CN105824313A - 障碍物躲避方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于障碍物躲避领域，提供了一种障碍物躲避方法及装置。所述方法包括：读取测距仪检测到的数据，所述测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部；判断当前读取的数据是否大于上一次读取的数据；在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作。通过上述方法，能够更早地判断出障碍物躲避装置前方是否存在障碍物。
Description
技术领域
本发明实施例属于障碍物躲避领域，尤其涉及一种障碍物躲避方法及装置。
背景技术
目前，障碍物躲避装置通常指无需人类控制就能实现一定的障碍物躲避的装置。但由于障碍物躲避装置仍属于一个机器，因此其难以像人类那样及时躲避障碍物，从而在障碍物出现时，难以继续完成指定的任务。
现有的障碍物躲避方法中，通过在障碍物躲避装置的底下安装摄像头，并根据摄像头返回的图像分析是否出现障碍物，当出现障碍物时，控制障碍物躲避装置执行避障动作。但由于摄像头是安装在障碍物躲避装置的底部的，且图像分析也需要一定的时间，因此，当判断出存在障碍物时，障碍物躲避装置与障碍物的距离已很短，从而使得障碍物躲避装置难以及时执行障碍物躲避动作。
发明内容
本发明实施例提供了一种障碍物躲避方法及装置，旨在解决现有障碍物躲避装置难以及时监测到障碍物，从而导致难以及时躲避障碍物的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种障碍物躲避方法，所述方法包括：
读取测距仪检测到的数据，所述测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部；
判断当前读取的数据是否大于上一次读取的数据；
在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作。
本发明实施例的另一目的在于提供一种障碍物躲避装置，所述障碍物躲避装置包括：
距离读取单元，用于读取测距仪检测到的数据，所述测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部；
距离比较单元，用于判断当前读取的数据是否大于上一次读取的数据；
第一避障动作执行单元，用于在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作。
在本发明实施例中，由于测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部，因此，测距仪能够检测到与障碍物躲避装置相距较远的距离，从而使障碍物躲避装置能够更早地判断出前方是否存在障碍物，提早判断出是否需要执行障碍物躲避动作，极大减少了障碍物躲避装置的损失。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种障碍物躲避方法的流程图；
图2是本发明第一实施例提供的测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身的中上部的示意图；
图3是本发明第一实施例提供的在遇到向下台阶时，测距仪的传感器光路的示意图；
图4是本发明第一实施例提供的确定障碍物躲避装置极速速度下刹车距离的示意图；
图5是本发明第二实施例提供的一种障碍物躲避装置的结构图。
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，读取测距仪检测到的数据，所述测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部，判断当前读取的数据是否大于上一次读取的数据，在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一：
图1示出了本发明第一实施例提供的一种障碍物躲避方法的流程图，详述如下：
步骤S11，读取测距仪检测到的数据，所述测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部。
其中，上述测距仪包括红外线测距仪和激光测距仪。由于红外线在穿越其它物质时折射率很小，因此，优选地，所述测距仪为红外测距仪。为了能够检测到距离障碍物躲避装置(该障碍物躲避装置可以为扫地机器人)较远的地方是否存在障碍，测距仪应倾斜安装在障碍物躲避装置的机身的上部，如图2所示。在图2中，测距仪以一定的角度倾斜安装在障碍物躲避装置的机身的中上部，优选地，测距仪与障碍物躲避装置的水平面的角度范围(即安装的倾斜角度范围)为：20°到80°。具体地，当测距仪的性能较好，能够检测较远的距离时，可增大安装的倾斜角度。
步骤S12，判断当前读取的数据是否大于上一次读取的数据。
该步骤中，当首次打开障碍物躲避装置时，记录第一次读取测距仪检测到的数据，并不做判断，当第二次读取测距仪检测到的数据时，将第二次读取到的数据与记录的第一次读取的数据比较，以判断第二次读取到的数据是否大于第一次读取的数据，其他依次类推。需要指出的是，由于测距仪可以通过相应的电路和单片机检测到安装在测距仪上的传感器与反射物(如地面)的距离，因此，测距仪检测到的数据为表征测距仪与反射物的距离的数据。
步骤S13，在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作。
参考图3，由于在当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，表明障碍物躲避装置前方出现障碍物，比如向下的台阶，因此，障碍物躲避装置需要执行障碍物躲避动作，以及时避免过大的损失。
其中，所述在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作，具体包括：
A1、在当前读取的数据与上一次读取的数据的差小于预设的第一差值阈值且大于预设的第二差值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置重新调整移动方向；所述预设的差值阈值包括预设的第一差值阈值和预设的第二差值阈值，且预设的第一差值阈值大于预设的第二差值阈值。为了尽量避开障碍，重新调整后的移动方向与原来的移动方向的夹角大于等于60°且小于等于180°。可选地，为了使得障碍物躲避装置具有足够的反应时间躲避障碍物，所述预设的第二差值阈值大于或等于(v+x)，所述V为障碍物躲避装置的移动速度，单位为秒，所述V为测距仪的灵敏度(即测距仪检测的数据的误差)。当然，预设的第一差值阈值和预设的第二差值阈值也可设置为与测距仪的灵敏度、测量范围以及安装角度有关。参阅图4，假设障碍物躲避装置极速速度下刹车距离为W，则一切以发现台阶且能刹车成功，不掉落为目标，在确定了安装高度H的情况下，安装角度的最小值计算参考公式为α＝arctan(W/H)；确定了安装高度H以及安装角度α后，测距传感器正常情况下的参考测量距离Q则可通过公式Q＝W/SIN(α)计算；假设障碍物躲避装置能越过的台阶最大高度为Y，则突变距离M(如第二差值阈值)的计算公式为M＝Y/(COSα)。
A2、在当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的第一差值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动。在当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的第一差值阈值时，表明障碍物躲避装置已接近障碍物，因此，为了避免障碍物躲避装置受到损坏，需要控制其自身的驱动装置，比如，控制障碍物躲避装置的轮子的驱动电机执行停车动作。进一步地，当控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动之后，包括：发出遇到障碍物的提示。通过发出遇到障碍物的提示，用户能够及时将障碍物躲避装置搬离障碍物。
可选地，在当前读取的数据小于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的绝对值阈值时，执行障碍物躲避动作。由于障碍物躲避装置遇到的障碍可能为向下的台阶，也可能为向上的台阶(或其他阻挡物)，因此，在当前读取的数据小于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的绝对值阈值时，同样需要执行障碍物躲避动作，以避免障碍物躲避装置不能继续完成指定的工作。
其中，所述在当前读取的数据小于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的绝对值阈值时，执行障碍物躲避动作，具体包括：
B1、在当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值小于预设的第一绝对值阈值且大于预设的第二绝对值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置重新调整移动方向；所述预设的绝对值阈值包括预设的第一绝对值阈值和预设的第二绝对值阈值，且预设的第一绝对值阈值大于预设的第二绝对值阈值。其中，预设的第一绝对值阈值可与预设的第一差值阈值相等，预设的第二绝对值阈值可与预设的第二差值阈值相等。为了尽量避开障碍，重新调整后的移动方向与原来的移动方向的夹角大于等于60°且小于等于180°。
B2、在当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的第一绝对值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动。进一步地，当控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动之后，包括：发出遇到障碍物的提示。通过发出遇到障碍物的提示，用户能够及时将障碍物躲避装置搬离障碍物。
当然，在当前读取的数据与上一次读取的数据的差都不符合A1、A2、B1、B2的情况时，障碍物躲避装置则根据预设的指令继续完成指定的工作。
本发明第一实施例中，读取测距仪检测到的数据，所述测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部，判断当前读取的数据是否大于上一次读取的数据，在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作。由于测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部，因此，测距仪能够检测到与障碍物躲避装置相距较远的距离，从而使障碍物躲避装置能够更早地判断出前方是否存在障碍物，提早判断出是否需要执行障碍物躲避动作，极大减少了障碍物躲避装置的损失。
应理解，在本发明实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
实施例二：
图5示出了本发明第二实施例提供的一种障碍物躲避装置的结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
该障碍物躲避装置包括：距离读取单元51、距离比较单元52、第一避障动作执行单元53。其中：
距离读取单元51，用于读取测距仪检测到的数据，所述测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部。
其中，上述测距仪包括红外线测距仪和激光测距仪，优选地，所述测距仪为红外测距仪。为了能够检测到距离障碍物躲避装置较远的地方是否存在障碍，测距仪应倾斜安装在障碍物躲避装置的机身的中上部，优选地，测距仪与障碍物躲避装置的水平面的角度范围(即安装的倾斜角度范围)为：20°到80°。
距离比较单元52，用于判断当前读取的数据是否大于上一次读取的数据。
需要指出的是，由于测距仪可以通过相应的电路和单片机检测到安装在测距仪上的传感器与反射物(如地面)的距离，因此，测距仪检测到的数据为表征测距仪与反射物的距离的数据。
第一避障动作执行单元53，用于在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作。
其中，所述第一避障动作执行单元53包括：
第一移动方向调整模块，用于在当前读取的数据与上一次读取的数据的差小于预设的第一差值阈值且大于预设的第二差值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置重新调整移动方向。所述预设的差值阈值包括预设的第一差值阈值和预设的第二差值阈值，且预设的第一差值阈值大于预设的第二差值阈值。为了尽量避开障碍，重新调整后的移动方向与原来的移动方向的夹角大于等于60°且小于等于180°。可选地，为了使得障碍物躲避装置具有足够的反应时间躲避障碍物，所述预设的第二差值阈值大于或等于(v+x)，所述V为障碍物躲避装置的移动速度，单位为秒，所述V为测距仪的灵敏度(即测距仪检测的数据的误差)。
第一驱动停止控制模块，用于在当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的第一差值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动。在当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的第一差值阈值时，表明障碍物躲避装置已接近障碍物，因此，为了避免障碍物躲避装置受到损坏，需要控制其自身的驱动装置，比如，控制障碍物躲避装置的轮子的驱动电机执行停车动作。进一步地，当控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动之后，包括：发出遇到障碍物的提示。通过发出遇到障碍物的提示，用户能够及时将障碍物躲避装置搬离障碍物。
可选地，所述障碍物躲避装置包括：
第二避障动作执行单元，用于在当前读取的数据小于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的绝对值阈值时，执行障碍物躲避动作。
由于障碍物躲避装置遇到的障碍可能为向下的台阶，也可能为向上的台阶(或其他阻挡物)，因此，在当前读取的数据小于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的绝对值阈值时，同样需要执行障碍物躲避动作，以避免障碍物躲避装置不能继续完成指定的工作。
其中，所述第二避障动作执行单元包括：
第二移动方向调整模块，用于在当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值小于预设的第一绝对值阈值且大于预设的第二绝对值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置重新调整移动方向。所述预设的绝对值阈值包括预设的第一绝对值阈值和预设的第二绝对值阈值，且预设的第一绝对值阈值大于预设的第二绝对值阈值。其中，预设的第一绝对值阈值可与预设的第一差值阈值相等，预设的第二绝对值阈值可与预设的第二差值阈值相等。为了尽量避开障碍，重新调整后的移动方向与原来的移动方向的夹角大于等于60°且小于等于180°。
第二驱动停止控制模块，用于在当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的第一绝对值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动。进一步地，当控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动之后，包括：发出遇到障碍物的提示。
本发明第二实施例中，由于测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部，因此，测距仪能够检测到与障碍物躲避装置相距较远的距离，从而使障碍物躲避装置能够更早地判断出前方是否存在障碍物，提早判断出是否需要执行障碍物躲避动作，极大减少了障碍物躲避装置的损失。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种障碍物躲避方法，其特征在于，所述方法包括：
读取测距仪检测到的数据，所述测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部；
判断当前读取的数据是否大于上一次读取的数据；
在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作，具体包括：
所述预设的差值阈值包括预设的第一差值阈值和预设的第二差值阈值，且预设的第一差值阈值大于预设的第二差值阈值；
在当前读取的数据与上一次读取的数据的差小于预设的第一差值阈值且大于预设的第二差值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置重新调整移动方向；
在当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的第一差值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在当前读取的数据小于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的绝对值阈值时，执行障碍物躲避动作。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在当前读取的数据小于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的绝对值阈值时，执行障碍物躲避动作，具体包括：
所述预设的绝对值阈值包括预设的第一绝对值阈值和预设的第二绝对值阈值，且预设的第一绝对值阈值大于预设的第二绝对值阈值；
在当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值小于预设的第一绝对值阈值且大于预设的第二绝对值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置重新调整移动方向；
在当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的第一绝对值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述测距仪与障碍物躲避装置的水平面的角度范围为：20°到80°。
6.一种障碍物躲避装置，其特征在于，所述障碍物躲避装置包括：
距离读取单元，用于读取测距仪检测到的数据，所述测距仪倾斜安装在障碍物躲避装置的机身上部；
距离比较单元，用于判断当前读取的数据是否大于上一次读取的数据；
第一避障动作执行单元，用于在当前读取的数据大于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的差值阈值时，执行障碍物躲避动作。
7.根据权利要求6所述的障碍物躲避装置，其特征在于，所述第一避障动作执行单元包括：
第一移动方向调整模块，用于在当前读取的数据与上一次读取的数据的差小于预设的第一差值阈值且大于预设的第二差值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置重新调整移动方向；所述预设的差值阈值包括预设的第一差值阈值和预设的第二差值阈值，且预设的第一差值阈值大于预设的第二差值阈值；
第一驱动停止控制模块，用于在当前读取的数据与上一次读取的数据的差大于预设的第一差值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动。
8.根据权利要求6所述的障碍物躲避装置，其特征在于，所述障碍物躲避装置包括：
第二避障动作执行单元，用于在当前读取的数据小于上一次读取的数据，且所述当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的绝对值阈值时，执行障碍物躲避动作。
9.根据权利要求8所述的障碍物躲避装置，其特征在于，所述第二避障动作执行单元包括：
第二移动方向调整模块，用于在当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值小于预设的第一绝对值阈值且大于预设的第二绝对值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置重新调整移动方向；所述预设的绝对值阈值包括预设的第一绝对值阈值和预设的第二绝对值阈值，且预设的第一绝对值阈值大于预设的第二绝对值阈值；
第二驱动停止控制模块，用于在当前读取的数据与上一次读取的数据的差的绝对值大于预设的第一绝对值阈值时，控制障碍物躲避装置的驱动装置停止工作，以停止移动。
10.根据权利要求6至9任一项所述的障碍物躲避装置，其特征在于，所述测距仪与障碍物躲避装置的水平面的角度范围为：20°到80°。
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