CN107817796A - 移动机器人贴障碍物运动的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本申请的目的是提供一种移动机器人贴障碍物运动的方法。与现有技术相比，在本申请中当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动，然后基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间，然后基于所述机器人预测运动空间，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。通过这种方式，能够根据环境变化灵活地调整机器人的运动方式，避免移动机器人与障碍物相撞。

Description

移动机器人贴障碍物运动的方法和设备
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种移动机器人贴障碍物运动的技术。
背景技术
目前，移动机器人的使用越来越普遍，特别是家庭服务类和商场导购类机器人，例如扫地机器人、拖地机器人，给人们的生活带来了极大的方便。而机器人在运动时，会遇到障碍物，例如，墙面，这时就需要机器人能够实现贴着障碍物运动，不要撞上障碍物。
现有技术中，主要通过采用已知地图来实现贴障碍物运动，这种方式建立在存在已知地图的情况下，无法很好的适应环境的变化，因此，这种方式适用范围小，无法满足环境多变的需求。
发明内容
本申请的目的是提供一种移动机器人贴障碍物运动的方法。
根据本申请的一个方面，提供了一种移动机器人贴障碍物运动的方法，其中，该方法包括：
当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动；
基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间；
基于所述机器人预测运动空间，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。
进一步地，其中，所述当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动之前，所述方法还包括：
当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，以当前速度且按指定方向靠近所述障碍物。
进一步地，其中，所述当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动之前，所述方法还包括：
当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，根据获取到的激光数据确定贴近所述障碍物的目标位置，以使所述移动机器人向所述目标位置的方向移动。
进一步地，其中，所述目标位置与所述移动机器人的当前距离最近。
进一步地，其中，所述基于所述机器人预测运动空间，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向包括：
基于所述机器人预测运动空间，确定所述障碍物是否在所述机器人预测运动空间内；
当所述障碍物在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度减小预设速度增量以及按所述预设方向旋转一定预设角度增量，以确定所述调整速度以及调整方向。
进一步地，其中，所述基于所述机器人预测运动空间，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向还包括：
当所述障碍物未在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度及所述预设方向作为调整速度以及调整方向。
与现有技术相比，在本申请中当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动，然后基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间，然后基于所述机器人预测运动空间，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。通过这种方式，能够根据环境变化灵活地调整机器人的运动方式，避免移动机器人与障碍物相撞。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本申请一个方面的一种用于移动机器人贴障碍物运动的方法流程图；
图2示出根据本申请另一个方面的一种用于移动机器人贴障碍物运动的设备示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
为更进一步阐述本申请所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本申请的技术方案，进行清楚和完整的描述。
图1示出根据本申请一个方面的一种用于移动机器人贴障碍物运动的方法，其中，所述方法包括：
S11当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动；
S12基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间；
S13基于所述机器人预测运动空间，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。
在该实施例中，在所述步骤S11中，所述移动机器人包括能够自动或者被动控制运动的一种设备，例如，扫地机器人、拖地机器人等等，所述障碍物包括能够阻挡移动机器人运动的物体，在此，所述障碍物是基于激光数据反应的障碍物。
移动机器人在运动时，要不断检测移动机器人与障碍物的距离，以使移动机器人在贴近障碍物时，能够沿着障碍物的轮廓运动，在此，可以通过激光雷达的方式获取与周围障碍物的测距信息，根据该测距信息获取与障碍物的距离。在此，可以预先设定预设距离，该距离用以表示所述移动机器人与障碍物的距离很近、但未碰到该障碍物，并且可以预先设置该移动机器人在达到该预设距离时的预设速度和预设方向，该预设速度为所述移动机器人在靠近所述障碍物之后运动的初始采样速度，包括线速度和角速度，在此，可以设定所述移动机器人以最大的线速度和角速度作为预设速度。预设方向为所述移动机器人在靠近所述障碍物之后的初始运动方向，可以预先设定，例如向左或者向右运动。通过分析激光数据，当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离时，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动。
优选地，在所述步骤S11之前，所述方法还包括：S14(未示出)当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，以当前速度且按指定方向靠近所述障碍物。在该实施例中，当所述移动机器人距离所述障碍物较远时，由于暂时不会与该障碍物碰到，该移动机器人可以按照自己当前的速度和方向运动，在此，移动机器人当前的速度可以是预先设定的，或者移动机器人也可以自动调节的、可以在距离障碍物较远时采用的运动速度，其中，指定方向可以包括移动机器人当前的运动方向，还可以包括某个随机设定的方向。
优选地，在所述步骤S11之前，所述方法还包括：S15(未示出)当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，根据获取到的激光数据确定贴近所述障碍物的目标位置，以使所述移动机器人向所述目标位置的方向移动。
在该实施例中，当移动机器人与所述障碍物距离较远时，可以根据采集到的激光数据确定一个目标位置，该目标位置为用于贴近所述障碍物的位置，所述移动机器人可以根据该目标位置调整速度和方向，以向所述目标位置靠近。优选地，所述目标位置为与所述移动机器人当前距离最近的位置，即所述移动机器人可以通过移动最近的距离来靠近该障碍物。
继续在该实施例中，在所述步骤S12中，基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间。在此，所述运动周期可为预先设定好的采样周期，通过该采样周期以及预设速度和预设方向能够计算出该移动机器人在下一个运动周期所处的机器人预测运动空间，该机器人预测运动空间用以表示该移动机器人在下一个运动周期的位置信息，可以为一个位置点或者位置范围。
继续在该实施例中，在所述步骤S13中，基于所述机器人预测运动空间与所述障碍物的位置关系，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。
优选地，其中，所述步骤S13包括：基于所述机器人预测运动空间，确定所述障碍物是否在所述机器人预测运动空间内；当所述障碍物在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度减小预设速度增量以及按所述预设方向旋转一定预设角度增量，以确定所述调整速度以及调整方向。
在该实施例中，可以通过采集到的激光数据确定距离障碍物的距离，以及机器人预测运动空间的距离，在此，优选地，所述机器人预测运动空间为距离障碍物最近的点的位置信息，通过比较移动机器人与所述障碍物的距离以及与机器人预测运动空间的距离来确定该障碍物是否在所述机器人预测运动空间内，也即通过这种方式可以计算出在下一个运动周期该移动机器人是否与所述障碍物相碰撞。
当障碍物在所述机器人预测运动空间内时，会发生碰撞，因此需要调整所述移动机器人的运动速度和方向，在此，调整的方式可以通过将预设速度减小预设速度增量以及按所述预设方向旋转一定预设角度增量，来确定所述调整速度以及调整方向。在此，所述预设速度增量可以为预先设定好的对速度的调整量，该调整量可以是固定的，也可以根据实际情况进行变化，例如，当发生碰撞的可能性较大时，可以将预设速度减少的多，也即该预设速度增量的绝对值较大，而当发生碰撞的可能性较小时，可以将预设速度减小的少一些，也即即该预设速度增量的绝对值较小。同时，为了避免发生碰撞，所述移动机器人也需要向左或者向右调整一定的预设角度增量，以稍微改变该移动机器人的运动方向。
优选地，其中，所述步骤S13包括：当所述障碍物未在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度及所述预设方向作为调整速度以及调整方向。
在该实施例中，即当所述移动机器人在下一个运动周期时，不会与所述障碍物发生碰撞，则所述移动机器人继续按照一开始贴近所述障碍物时的预设速度和预设方向运动，当运动一段距离时，继续按照前述方式计算另外一个运动周期的机器人预测运动空间，以使所述移动机器人能够持续沿着所述障碍物运动。
与现有技术相比，在本申请中当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动，然后基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间，然后基于所述机器人预测运动空间，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。通过这种方式，能够根据环境变化灵活地调整机器人的运动方式，避免移动机器人与障碍物相撞。
图2示出根据本申请另一个方面的一种用于控制移动机器人贴障碍物运动的设备，其中，所述设备1包括：
第一装置，用于当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动；
第二装置，用于基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间；
第三装置，用于基于所述机器人预测运动空间，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。
在本申请中，所述设备1可以为所述移动机器人本身或者其他可以控制移动机器人的控制设备。在该实施例中，所述移动机器人包括能够自动或者被动控制运动的一种设备，例如，扫地机器人、拖地机器人等等，所述障碍物包括能够阻挡移动机器人运动的物体。
移动机器人在运动时，所述第一装置要不断检测移动机器人与障碍物的距离，以使移动机器人在贴近障碍物时，能够沿着障碍物的轮廓运动，在此，可以通过激光雷达的方式获取与周围障碍物的测距信息，根据该测距信息获取与障碍物的距离。在此，可以预先设定预设距离，该距离用以表示所述移动机器人与障碍物的距离很近、但未碰到该障碍物，并且可以预先设置该移动机器人在达到该预设距离时的预设速度和预设方向，该预设速度为所述移动机器人在靠近所述障碍物之后运动的初始采样速度，包括线速度和角速度，在此，可以设定所述移动机器人以最大的线速度和角速度作为预设速度。预设方向为所述移动机器人在靠近所述障碍物之后的初始运动方向，可以预先设定，例如向左或者向右运动。通过分析激光数据，当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离时，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动。
优选地，所述设备1还包括：第四装置(未示出)，用于当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，以当前速度且按指定方向靠近所述障碍物。在该实施例中，当所述移动机器人距离所述障碍物较远时，由于暂时不会与该障碍物碰到，所述第四装置可以控制该移动机器人按照自己当前的速度和方向运动，在此，移动机器人当前的速度可以是预先设定的，或者移动机器人也可以自动调节的、可以在距离障碍物较远时采用的运动速度，其中，指定方向可以包括移动机器人当前的运动方向，还可以包括某个随机设定的方向。
优选地，所述设备1还包括：第五装置(未示出)，用于当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，根据获取到的激光数据确定贴近所述障碍物的目标位置，以使所述移动机器人向所述目标位置的方向移动。
在该实施例中，当移动机器人与所述障碍物距离较远时，所述第五装置可以根据采集到的激光数据确定一个目标位置，该目标位置为用于贴近所述障碍物的位置，所述移动机器人可以根据该目标位置调整速度和方向，以向所述目标位置靠近。优选地，所述目标位置为与所述移动机器人当前距离最近的位置，即所述移动机器人可以通过移动最近的距离来靠近该障碍物。
继续在该实施例中，所述第二装置基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间。在此，所述运动周期可为预先设定好的采样周期，通过该采样周期以及预设速度和预设方向能够计算出该移动机器人在下一个运动周期所处的机器人预测运动空间，该机器人预测运动空间用以表示该移动机器人在下一个运动周期的位置信息，可以为一个位置点或者位置范围。
继续在该实施例中，所述第三装置基于所述机器人预测运动空间与所述障碍物的位置关系，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。
优选地，其中，所述第三装置用于：基于所述机器人预测运动空间，确定所述障碍物是否在所述机器人预测运动空间内；当所述障碍物在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度减小预设速度增量以及按所述预设方向旋转一定预设角度增量，以确定所述调整速度以及调整方向。
在该实施例中，所述第三装置可以通过采集到的激光数据确定距离障碍物的距离，以及机器人预测运动空间的距离，在此，优选地，所述机器人预测运动空间为距离障碍物最近的点的位置信息，通过比较移动机器人与所述障碍物的距离以及与机器人预测运动空间的距离来确定该障碍物是否在所述机器人预测运动空间内，也即通过这种方式可以计算出在下一个运动周期该移动机器人是否与所述障碍物相碰撞。
当障碍物在所述机器人预测运动空间内时，会发生碰撞，因此需要调整所述移动机器人的运动速度和方向，在此，调整的方式可以通过将预设速度减小预设速度增量以及按所述预设方向旋转一定预设角度增量，来确定所述调整速度以及调整方向。在此，所述预设速度增量可以为预先设定好的对速度的调整量，该调整量可以是固定的，也可以根据实际情况进行变化，例如，当发生碰撞的可能性较大时，可以将预设速度减少的多，也即该预设速度增量的绝对值较大，而当发生碰撞的可能性较小时，可以将预设速度减小的少一些，也即即该预设速度增量的绝对值较小。同时，为了避免发生碰撞，所述移动机器人也需要向左或者向右调整一定的预设角度增量，以稍微改变该移动机器人的运动方向。
优选地，其中，所述第三装置还用于：当所述障碍物未在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度及所述预设方向作为调整速度以及调整方向。
在该实施例中，即当所述移动机器人在下一个运动周期时，不会与所述障碍物发生碰撞，则所述移动机器人继续按照一开始贴近所述障碍物时的预设速度和预设方向运动，当运动一段距离时，继续按照前述方式计算另外一个运动周期的机器人预测运动空间，以使所述移动机器人能够持续沿着所述障碍物运动。
与现有技术相比，在本申请中当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动，然后基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间，然后基于所述机器人预测运动空间，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。通过这种方式，能够根据环境变化灵活地调整机器人的运动方式，避免移动机器人与障碍物相撞。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (12)

1.一种移动机器人贴障碍物运动的方法，其中，该方法包括：
当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动；
基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间；
基于所述机器人预测运动空间与所述障碍物的位置关系，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动之前，所述方法还包括：
当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，以当前速度且按指定方向靠近所述障碍物。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动之前，所述方法还包括：
当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，根据获取到的激光数据确定贴近所述障碍物的目标位置，以使所述移动机器人向所述目标位置的方向移动。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述目标位置与所述移动机器人的当前距离最近。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述机器人预测运动空间与所述障碍物的位置关系，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向包括：
基于所述机器人预测运动空间，确定所述障碍物是否在所述机器人预测运动空间内；
当所述障碍物在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度减小预设速度增量以及按所述预设方向旋转一定预设角度增量，以确定所述调整速度以及调整方向。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基于所述机器人预测运动空间与所述障碍物的位置关系，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向还包括：
当所述障碍物未在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度及所述预设方向作为调整速度以及调整方向。
7.一种控制移动机器人贴障碍物运动的设备，其中，该设备包括：
第一装置，用于当检测到移动机器人与障碍物的距离达到预设距离，所述移动机器人基于预设速度按预设方向运动；
第二装置，用于基于所述预设速度及所述预设方向计算所述移动机器人在下一个运动周期的机器人预测运动空间；
第三装置，用于基于所述机器人预测运动空间与所述障碍物的位置关系，确定所述移动机器人的调整速度以及调整方向，以使所述移动机器人按所述调整速度以及调整方向贴所述障碍物运动。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述设备还包括：
第四装置，用于当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，以当前速度且按指定方向靠近所述障碍物。
9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述设备还包括：
第五装置，用于当所述移动机器人与所述障碍物的距离大于预设距离，根据获取到的激光数据确定贴近所述障碍物的目标位置，以使所述移动机器人向所述目标位置的方向移动。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述目标位置与所述移动机器人的当前距离最近。
11.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第三装置用于：
基于所述机器人预测运动空间，确定所述障碍物是否在所述机器人预测运动空间内；
当所述障碍物在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度减小预设速度增量以及按所述预设方向旋转一定预设角度增量，以确定所述调整速度以及调整方向。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第三装置还用于：
当所述障碍物未在所述机器人预测运动空间内，将所述预设速度及所述预设方向作为调整速度以及调整方向。
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