CN109375634A - 机器人回座时的避障控制方法和芯片以及智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人回座时的避障控制方法和芯片以及智能机器人，可以提高机器人的回座效率。所述机器人回座时的避障控制方法，在机器人回座过程中，根据检测到障碍物时所处的回座阶段，执行与当前回座阶段相应的避障措施，避免机器人单纯依靠障碍物的位置进行沿边或掉头所带来的回座效率不佳的问题。所述方法根据不同的回座阶段，执行不同的避障措施，针对性更强，回座效率更高。

Description

机器人回座时的避障控制方法和芯片以及智能机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，具体涉及一种机器人回座时的避障控制方法和芯片以及智能机器人。

背景技术

扫地机器人是一种智能家用清洁设备，可以依据自身装配的电池进行能源供给，实现无线的清洁工作。当电池的电能降低，需要充电时，机器人会搜索充电座，并自动返回充电座进行充电。机器人在回座的过程中，如果检测到障碍物，一般都是按照清扫阶段遇到障碍物的情况进行相应处理，这种处理方式主要是依据障碍物的位置选择沿边或者掉头，没有充分考虑充电座的因素，导致机器人的回座效率比较低。

发明内容

本发明提供了一种机器人回座时的避障控制方法和芯片以及智能机器人，可以提高机器人的回座效率。本发明所述的具体技术方案如下：

一种机器人回座时的避障控制方法，包括如下步骤：机器人在回座过程中实时判断是否检测到障碍物，当机器人检测到障碍物时，根据当前所处的回座阶段，执行相应的避障措施。

进一步地，所述当机器人检测到障碍物时，根据当前所处的回座阶段，执行相应的避障措施，具体包括如下步骤：当机器人检测到障碍物时，处于寻找充电座的中间引导信号的阶段，则机器人在处于右信号区的情况下利用机器人的左侧沿所述障碍物的边沿行走，机器人在处于左信号区的情况下利用机器人的右侧沿所述障碍物的边沿行走；当机器人检测到障碍物时，处于沿中间引导信号回座的阶段，则机器人在左障碍传感器被触发的情况下，利用机器人的左侧沿所述障碍物的边沿行走；机器人在右障碍传感器被触发的情况下，利用机器人的右侧沿所述障碍物的边沿行走；机器人在左障碍传感器和右障碍传感器被同时触发的情况下，随机利用机器人的左侧或者右侧沿所述障碍物的边沿行走。

进一步地，当机器人处于寻找充电座的中间引导信号的阶段，且在沿障碍物的边沿行走的过程中，实时判断是否检测到所述中间引导信号，并在检测到所述中间引导信号后，沿着所述中间引导信号朝所述充电座方向行走，否则继续沿所述障碍物的边沿行走，一直行走至机器人在检测到所述障碍物时的前进方向所对应的直线方向上，然后沿所述直线方向继续行走或者继续寻找充电座的中间引导信号。

进一步地，当机器人处于沿中间引导信号回座的阶段，且在沿障碍物的边沿行走的过程中，实时判断是否再次检测到所述中间引导信号，如果是，则沿所述中间引导信号继续行走。

进一步地，所述中间引导信号为红外编码信号。

一种芯片，包括程序指令，所述程序指令用于控制机器人执行上述的机器人回座时的避障控制方法。

一种智能机器人，包括控制芯片，所述控制芯片是上述的芯片。

所述机器人回座时的避障控制方法，在机器人回座过程中，根据检测到障碍物时所处的回座阶段，执行与当前回座阶段相应的避障措施，避免机器人单纯依靠障碍物的位置进行沿边或掉头所带来的回座效率不佳的问题。所述方法根据不同的回座阶段，执行不同的避障措施，针对性更强，回座效率更高。

附图说明

图1为机器人位于右信号区时找中间引导信号的避障控制示意图。

图2为机器人的结构示意图。

图3为机器人沿中间引导信号回座时的避障控制示意图一。

图4为机器人位于左信号区时找中间引导信号的避障示意图一。

图5为机器人位于左信号区时找中间引导信号的避障示意图二。

图6为机器人沿中间引导信号回座时的避障控制示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。在下面的描述中，给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，电路可以在框图中显示，避免在不必要的细节中使实施例模糊。在其他情况下，为了不混淆实施例，可以不详细显示公知的电路、结构和技术。

一种机器人回座时的避障控制方法，所述机器人可以是家用清洁机器人，比如扫地机器人或者拖地机器人等，也可以是商业机器人，比如安防机器人或者服务机器人等。其中，所述回座指的是机器人返回充电座，返回充电座的目的可以是进行充电，也可以是进行待机，或者是其它目的。所述充电座还可以指代某一特定的位置或者基座，供机器人返回停放。所述避障指的是机器人检测到障碍时的应对方式。机器人在回座过程中，检测到障碍物时，所采取的避障控制方法包括如下步骤：机器人在回座过程中实时判断是否检测到障碍物，检测障碍物的方式可以是通过碰撞传感器进行碰撞检测，也可以通过红外传感器进行红外检测。当机器人检测到障碍物时，根据当前所处的回座阶段，执行相应的避障措施。所述回座阶段可以根据具体的设计需求进行相应设置，比如，可以分为找充电座信号阶段、找中间信号阶段和沿中间信号回座阶段；也可以分为找特定位置点阶段、导航至回座参考点阶段和直线回座阶段；也可以简单分为找充电座中间引导信号阶段和沿中间引导信号直线回座阶段；等等。所述避障措施也是根据具体的设计需求进行相应设置，比如，在找充电座信号阶段，避障措施可以是导航避障；在找中间信号阶段，避障措施可以是阶梯式避障，所述阶梯式避障是指机器人在检测到障碍物时，不管当前障碍物是什么形状，直接向其左侧或右侧转向90°，行走一段距离后，向其右侧或者左侧再转向90°，然后直行。如果没有再次检测到障碍物，则继续寻找中间信号，如果又检测到障碍物，则按上述相同的方式，先向其左侧或右侧转向90°，行走一段距离后，向其右侧或者左侧再转向90°，然后直行，以此类推，直到不再检测到障碍物后，继续寻找中间信号。在沿中间信号回座阶段，避障措施可以采用沿边避障，也可以采用导航避障，所述导航避障是指机器人将障碍物前的某一位置点作为目标点，通过搜索地图中到达目标点的导航路径，然后按照所确定的导航路径行走至目标点的避障方式。所述机器人回座时的避障控制方法，在机器人回座过程中，根据检测到障碍物时所处的回座阶段，执行与当前回座阶段相应的避障措施，所述方法让机器人能够根据不同的回座阶段，执行不同的避障措施，针对性更强，回座效率更高，有效避免了现有机器人单纯依靠障碍物的位置进行沿边或掉头所带来的回座效率不佳的问题。

作为其中一种实施方式，所述回座阶段分为寻找充电座的中间引导信号的阶段和沿中间引导信号回座的阶段，下述的其它实施例也是按此方式划分回座阶段。所述当机器人检测到障碍物时，根据当前所处的回座阶段，执行相应的避障措施，具体包括如下步骤：

如图1所示，充电座10中设置有红外传感器11，虚线所框定的范围是红外信号所覆盖的范围，所述范围分为左信号区A、右信号区B和中间信号区C。机器人20此时正在向前直行，寻找充电座的中间引导信号。当机器人20行走至a点时，检测到障碍物M。机器人20判断当前正处于寻找充电座的中间引导信号的阶段，并且，此时位于右信号区B，所以，机器人向右转向，利用其左侧的传感器进行沿边检测，沿着障碍物M的边沿行走，这种避障方式可以使机器人在沿边过程中朝更接近充电座10的方向靠拢，回座的效率更高。由于图中的障碍物M是一个矩形结构，所以，机器人20会沿着abcd的线路沿边行走，当机器人20行走至d点时，回到了机器人先前行走至a点时的直线方向上，并且，此时还没有检测到中间引导信号，所以，机器人在d点时不再继续沿边，而是沿着直线ad的方向向前直行。当机器人20直行至e点时，检测到中间引导信号，所以，机器人向右转向90°，沿着中间引导信号，朝f方向直行至充电座，从而完成了回座。当然，所述障碍物可以是其它不同的形状，比如圆形、三角形或者不规则形状等，形状不同，沿边行走的轨迹也会相应的变化。

作为另外一种实施方式，当机器人20检测到障碍物时，判断当前正处于寻找充电座的中间引导信号的阶段，并且，此时位于左信号区A，则机器人向左转向，利用其右侧的传感器进行沿边检测，沿着障碍物M的边沿行走，同样的道理，这种避障方式可以使机器人在沿边过程中朝更接近充电座10的方向靠拢，回座的效率更高。后续的运作与上述实施例相似，在此不再赘述。

作为其中一种所述方式，如图2所示，所述机器人20为扫地机器人。所述扫地机器人具有设置于前端的碰撞杠21。所述扫地机器人还具有设置于碰撞杠21与机体之间的，且位于机器人左前侧的左碰撞传感器22；设置于碰撞杠21与机体之间的，且位于机器人右前侧的右碰撞传感器23。当机器人的右前侧先碰撞到障碍物，则右障碍传感器23会被先触发；当机器人的左前侧先碰撞到障碍物，则左障碍传感器22会被先触发；当机器人的正前端先碰撞到障碍物，则左障碍传感器22和右障碍传感器23会被同时触发。

作为其中一种实施方式，如图3所示，充电座10中设置有红外传感器11，虚线所框定的范围是红外信号所覆盖的范围，所述范围分为左信号区A、右信号区B和中间信号区C。M是一个底座为三角形的障碍物在地面中所占的位置，该障碍物的高度较矮或者中部镂空，所以不影响机器人接收充电座的中间引导信号。机器人20此时正在沿着中间引导信号向前直行。当机器人20行走至a点时，机器人的右前方碰撞到障碍物M，触发了右障碍传感器，于是，机器人转向并利用其右侧的传感器进行沿边检测，沿着障碍物M的边沿，按abcd轨迹行走。由于机器人的右障碍传感器先被触发，表明障碍物主要是位于机器人的右侧，所以，利用机器人的右侧沿边，可以更多地减少沿边所走的路程，从而提高回座效率。机器人行走至d点时，又检测到了中间引导信号，所以，机器人继续沿中间引导信号，从d点朝e点方向直线行走，并最终回到充电座进行充电。

作为另外一种实施方式，当机器人在沿中间引导信号回座的过程中检测到障碍物，并且机器人的左前方碰撞到障碍物M，触发了左障碍传感器，则机器人转向并利用其左侧的传感器进行沿边检测，沿着障碍物M的边沿。同理，由于机器人的左障碍传感器先被触发，表明障碍物主要是位于机器人的左侧，所以，利用机器人的左侧沿边，可以更多地减少沿边所走的路程，从而提高回座效率。后续的运作与上述实施例相似，在此不再赘述。

作为另外一种实施方式，当机器人在沿中间引导信号回座的过程中检测到障碍物，并且机器人的正前端碰撞到障碍物，同时触发了机器人的左障碍传感器和右障碍传感器，此时无法分辨出障碍物主要是位于哪一侧，所以，机器人可以随机利用其左侧或者右侧沿所述障碍物的边沿行走。

作为其中一种实施方式，如图4所示，机器人当前正处于寻找充电座10的中间引导信号的阶段，机器人20在左信号区A向前直行，并在a点检测到障碍物M。然后，机器人20沿障碍物M的边沿，按abc轨迹行走。在行走的过程中，机器人实时判断是否检测到所述中间引导信号。当机器人行走至c点时，检测到所述中间引导信号，然后机器人沿着所述中间引导信号，按cd方向朝所述充电座行走。

如图5所示，如果机器人在c点没有检测到中间引导信号，则机器人会继续沿所述障碍物的边沿行走，即机器人在c点位置向下转向，然后一直行走。当机器人行走至d点时，到达机器人此前行走至a点时前进方向所在的水平直线方向（即图中a所在的水平线方向），接着机器人20转向并沿所述水平直线方向，按de轨迹行走，继续寻找充电座的中间引导信号。

按上述方式进行障碍物沿边处理，可以提高机器人寻找到中间引导信号的效率，进一步提高了机器人的回座效率。

作为其中一种实施方式，如图6所示，机器人20当前正在沿中间引导信号进行回座，障碍物M属于中部镂空的结构，所以，充电座10的红外信号传感器11发出的引导信号能够穿过障碍物M，并被机器人20所接收。机器人20在a点检测到障碍物，然后沿障碍物的边沿，按abcd轨迹行走。在行走的过程中，机器人20实时判断是否再次检测到所述中间引导信号。当机器人行走至d点时，检测到了所述中间引导信号，所以，机器人20沿所述中间引导信号，按de轨迹继续行走。如果没有检测到所述中间引导信号，则机器人继续沿边行走，直到再次检测到所述中间引导信号。按所述方式进行障碍物沿边避障，可以让机器人快速回到中间引导信号所在方向上，从而提高了机器人的回座效率。

上述各实施例所述的充电座发出的信号是红外编码信号。所述中间引导信号是所述充电座发出的位于其正前方的，用于引导机器人直接朝充电座方向直线上座的红外编码信号。

一种芯片，包括程序指令，所述程序指令用于控制机器人执行如上各实施例所述的机器人回座时的避障控制方法。使机器人在回座过程中，根据检测到障碍物时所处的回座阶段，执行与当前回座阶段相应的避障措施，避免机器人单纯依靠障碍物的位置进行沿边或掉头所带来的回座效率不佳的问题。所述芯片控制机器人根据不同的回座阶段，执行不同的避障措施，针对性更强，回座效率更高。

一种智能机器人，内部装配有控制芯片，所述控制芯片是上述的芯片。装配所述控制芯片的智能机器人，在回座过程中，可以根据检测到障碍物时所处的回座阶段，执行与当前回座阶段相应的避障措施，避免机器人单纯依靠障碍物的位置进行沿边或掉头所带来的回座效率不佳的问题。所述方法根据不同的回座阶段，执行不同的避障措施，针对性更强，回座效率更高。所述智能机器人是能够自主行走，自主工作和自主回座充电的智能化机器人，比如用于餐厅的点餐和送餐服务机器人，用于银行的咨询服务机器人，用于安检巡逻的安防机器人等。

上述实施例中所提到的“上”、“下”、“左”和“右”等方向字词，如果没有具体说明，则是指代附图中的上下左右等方向。如果有具体说明，则按具体说明定义，比如机器人的左侧，则是指代机器人前进方向的左侧，不是指代附图的左侧。

上述实施例所提到的充电座的正前方是指充电座中与机器人对接的一侧所朝向的方向，该侧面上设有用于引导机器人回座的红外传感器。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。这些程序可以存储于计算机可读取存储介质（比如ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质）中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种机器人回座时的避障控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

机器人在回座过程中实时判断是否检测到障碍物，当机器人检测到障碍物时，根据当前所处的回座阶段，执行相应的避障措施。

2.根据权利要求1所述的方法，所述当机器人检测到障碍物时，根据当前所处的回座阶段，执行相应的避障措施，具体包括如下步骤：

当机器人检测到障碍物时，处于寻找充电座的中间引导信号的阶段，则机器人在处于右信号区的情况下利用机器人的左侧沿所述障碍物的边沿行走，机器人在处于左信号区的情况下利用机器人的右侧沿所述障碍物的边沿行走；

当机器人检测到障碍物时，处于沿中间引导信号回座的阶段，则机器人在左障碍传感器被触发的情况下，利用机器人的左侧沿所述障碍物的边沿行走；机器人在右障碍传感器被触发的情况下，利用机器人的右侧沿所述障碍物的边沿行走；机器人在左障碍传感器和右障碍传感器被同时触发的情况下，随机利用机器人的左侧或者右侧沿所述障碍物的边沿行走。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当机器人处于寻找充电座的中间引导信号的阶段，且在沿障碍物的边沿行走的过程中，实时判断是否检测到所述中间引导信号，并在检测到所述中间引导信号后，沿着所述中间引导信号朝所述充电座方向行走，否则继续沿所述障碍物的边沿行走，一直行走至机器人在检测到所述障碍物时的前进方向所对应的直线方向上，然后沿所述直线方向继续行走或者继续寻找充电座的中间引导信号。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当机器人处于沿中间引导信号回座的阶段，且在沿障碍物的边沿行走的过程中，实时判断是否再次检测到所述中间引导信号，如果是，则沿所述中间引导信号继续行走。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述中间引导信号为红外编码信号。

6.一种芯片，包括程序指令，其特征在于，所述程序指令用于控制机器人执行权利要求1至5中任意一项所述的机器人回座时的避障控制方法。

7.一种智能机器人，包括控制芯片，其特征在于，所述控制芯片是权利要求6所述的芯片。