始规划的轨迹的终点的第二距离值;
将所述原始规划的轨迹上所述第一距离值与所述第二距离值的和值最小的点作为所述第二运动轨迹的终点、所述第一运动轨迹对应的终点作为所述第二运动轨迹的起点确定出所述第二运动轨迹。
14.一种第二设备,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取第一设备采集并传输的所述第一设备所在环境的环境图像数据;
第二获取模块,用于基于所述环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹;
第二发送模块,用于将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备,以供所述第一设备基于所述第一运动轨迹运动;
其中,所述基于环境图像数据获取用于控制所述第一设备运动的第一运动轨迹,包括:
获得运动轨迹输入操作;响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹,所述二维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;或者
获得运动轨迹输入操作;响应所述运动轨迹输入操作,获得所述运动轨迹输入操作所对应的二维运动轨迹;将所述二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,所述三维运动轨迹即为所述第一运动轨迹;
在所述第一运动轨迹为所述三维运动轨迹时,所述将所述二维运动轨迹转换为三维运动轨迹,包括:
获得所述第一设备的三维空间检测装置与所述二维摄像头对齐的深度值;
根据所述深度值、所述二维运动轨迹、所述二维摄像头的相机焦距和相机主点,计算获得所述二维运动轨迹中的各个目标位置对应于所述二维摄像头光心的三维相对位置坐标;
将所述第一设备的运动中心相对所述二维摄像头光心的空间变换矩阵与各个目标位置的所述三维相对位置坐标相乘获得各个目标位置的三维目标位置坐标,各个目标位置的所述三维目标位置组成所述三维运动轨迹;
根据所述三维运动轨迹牵引所述第一设备按照所述运动轨迹输入操作对应的运动轨迹运动。
15.如权利要求14所述的设备,其特征在于,所述第二发送模块还用于:
判断所述第一运动轨迹是否为有效的运动轨迹;
如果所述第一运动轨迹为所述有效的运动轨迹,将所述第一运动轨迹发送给所述第一设备。
16. 如权利要求15所述的设备,其特征在于,所述第二发送模块还用于:
判断所述第一运动轨迹所对应的运动区域是否为特定区域,如果所述运动区域不为所述特定区域时,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹;和/或
判断所述第一运动轨迹上是否存在障碍物,如果所述第一运动轨迹上存在所述障碍物,确定所述第一运动轨迹并非所述有效的运动轨迹。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |