CN107505942B - 一种机器人检测到障碍物的处理方法和芯片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人检测到障碍物的处理方法和芯片，机器人通过判断检测到障碍物时所行进的第二距离是否大于第一预设距离，来控制其下一步的动作。如果大于，则表明机器人碰到障碍物时身后已有足够需要清扫的区域，所以，直接掉头。如果小于或等于第一预设距离，需要考虑障碍物后面是否有足够大的清扫区域，所以，通过判断第一距离减去第二距离所得的差值的绝对值是否大于所述第二距离，如果否，则表明机器人身后的区域相对较大，机器人直接掉头；如果是，则表明障碍物后面的清扫区域比较大，机器人则需要绕到障碍物后面的较大的区域进行清扫。由于机器人在检测到障碍物时，能够灵活地选择不同区域进行清扫，从而提高机器人的智能化和清扫效率。

Description

一种机器人检测到障碍物的处理方法和芯片

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，具体涉及一种机器人检测到障碍物的处理方法和芯片。

背景技术

机器人在清扫地面的过程遇到障碍物是很普遍的情况，比如一把风扇、墙壁或者桌脚等。机器人遇到这些障碍物时的处理很重要，因为这个是直接影响清扫效率的。目前的处理方式有两种，要么沿着障碍物的边缘绕过去，要么直接掉头走。如果沿着障碍物的边缘绕过去，可能在绕过去之后，找不到可清扫的区域；如果直接掉头，可能障碍物另一侧又有很大的区域没有及时得到清扫。所以，这两种方式都比较呆板，使得机器人的清扫效率很低，无法满足用户的高效需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种机器人检测到障碍物的处理方法和芯片，使机器人在检测到障碍物时能够进行灵活处理，以提高清扫效率。本发明的具体技术方案如下：

本发明提供的一种机器人检测到障碍物的处理方法，包括如下步骤：

基于第一方向，按第一移动路径行进第一距离；

基于与所述第一方向相反的第二方向，按第二移动路径行进；

检测到障碍物，计算在当前位置时，机器人按第二移动路径行进的第二距离；

判断所述第二距离是否大于预设距离；

如是，则掉头，基于所述第一方向，按第三移动路径行进；如否，则计算所述第一距离减去所述第二距离所得的差值；

判断所述差值的绝对值是否大于所述第二距离；

如否，则掉头，基于所述第一方向，按第三移动路径行进；如是，则沿障碍物的边缘行进。

进一步地，所述预设距离为机器人行进的栅格区域的宽度的一半；其中，所述栅格区域为预定宽度和长度的方形区域，机器人在一个所述方形区域行进结束后，再行进至下一个所述方形区域；所述栅格区域的宽度为机器人按第一方向或者第二方向行进时，从栅格区域的一边到相对的另一边的最大直线距离。

进一步地，所述沿障碍物的边缘行进，包括：沿障碍物的靠近所述第一移动路径的那一侧的边缘行进，并在绕过障碍物后继续基于所述第二方向按所述第二移动路径行进。

进一步地，所述沿障碍物的边缘行进，包括：沿障碍物的靠近所述第三移动路径的那一侧的边缘行进；当行进的宽度未超过预设宽度且已绕过障碍物的，继续基于所述第二方向按所述第二移动路径行进，当行进的宽度已达到预设宽度且没有绕过障碍物的，则掉头，基于所述第一方向，按第三移动路径行进。

进一步地，所述掉头的过程中，机器人行进的轨迹为弧形。

进一步地，如果所述机器人在掉头过程中，检测到障碍物，则直接沿障碍物的边缘行进，当行进的宽度未超过预设宽度且已绕过障碍物的，则继续行进以达到所述预设宽度后，基于所述第一方向，按第三移动路径行进；当行进的宽度已达到预设宽度且没有绕过障碍物的，则在达到所述预设宽度时，基于所述第一方向，直接按第三移动路径行进。

进一步地，所述行进的宽度为沿第一宽度的方向，机器人行进的直线距离；其中，所述第一宽度为所述第一移动路径和所述第二移动路径之间的垂直距离。

进一步地，所述第一宽度为机器人机身宽度。

进一步地，所述预设宽度为机器人机身宽度。

本发明提供的一种芯片，用于存储程序，所述程序用于控制机器人执行任一项上述的处理方法。

本发明的有益效果在于：机器人通过判断检测到障碍物时所行进的第二距离是否大于第一预设距离，来控制机器人的下一步的动作。如果大于，则表明机器人碰到障碍物时身后已有足够需要清扫的区域，所以，直接掉头，按第三移动路径行进。如果小于或等于第一预设距离，则表明机器人碰到障碍物时身后的清扫区域较小，需要考虑障碍物后面是否有足够大的清扫区域，所以，通过判断第一距离减去第二距离所得的差值的绝对值是否大于所述第二距离，如果否，则表明机器人身后的区域相对较大，机器人直接掉头，清扫身后的较大的区域；如果是，则表明障碍物后面的清扫区域比较大，机器人则需要绕到障碍物后面的较大的区域进行清扫。由于机器人在检测到障碍物时，能够灵活地选择不同的区域进行清扫，从而提高机器人的智能化和清扫效率。所以，本发明所述的处理方法或者芯片，不仅可以提高机器人的智能化，还使得机器人的清扫效率大大提高。

附图说明

图1为本发明所述处理方法的流程图。

图2为本发明所述机器人行进路线的示意图一。

图3为本发明所述机器人行进路线的示意图二。

图4为本发明所述机器人行进路线的示意图三。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

扫地机器人在进行清扫时，一般会以充电座或者其它某个点为原点，建立栅格地图形式的分块区域，然后依序分别针对每个栅格区域进行弓字型清扫。所谓弓字型清扫是指机器人沿移动路径直线行进至转弯点时，转向90°后行进一定宽度，然后再转向90°，使当前行进方向与原来的移动路径方向相反，接着继续行进至下一个转弯点。由于机器人按此方式行进的轨迹类似弓字，故称之为弓字形清扫。所述转弯点为机器人达到栅格区域的边界时或者检测到墙壁等符合转弯条件的障碍物时的位置点。

如图2至图4所示的路径示意图中，小圆圈所表示的是移动路径中的一个位置点。带有箭头的线路则表示机器人的行进轨迹。最外侧的四条边所组成的一个最大的长方形，则表示栅格区域的边界。

如图2所示，出发点A1为机器人开始行进的点，A1所在的带有箭头的直线则为机器人行进的第一条移动路径。当机器人行进至转弯点时，按弧形轨迹进行掉头，当掉头至位置点A2时，机器人行进的方向与所述第一条移动路径上的行进方向相反，该条行进方向相反的路径作为机器人行进的第二条移动路径，位置点A2作为第二条移动路径的起点。图中所示，带箭头的竖直线表示的路径都是机器人的移动路径，首尾两端连接相邻两条移动路径的弧线段则表示机器人掉头的掉头路径。如图，位置点A3所在的直线路径为第三条移动路径；相邻所述第三条移动路径的右侧的位置点A41和A42所在的直线路径为第四条移动路径，以此类推。

如图1和图2所示，机器人检测到障碍物的处理方法，包括如下步骤：

基于第一方向（即位置点A1所在的第一条移动路径的箭头的指示方向），按第一移动路径（即第一条移动路径）行进第一距离（即从位置点A1到该路径的转弯点之间的距离）；

基于与所述第一方向相反的第二方向（即位置点A2所在的第二条移动路径的箭头的指示方向），按第二移动路径（即第二条移动路径）行进；

检测到障碍物10，计算在当前位置（即位置点B2所在的位置）时，机器人按第二移动路径行进的第二距离（即位置点A2到位置点B2之间的距离）；

此时，判断得出所述第二距离大于预设距离；

所以，机器人掉头，基于所述第一方向，按第三移动路径（即第三条移动路径）行进，清扫障碍物10前的区域。由于，机器人从位置点A2行进至位置点B2时，所行进的距离大于预设距离，一般表明这段区域比较大，需要及时进行清扫，相对障碍物10后面较小的区域，立即掉头清扫当前较大区域，使得机器人的清扫效率更高。

机器人从位置点A3开始，按照第三条移动行进至栅格区域的边界后掉头，此时，从位置点A3到转弯点之间的距离为第一距离。然后，从位置点A41开始，基于所述第二方向，按照第四条移动路径行进。当行进至位置点B4时，检测到障碍物20。此时，从位置点A41到位置点B4之间的距离为第二距离，判断得出所述第二距离小于预设距离，一般情况下表明障碍物20当前的区域比较小，所以，需要进一步地计算所述第一距离减去所述第二距离所得的差值，并判断得出所述差值的绝对值大于所述第二距离。此时，机器人沿障碍物20的边缘行进，由于机器人行进的宽度未超过预设宽度且已绕过障碍物20，所以机器人继续基于所述第二方向按第四条移动路径行进。通过比较所述差值的绝对值与所述第二距离之间的大小，可以预估障碍物20后面的区域大小。因为所述差值的绝对值大于所述第二距离，一般表明障碍物20后面具有相对较大区域，所以，机器人选择绕过障碍物20去清扫后面的较大的区域，可以提高清扫效率，同时让用户看到大面积的区域很快就被清扫了，从而提高用户体验。

其中，机器人沿障碍物20的边缘行进时，是沿障碍物20的靠近所述第三条移动路径的那一侧的边缘行进的。由于第三条移动路径已经被清扫过，表明障碍物20位于那一侧的边缘占据的区域不大，所以，从那一侧的边缘绕，可以很快绕过障碍物20，减少绕障碍物20所花费的时间，提高行进效率。

当机器人行进至位置点B5时，又检测到障碍物20。此时，从位置点A5到位置点B5之间的距离为第二距离，判断得出所述第二距离大于预设距离，所以，机器人掉头，基于第二方向，按第六条移动路径行进。

当机器人行进至位置点B6时，检测到障碍物30。此时，从位置点A5到位置点B5之间的距离为第一距离，从位置点A61到位置点B6之间的距离为第二距离。由于所述第二距离小于所述预设距离，所以，需要进一步地计算所述第一距离减去所述第二距离所得的差值，通过判断得出所述差值的绝对值大于所述第二距离，则表明一般情况下障碍物30后面有较大的区域。因此，机器人沿障碍物30的边缘行进，由于机器人行进的宽度未超过预设宽度且已绕过障碍物30，所以机器人继续基于所述第二方向按第六条移动路径行进。通过比较所述差值的绝对值与所述第二距离之间的大小，可以预估障碍物30后面的区域大小。因为所述差值的绝对值大于所述第二距离，一般表明障碍物30后面具有相对较大区域，所以，机器人选择绕过障碍物30去清扫后面的较大的区域，可以提高清扫效率，同时让用户看到大面积的区域很快就被清扫了，从而提高用户体验。

同样的，机器人沿障碍物30的边缘行进时，是沿障碍物30的靠近所述第五条移动路径的那一侧的边缘行进的。由于第五条移动路径已经被清扫过，表明障碍物30位于那一侧的边缘占据的区域不大，所以，从那一侧的边缘绕，可以很快绕过障碍物30，减少绕障碍物30所花费的时间，提高行进效率。

同理，机器人在行进至位置点B111时，绕过障碍物40。然后在行进至位置点B12时，又检测到障碍物40。此时，从位置点A111到B111之间的距离和从位置点A112到位置点B112之间的距离之和作为第一距离，从位置点A12到位置点B12之间的距离作为第二距离。由于第二距离小于预设距离，所以，需要进一步地计算所述第一距离减去所述第二距离所得的差值，通过判断得出所述差值的绝对值小于所述第二距离，则表明一般情况下障碍物30后面的区域较小。因此，机器人掉头，清扫障碍物40当前相对较大的区域，从而提高机器人的清扫效率。

如图1和图3所示，机器人从位置点A1行进至位置点B4时，检测到障碍物20。此时，从位置点A3到第三条移动路径的转弯点之间的距离为第一距离，从位置点A4到位置点B4之间的距离为第二距离。由于所述第二距离小于所述预设距离，且所述第一距离减去所述第二距离所得的差值的绝对值小于所述第二距离，所以，机器人掉头，按第五条移动路径行进。

当机器人行进至位置点B6时，又检测到障碍物20。此时，从位置点A5到第五条移动路径的转弯点之间的距离为第一距离，从位置点A6到位置点B6之间的距离为第二距离。由于所述第二距离小于所述预设距离，且所述第一距离减去所述第二距离所得的差值的绝对值小于所述第二距离，所以，机器人掉头，按第七条移动路径行进。

当机器人行进至位置点B9时，检测到障碍物30。此时，从位置点A8到第八条移动路径的转弯点之间的距离为第一距离，从位置点A9到位置点B9之间的距离为第二距离。由于所述第二距离小于所述预设距离，且所述第一距离减去所述第二距离所得的差值的绝对值大于所述第二距离，所以，机器人沿着障碍物30的边缘行进，由于机器人行进的宽度未超过预设宽度且已绕过障碍物30，所以机器人继续基于所述第一方向按第九条移动路径行进。

当机器人行进至位置点B12时，检测到障碍物40。此时，从位置点A11到第十一条移动路径的转弯点之间的距离为第一距离，从位置点A12到位置点B12之间的距离为第二距离。由于所述第二距离小于所述预设距离，且所述第一距离减去所述第二距离所得的差值的绝对值大于所述第二距离，所以，机器人沿着障碍物40的边缘行进。由于机器人行进的宽度已达到预设宽度且没有绕过障碍物40，所以，机器人掉头，基于所述第一方向，按第十三条移动路径行进。

其中，机器人沿障碍物30、40的边缘行进时，是沿障碍物30、40的右侧的边缘行进的，即障碍物30的右侧为靠近第十条移动路径的那一侧，障碍物40的右侧为靠近第十四条移动路径的那一侧。虽然从障碍物的右侧绕有时不比从左侧绕快捷。如果障碍物较小（比如障碍物30），从右侧绕和从左侧绕是差不多一样的。如果障碍物较大（比如障碍物40），则从右侧明显不比从左侧更快绕过障碍物，但是，就因为障碍物40比较大，往右侧绕时，机器人会掉头，可以优选清扫障碍物与栅格边界所围成的区域。通过把这些相对较封闭的区域先进行清扫，避免后续机器人在进行补漏清扫时找不到该区域的问题。所以，从右侧绕障碍物，有利也有弊，客户可以根据不同的需求，选择不同的方式。

优选的，上述各实施方式中，所述预设距离为机器人行进的栅格区域的宽度的一半；其中，所述栅格区域为预定宽度和长度的方形区域，机器人在一个所述方形区域行进结束后，再行进至下一个所述方形区域；所述栅格区域的宽度为机器人按第一方向或者第二方向行进时，从栅格区域的一边到相对的另一边的最大直线距离。如图2和图3所示，图中最外侧的四条边所围成的长方形，即为一个栅格区域，所示栅格区域的宽度即为长方形的左侧边或者右侧边的长度。所述预设距离即为长方形的左侧边或者右侧边的长度的一半。机器人在清扫完一个栅格区域后，会自动到相邻的下一个区域进行清扫。

优选的，所述掉头的过程中，机器人行进的轨迹为弧形。采用弧形轨迹的方式进行掉头，可以避免现有的弓字型直角方式掉头所带来的行进卡顿的问题，从而提高了机器人掉头的顺畅性和平稳性。

优选的，如图4所示，机器人在第三条移动路径的转弯点掉头时，在位置点B3检测到障碍物20，机器人直接沿障碍物20的边缘行进，由于行进的宽度未超过预设宽度且已绕过障碍物20，所以，机器人继续行进以达到所述预设宽度后，基于所述第二方向，按第三移动路径（即图中的第四条移动路径）行进。

当机器人继续行进至第六条移动路径的转弯点掉头时，在位置点B6检测到障碍物40，机器人直接沿障碍物40的边缘行进，由于机器人行进的宽度已达到预设宽度且没有绕过障碍物，所以，机器人在达到所述预设宽度时，基于所述第一方向，直接按第三移动路径（即第七条移动路径）行进。

由于机器人在掉头，一般表明机器人已经到达了栅格区域的边界，其最高效的方式是尽快找到下一条移动路径，所以，没有必要再判断其检测到障碍物的位置点与其它位置点的关系，直接沿着障碍物的边缘行进即可。并且，机器人沿着障碍物的边缘行进的过程中，需要判断行进的宽度，如果不判断行进的宽度，则容易沿着较大障碍物的边缘走远，从而产生漏扫的情况。

优选的，所述行进的宽度为沿第一宽度的方向，机器人行进的直线距离；其中，所述第一宽度为所述第一移动路径和所述第二移动路径之间的垂直距离。

优选的，所述第一宽度为机器人机身宽度，如此可以避免漏扫的情况。当然，所述第一宽度的值也可以根据实际需求进行调整。

优选的，所述预设宽度为机器人机身宽度，即相邻两条移动路径之间的宽度为机器人的机身宽度，这样，可以在机器人走完两条相邻的移动路径后，刚好把两条移动路径之间的区域清扫完，避免了漏扫或者重复清扫的问题。所述预设宽度也可以设置为其它的值，具体可以根据不同的要求进行相应设置。

本发明所述的芯片，用于存储程序，所述程序用于控制机器人执行上述的处理方法。采用这种芯片，可以提高机器人的智能化，使得机器人的清扫效率大大提高。

本发明还提供了一种存储器，用于存储程序，所述程序用于控制机器人执行上述的处理方法。采用这种存储器，可以提高机器人的智能化，使得机器人的清扫效率大大提高。

综上所述，采用本发明所述的处理方法、芯片或者存储器，机器人通过判断检测到障碍物时所行进的第二距离是否大于第一预设距离，来控制机器人的下一步的动作。如果大于，则表明机器人碰到障碍物时身后已有足够需要清扫的区域，所以，直接掉头，按第三移动路径行进。如果小于或等于第一预设距离，则表明机器人碰到障碍物时身后的清扫区域较小，需要考虑障碍物后面是否有足够大的清扫区域，所以，通过判断第一距离减去第二距离所得的差值的绝对值是否大于所述第二距离，如果否，则表明机器人身后的区域相对较大，机器人直接掉头，清扫身后的较大的区域；如果是，则表明障碍物后面的清扫区域比较大，机器人则需要绕到障碍物后面的较大的区域进行清扫。由于机器人在检测到障碍物时，能够灵活地选择较大的区域进行清扫，从而提高机器人的智能化和清扫效率。综上所述，采用这种处理方法、芯片或者存储器，不仅可以提高机器人的智能化，还使得机器人的清扫效率大大提高。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。

Claims (10)

1.一种机器人检测到障碍物的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于第一方向，按第一移动路径行进第一距离；

基于与所述第一方向相反的第二方向，按第二移动路径行进；

检测到障碍物，计算在当前位置时，机器人按第二移动路径行进的第二距离；

判断所述第二距离是否大于预设距离；

如是，则掉头，基于所述第一方向，按第三移动路径行进；如否，则计算所述第一距离减去所述第二距离所得的差值；

判断所述差值的绝对值是否大于所述第二距离；

如否，则掉头，基于所述第一方向，按第三移动路径行进；如是，则沿障碍物的边缘行进。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：

所述预设距离为机器人行进的栅格区域的宽度的一半；其中，所述栅格区域为预定宽度和长度的方形区域，机器人在一个所述方形区域行进结束后，再行进至下一个所述方形区域；所述栅格区域的宽度为机器人按第一方向或者第二方向行进时，从栅格区域的一边到相对的另一边的最大直线距离。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述沿障碍物的边缘行进，包括：

沿障碍物的靠近所述第一移动路径的那一侧的边缘行进，并在绕过障碍物后继续基于所述第二方向按所述第二移动路径行进。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述沿障碍物的边缘行进，包括：

沿障碍物的靠近所述第三移动路径的那一侧的边缘行进；当行进的宽度未超过预设宽度且已绕过障碍物的，继续基于所述第二方向按所述第二移动路径行进，当行进的宽度已达到预设宽度且没有绕过障碍物的，则掉头，基于所述第一方向，按第三移动路径行进。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：

所述掉头的过程中，机器人行进的轨迹为弧形。

6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：如果所述机器人在掉头过程中，检测到障碍物，则直接沿障碍物的边缘行进，当行进的宽度未超过预设宽度且已绕过障碍物的，则继续行进以达到预设宽度后，基于所述第一方向，按第三移动路径行进；当行进的宽度已达到预设宽度且没有绕过障碍物的，则在达到预设宽度时，基于所述第一方向，直接按第三移动路径行进。

7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：所述行进的宽度为沿第一宽度的方向，机器人行进的直线距离；其中，所述第一宽度为所述第一移动路径和所述第二移动路径之间的垂直距离。

8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于：所述第一宽度为机器人机身宽度。

9.根据权利要求4、6至8中任一项所述的处理方法，其特征在于：所述预设宽度为机器人机身宽度。

10.一种芯片，用于存储程序，其特征在于：

所述程序用于控制机器人执行权利要求1至9任一项所述的处理方法。

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