CN109814577A - 一种基于信息共享的运动控制方法以及移动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于信息共享的运动控制方法以及移动装置,其方法包括:广播发送自身的待共享信息;接收所有第二移动装置广播发送的待共享信息;获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;绕行区域在自身的局部坐标系中;根据第一当前位置和绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径,并根据目标移动路径进行移动;第一当前位置为自身当前所在位置;目标移动路径与绕行区域不重合;其中,待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。本发明移动装置之间相互进行信息共享,能更明确、有效掌握其他移动装置将要行驶的路径,提高多机配送效率。大大降低了移动装置在通道资源竞争区域停滞等待的概率。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域,尤指一种基于信息共享的运动控制方法以及移动装置。
背景技术
随着移动装置行业的崛起,越来越多的行业已经引入了移动装置。随着技术的发展创新,移动装置已经实现了在很多场景的应用。其中移动机器人,无人车就是一种较常见的类型,为了提高移动装置工作效率,达到可通行道路资源充分利用的目的,需要支持同场景下,多移动装置同时在线运行,从而就需要共享通道资源。为了解决这种资源共享,避免交通堵塞的问题。技术上常用的一些方法有:局部路径规划方法、后台交通管理方法等。
首先局部路径规划方法是在路径规划时,把除本体之外的所有移动装置,都当做是动态障碍物,规划出可以相互绕开的路径,从而实现多机自动管理。动态障碍物运行轨迹的预测一直是个难题,主要是因为障碍的运行轨迹会跟周围环境变化实时改变,不可预测,而且移动装置所携带的摄像头、激光雷达、超声波等感知传感器,检测范围有限,甚至有死角。从而导致在动态环境中,预测动态障碍物运行轨迹难度变大,甚至不准,可能会出现在冲突区域出现交通“堵死”的情况。
另外,后台交通管理方法是移动装置通过外网主动上报自身位姿至后台服务器,后台服务器通过外网将在线的所有移动装置位姿广播出去,移动装置在通过单行通道,路口等可能产生通道资源竞争的地方时主动向后台服务器申请资源,如果未被占用则通行。实际上由于网络延迟或者网络不稳定等原因,通常导致移动装置收到广播的在线移动装置的位姿可能不是实时的。导致后台服务器判断该道路可通过行,却使得移动装置申请不到通行权限,进而导致移动装置在通道资源竞争的地方停滞等待,引起了资源浪费,降低配送效率的问题,也有可能会出现在冲突区域出现交通“堵死”的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于信息共享的运动控制方法以及移动装置,移动装置之间相互进行信息共享,使得各个移动装置之间能更明确、有效掌握其他移动装置将要行驶的路径,可以提高多机配送效率。大大降低了移动装置在通道资源竞争的地方停滞等待的概率。
本发明提供的技术方案如下:
本发明提供一种基于信息共享的运动控制方法,包括步骤:
广播发送自身的待共享信息;
接收所有第二移动装置广播发送的待共享信息;
获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;所述绕行区域在自身的局部坐标系中;
根据第一当前位置和所述绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径,并根据所述目标移动路径进行移动;所述第一当前位置为自身当前所在位置;所述目标移动路径与所述绕行区域不重合;
其中,所述待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。
进一步的,所述获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;所述绕行区域在自身的局部坐标系中包括步骤:
根据接收到的每个第二移动装置的待共享信息中的第二当前位置,判断所述目标区域范围内是否存在第二移动装置;
若所述目标区域范围内不存在任何的第二移动装置时,根据自身的预设时长内的规划行驶路线进行移动;
若所述目标区域范围内存在至少一个第二移动装置时,根据在所述目标区域范围内的所有第二移动装置的待共享信息,在所述局部坐标系中生成绕行区域。
进一步的,所述若所述目标区域范围内存在至少一个第二移动装置时,根据在所述目标区域范围内的所有第二移动装置的待共享信息,在所述局部坐标系中生成绕行区域包括步骤:
将所述目标区域范围内所有第二移动装置的规划行驶路线,分别进行离散得到所述目标区域范围内每个第二移动装置对应的若干个连续的规划行驶节点;
根据所述规划行驶节点在世界坐标系的坐标,以及所述世界坐标系与所述局部坐标系的转换关系,进行转换计算得到对应目标空间坐标;
在所述局部坐标系中,将每个目标空间坐标为圆心,以预设长度阈值为半径,生成所述目标区域范围内第二移动装置对应的影响范围,直至生成所述目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围为止;所述预设长度阈值大于等于所述目标区域范围内第二移动装置的轮廓半径;
在所述局部坐标系中,标记所述目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围生成所述绕行区域。
进一步的,所述根据第一当前位置和所述绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径,并根据所述目标移动路径进行移动;所述第一当前位置为自身当前所在位置包括步骤:
获取自身的轮廓半径;
将所述第一当前位置以及所述自身的轮廓半径,标记在所述局部坐标系中得到起始区域;
根据所述局部坐标系中的所述起始区域、所述绕行区域和路径搜索算法,进行路径搜索生成所述目标移动路径,根据所述目标移动路径进行移动。
进一步的,所述广播发送自身的待共享信息包括步骤:
定位获取第一当前位置;
从后台服务器处获取自身的预设时长内的参考行驶路线;
当检测到所述参考行驶路线存在障碍物时,根据所述障碍物所在位置和所述第一当前位置进行路径规划生成预设时长内的绕障行驶路线,广播发送第一待共享信息;所述第一待共享信息包括所述绕障行驶路线和所述第一当前位置;
当检测到所述参考行驶路线不存在障碍物时,广播发送第二待共享信息;所述第二待共享信息包括所述参考行驶路线和所述第一当前位置。
本发明还提供一种移动装置,包括:
收发模块,用于广播发送自身的待共享信息,并接收所有第二移动装置广播发送的待共享信息;
获取生成模块,与所述收发模块连接,用于获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;所述绕行区域在自身的局部坐标系中;
路径规划模块,与所述获取生成模块连接,用于根据第一当前位置和所述绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径;所述目标移动路径与所述绕行区域不重合;
移动模块,与所述路径规划连接,用于根据所述目标移动路径进行移动;
其中,所述待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。
进一步的,还包括:
判断模块,与所述收发模块连接,用于根据接收到的每个第二移动装置的待共享信息中的第二当前位置,判断所述目标区域范围内是否存在第二移动装置;
所述移动模块,与所述判断模块连接,用于若所述判断模块判断出所述目标区域范围内不存在任何的第二移动装置时,根据自身的预设时长内的规划行驶路线进行移动;
所述获取生成模块,还与所述判断模块连接,用于若所述判断模块判断出所述目标区域范围内存在至少一个第二移动装置时,根据在所述目标区域范围内的所有第二移动装置的待共享信息,在所述局部坐标系中生成绕行区域。
进一步的,所述获取生成模块包括:
处理单元,用于将所述目标区域范围内所有第二移动装置的规划行驶路线,分别进行离散得到所述目标区域范围内每个第二移动装置对应的若干个连续的规划行驶节点;
转换单元,与所述处理单元连接,用于根据所述规划行驶节点在世界坐标系的坐标,以及所述世界坐标系与所述局部坐标系的转换关系,进行转换计算得到对应目标空间坐标;
生成单元,与所述转换单元连接,用于在所述局部坐标系中,将每个目标空间坐标为圆心,以预设长度阈值为半径,生成所述目标区域范围内第二移动装置对应的影响范围,直至生成所述目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围为止;所述预设长度阈值大于等于所述目标区域范围内第二移动装置的轮廓半径;
标记单元,与所述生成单元连接,用于在所述局部坐标系中,标记所述目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围生成所述绕行区域。
进一步的,还包括:
信息获取模块,用于获取自身的轮廓半径;
标记处理模块,与所述轮廓信息获取模块连接,用于将所述第一当前位置以及所述自身的轮廓半径,标记在所述局部坐标系中得到起始区域;
所述路径规划模块,与所述标记处理模块连接,用于根据所述局部坐标系中的所述起始区域、所述绕行区域和路径搜索算法,进行路径搜索生成所述目标移动路径。
进一步的,还包括:
定位模块,用于定位获取第一当前位置;
所述收发模块,还用于从后台服务器处获取自身的预设时长内的参考行驶路线;
检测模块,与所述收发模块连接,用于检测所述参考行驶路线是否存在障碍物;
所述路径规划模块,还与所述检测模块连接,用于当检测到所述参考行驶路线存在障碍物时,根据所述障碍物所在位置和第一当前位置进行路径规划生成预设时长内的绕障行驶路线;
所述收发模块,还与所述路径规划模块连接,用于广播发送第一待共享信息;所述第一待共享信息包括所述绕障行驶路线和所述第一当前位置;
所述收发模块,还用于广播发送第二待共享信息;所述第二待共享信息包括所述参考行驶路线和所述第一当前位置。
通过本发明提供的一种基于信息共享的运动控制方法以及移动装置,能够实现以下效果:
1、本发明对每个移动装置的运行做一段时间的预测,避免多个移动装置在冲突区域即将汇合等待时才被检测到,可以做到提前预判,提高移动装置的任务执行效率。
2、本发明减少感知传感器的检测死角,大大增加监测范围,降低动态控制移动装置的盲区。大大降低了移动装置在通道资源竞争的地方停滞等待的概率。
3、本发明移动装置之间相互进行信息共享,使得各个移动装置之间能更明确、有效掌握其他移动装置将要行驶的路径,可以提高多机配送效率。
附图说明
下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对一种基于信息共享的运动控制方法以及移动装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明基于信息共享的运动控制方法的一个实施例的流程图;
图2是本发明基于信息共享的运动控制方法的另一个实施例的流程图;
图3是本发明基于信息共享的运动控制方法的另一个实施例的流程图;
图4是本发明世界坐标系和局部坐标系的示意图;
图5是本发明基于信息共享的运动控制方法的另一个实施例的流程图;
图6是机器人基于信息共享的路径规划的示意图;
图7是本发明移动装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。
目前已有的防止多个移动装置在冲突区域(如医院内手术室区域、药房区域,以及图书馆图书区域等等)内出现交通“堵死”的情况。总之冲突区域就是在某一使用场地内,由于调配任务在进行行驶过程中出现汇合导致的停滞等待问题的区域。在现有技术中,一是在机器人等移动装置的基座上安装测距仪器(如超声测距传感器、红外测距传感器),根据测距仪器测量碰撞距离并改变移动装置的轨迹。二是后台服务器提高外网与移动装置进行通信互动,调配,根据后台服务器的监控调度改变移动装置的轨迹。但是不论哪种方式,均存在无法有效减少在冲突区域内出现交通“堵死”的情况和概率。
本发明的一个实施例,如图1所示,一种基于信息共享的运动控制方法,包括:
S100广播发送自身的待共享信息;
S200接收所有第二移动装置广播发送的待共享信息;
S300获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;绕行区域在自身的局部坐标系中;
S400根据第一当前位置和绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径,并根据目标移动路径进行移动;第一当前位置为自身当前所在位置;目标移动路径与绕行区域不重合;
其中,待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。
具体的,S100与S200之间无先后顺序。在无线网络搭建好的场景区域内,第一移动装置广播发送自身的待共享信息,并且实时接收来自第二移动装置广播发送的待共享信息。然后,第一移动装置对从第二移动装置处获取的待共享信息进行筛选,筛选出以第一当前位置为中心扩散的目标区域范围(即上述冲突区域)其他移动在的待共享信息,然后根据筛选出来的待共享信息得到成绕行区域,由于绕行区域在第一移动装置的局部坐标系中,而且局部坐标系是以第一当前位置为中心建立的,因此,第一移动装置能够根据第一当前位置和绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径,并根据目标移动路径进行移动。并且,规划处理的目标移动路径与绕行区域不重合,能极大地避免移动装置出现卡死或者摇摆不定的情况发生,使得第一移动装置能够完美的减少在冲突区域内出现交通“堵死”的情况和概率。提高移动装置在复杂环境中的活动能力,增大移动装置的活动范围。并且,由于通过移动装置之间通过局域网相互进行信息共享,减少因为互联网的网络延迟或者网络不稳定造成的无法实时规划通过冲突区域的情况,保证计算实时性,从而可以大大地降低移动装置停滞等待的时间。对每个移动装置的运行做一段时间的预测,避免多个移动装置在冲突区域即将汇合等待时才被检测到,可以做到提前预判,提高移动装置的任务执行效率。
基于前述实施例,如图2所示,包括:
S100广播发送自身的待共享信息;
S210根据接收到的每个第二移动装置的待共享信息中的第二当前位置,判断目标区域范围内是否存在第二移动装置;
S220若目标区域范围内不存在任何的第二移动装置时,根据自身的预设时长内的规划行驶路线进行移动;
S230若目标区域范围内存在至少一个第二移动装置时,根据在目标区域范围内的所有第二移动装置的待共享信息,在局部坐标系中生成绕行区域;
S300获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;绕行区域在自身的局部坐标系中;
S400根据第一当前位置和绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径,并根据目标移动路径进行移动;第一当前位置为自身当前所在位置;目标移动路径与绕行区域不重合;
其中,待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。
具体的,与前述实施例相同的部分在此不再一一赘述。本实施例中,第一移动装置获取目标区域范围,目标区域范围可以是以第一移动装置第一当前位置为中心扩散的区域范围。例如,以第一移动装置第一当前位置为圆心,以第一移动装置的轮廓半径(轮廓半径为能够包围第一移动装置整个外形轮廓的长度的一半)为半径的区域。还例如,以第一移动装置第一当前位置为圆心,以预设长度阈值(预设长度阈值大于轮廓半径)为半径的区域。此处只是示例,其他以第一移动装置第一当前位置为中心扩散的区域范围均在本发明保护范围内。
第一移动装置获取到目标区域范围后,由于接收到的每个第二移动装置的待共享信息中包括有第二移动装置自身对应的第二当前位置。因此,判断第二当前位置是否在以第一移动装置第一当前位置为中心扩散的区域范围内,即判断目标区域范围内是否存在第二移动装置。如果是则说明预设时长期间,第一移动装置在根据自身的规划移动路线移动的过程中,说明至少一个第二移动装置随时可能会与第一移动装置之间争抢通道资源,从而筛选出以第一当前位置为中心扩散的目标区域范围(即上述冲突区域)其他移动在的待共享信息,然后根据筛选出来的待共享信息得到成绕行区域,再进行后续的路径规划行驶。否则,说明没有任何一个第二移动装置随时可能会与第一移动装置之间争抢通道资源,这样,第一移动装置可以根据此前获取预设时长内的规划移动路线进行行驶。当然在行驶期间,不间断继续实时监测第二移动装置,并通过现有技术中的感知传感器感测外界环境,以便进一步提升移动装置行驶的高效性和安全性,以防止突发情况。
基于前述实施例,如图3所示,包括:
S100广播发送自身的待共享信息;
S210根据接收到的每个第二移动装置的待共享信息中的第二当前位置,判断目标区域范围内是否存在第二移动装置;
S220若目标区域范围内不存在任何的第二移动装置时,根据自身的预设时长内的规划行驶路线进行移动;
S231将目标区域范围内所有第二移动装置的规划行驶路线,分别进行离散得到目标区域范围内每个第二移动装置对应的若干个连续的规划行驶节点;
S232根据规划行驶节点在世界坐标系的坐标,以及世界坐标系与局部坐标系的转换关系,进行转换计算得到对应目标空间坐标;
S233在局部坐标系中,将每个目标空间坐标为圆心,以预设长度阈值为半径,生成目标区域范围内第二移动装置对应的影响范围,直至生成目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围为止;预设长度阈值大于等于目标区域范围内第二移动装置的轮廓半径;
S234在局部坐标系中,标记目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围生成绕行区域;
S300获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;绕行区域在自身的局部坐标系中;
S400根据第一当前位置和绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径,并根据目标移动路径进行移动;第一当前位置为自身当前所在位置;目标移动路径与绕行区域不重合;
其中,待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。
具体的,与前述实施例相同的部分在此不再一一赘述。本实施例中,由于后台服务器或者自身规划生成的规划行驶路线是已知的,那么若第二移动装置的当前所在位置即第二位置已知的情况下,可以根据每个第二移动装置的移动状态进行离散,离散计算得到目标区域范围内每个第二移动装置对应的若干个连续的规划行驶节点。示例性的,假设第二移动装置的移动速度和移动方向固定保持不变,已知第二移动装置的当前所在位置和规划行驶路线,可以获知第二移动装置在每一时刻的位置即规划行驶节点,从而得到目标区域范围内每个第二移动装置对应的若干个连续的规划行驶节点。然后,再根据每个规划行驶节点在世界坐标系的坐标,以及世界坐标系与局部坐标系之间的转换关系,进行转换计算得到对应目标空间坐标。示例性的,如图4所示,假设A为第一移动装置,那么以预设位置为原点建立世界坐标系XOY,以A当前所在位置O′为原点建立A的局部坐标系xO′y。那么,当获取到第二移动装置B的一个规划行驶节点为图4中B点所在位置时,则根据该规划行驶节点在世界坐标系XOY上的坐标(1,5),由于世界坐标系XOY与局部坐标系xO′y之间转换关系为沿着X轴正向方向平移2,沿着Y轴正向方向平移3,因此可以转换计算得到该规划行驶节点在局部坐标系xO′y上的目标空间坐标为(-1,2)。
第一移动装置获取到目标空间坐标后,在局部坐标系中,将每个目标空间坐标为圆心,以预设长度阈值为半径,生成第一移动装置的目标区域范围内每个第二移动装置对应的影响范围,直至生成目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围为止后,在局部坐标系中,标记目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围生成绕行区域。其中,预设长度阈值大于等于第二移动装置的轮廓半径。
基于前述实施例,如图5所示,包括:
S100广播发送自身的待共享信息;
S200接收所有第二移动装置广播发送的待共享信息;
S300获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;绕行区域在自身的局部坐标系中;
S410获取自身的轮廓半径;
S420将第一当前位置以及自身的轮廓半径,标记在局部坐标系中得到起始区域;
S430根据局部坐标系中的起始区域、绕行区域和路径搜索算法,进行路径搜索生成目标移动路径,根据目标移动路径进行移动。
其中,待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。
具体的,与前述实施例相同的部分在此不再一一赘述。本实施例中,每个移动装置均包括储存芯片,储存芯片中储存有自身的轮廓外形,根据轮廓外形依据上述实施例可以计算得到自身的轮廓半径。第一移动装置将第一当前位置以及自身的轮廓半径,标记在上述实施例中的局部坐标系中得到起始区域。然后根据局部坐标系中的起始区域、绕行区域和路径搜索算法,进行路径搜索生成目标移动路径,根据目标移动路径进行移动。其中,机器人等移动装置采用的地图格式是“栅格地图”,即机器人等移动装置行驶环境的实际位置,可以映射到“栅格地图”上的某个栅格。第一移动装置接收到第二移动装置的待共享信息后,如果第二移动装置在第一移动装置的目标区域范围内,那么第一移动装置会根据第二移动装置的待共享信息中预设时长内的规划行驶路线转换到自身的局部坐标系,针对规划行驶路线的每一个规划行驶节点和轮廓半径,遍历该规划行驶节点范围之内的栅格,直至所有药规划行驶节点均完成遍历后标记得到第二移动装置的影响范围,从而汇总所有影响范围得到绕行区域。因为绕行区域是考虑了所有第二移动装置未来的行驶路线的,只要保证第一移动装置搜索规划生成的目标移动路径与绕行区域无冲突,也就是说目标移动路径与绕行区域不重合与绕行区域不重合即可。路径搜索算法为现有技术,可以参考Dijkstra路径搜索算法(迪杰斯特拉算法)、A*路径搜索算法(俗称A星算法)。大概原理是,根据路径搜索算法和“栅格地图”,从第一移动装置在局部坐标系中当前位置所在的栅格向外搜索,保证第一移动装置的轮廓半径所占据的栅格不在整个绕行区域,直到搜索到目标点为止,将所有目标点汇总得到第一移动装置对应的目标移动路径。
基于前述实施例,包括:
S110定位获取第一当前位置;
S120从后台服务器处获取自身的预设时长内的参考行驶路线;
S130当检测到参考行驶路线存在障碍物时,根据障碍物所在位置和第一当前位置进行路径规划生成预设时长内的绕障行驶路线,广播发送第一待共享信息;第一待共享信息包括绕障行驶路线和第一当前位置;
S140当检测到参考行驶路线不存在障碍物时,广播发送第二待共享信息;第二待共享信息包括参考行驶路线和第一当前位置。
具体的,本实施例中,障碍物为人、墙壁、垃圾桶等具有妨碍移动装置根据后台服务器发布的参考行驶路线进行移动的物品。移动装置(包括第一移动装置和第二移动装置)上设置有定位模块,移动装置定位为现有技术,在此不再一一赘述。移动装置定位获取自身所在位置即第一当前位置。后台服务器实时获取每个移动装置上报的位置信息,并且获取用户下达的任务,根据获取的任务生成被调度移动装置的参考行驶路线,第一移动装置实时通过无线网络从后台服务器处获取参考行驶路线,然后,第一移动装置在自身的参考行驶路线移动时,根据自身所配置的感知传感器(例如摄像头,激光雷达等等)感测外界环境中是否存在障碍物。
如果第一移动装置在自身的参考行驶路线移动时,根据自身所配置的感知传感器感测外界环境中存在障碍物时,则根据检测计算得到障碍物所在位置和此前定位获取的第一当前位置进行路径规划生成预设时长内的绕障行驶路线。通过感知传感器计算获取障碍物所在位置为现有技术,在此不再一一赘述。第一移动装置获取到预设时长内的绕障行驶路线后,广播发送绕障行驶路线和第一当前位置。
如果第一移动装置在自身的参考行驶路线移动时,根据自身所配置的感知传感器感测外界环境中不存在障碍物时,则广播发送从后台服务器处获取的参考行驶路线和第一当前位置。
其中,第一移动装置与第二移动装置的型号、功能可以相同,也可以不同。第一移动装置实质上是作为主动方根据本发明方法进行路径规划移动的移动装置,第二移动装置则是除了第一移动装置以外的所有移动装置。第一移动装置与第二移动装置的身份可以互换。延续图4对应的示例,A和B既可以是第一移动装置,也可以是第二移动装置。即当A为主动方时A为第一移动装置,B为第二移动装置。反之当B为主动方时A为第二移动装置,B为第一移动装置。
其中,第一移动装置和第二移动装置的轮廓半径可以相同,也可以不相同。优选的,每个移动装置广播发送的待共享信息中包括自身的轮廓半径,从而便于适应扩大场地对各种服务型的移动装置的使用需求,提升移动装置的适用范围。
示例性的,如图6所示,假设移动装置为机器人。两个机器人robot_A和robot_B相向行驶,虚线是robot_A和robot_B的参考行驶路线traj_c,当robot_B发现参考行驶路线上有较近的障碍物obs时,规划出了绕障行驶路线traj_b。robot_B将自身的规划行驶路线(参考行驶路线traj_c或者绕障行驶路线traj_b)广播发布出去,robot_A收到robot_B广播发送出来的规划行驶路线后,规划出自身的目标移动路径traj_a,从而实现robot_A和robot_B的双向同时通行。整个流程详细说明如下:
S1、robot_B广播自身的规划行驶路线。机器人通过局域网广播的通信方式,将robot_B自身在将来T时间(即本发明预设时长)内要行驶的规划行驶路线广播出去,该规划行驶路线可能是参考行驶路线,也可能是绕障行驶路线;
S2、robot_A始终检测目标区域范围内是否有在线机器人(即本发明第二移动装置)。如果没有且robot_A在参考行驶路线上,则按原路径参考行驶路线进行行驶。如果没有且robot_A不在参考行驶路线上,则回归参考行驶路线进行行驶。如果有,则robot_A将收到robot_B的规划行驶路线进行转换计算值自身的局部坐标系,并根据robot_B的轮廓半径进行“膨胀”处理计算得到robot_B的影响范围,即上述实施例中计算得到影响范围的过程,在此不再一一赘述。由于路口处只有robot_A和robot_B两个机器人,因此,绕行区域就是robot_B的影响范围,再根据绕行区域和robot_A的第一当前位置进行路径规划,规划出与该绕行区域没冲突的目标移动路径。如果规划不出来,则robot_A原地等待,继续循环执行步骤S2,尝试规划可行的目标移动路径为止。
S3、由于robot_A规划出的目标移动路径是规划行驶路线中的一种,因此,robot_A规划出目标移动路径之后,广播发送自身的待共享信息。待共享信息包括robot_A的第一当前位置和规划出来的目标移动路径,并按规划出来的目标移动路径行走,如果行走过程中此前检测到的robot_B消失了,则回归参考行驶路线。此处只是示例性的说明了robot_A和robot_B两个机器人相向行驶的情景,对于两个以上的机器人的场景在此不再一一赘述。
本发明通过多台移动装置实时运行,同时、各自广播预设时长内自己将要行驶的路径(即预设时长内的规划行驶路线),并实时监测目标区域范围内是否存在其他的移动装置。这样,可以使得作为主动方的当前移动装置能够杜绝除了占用参考行驶路线的部分移动装置,其他未占用参考行驶路线但在当前移动装置的目标区域范围内的部分移动装置,也可能会影响当前移动装置的路径规划。比如,延续图6进行说明,robot_B已经占用了参考行驶路线,robot_A为了避让robot_B,就会偏离参考行驶路线行驶,此时robot_A的目标区域范围内还有一个机器人robot_C(图中未示出),robot_A规划路径时也要保证不与robot_C冲突。
如图6所示,多移动装置通过复杂的交叉路口的情景下,遵循“FIFO”的规则。比如,robot_A正在按照参考行驶路线通过路口,然后robot_B根据robot_A的待共享信息,规划出了偏离参考行驶路线绕行的行驶路径,此时robot_C(图中未示出)在考虑了robot_A、robot_B影响之后,当robot_C规划无法得到绕开得到目标移动路径则暂停行驶。当robot_C规划得到目标移动路径,再根据目标移动路径进行行驶。
适用于医院、学校、酒店、火车站、物流仓库等场景中。移动装置上设置具有无线通信功能的元件。移动装置可以在互联网(外网)或者局域网(内网)覆盖的区域下,多个移动装置相互之间通过互联网或者局域网进行信息传输。优选的,多个移动装置相互之间通过局域网进行信息传输。
通过本发明可以减少感知传感器的检测死角,大大增加监测范围,降低动态控制移动装置的盲区。大大降低了移动装置在通道资源竞争的地方停滞等待的概率。优选的,移动装置之间通过局域网相互进行信息共享,在局域无线网络覆盖的区域的移动装置,由于局域网通信实时性更高,且能更明确知道其他移动装置将要行驶的路径,可以提高多机配送效率。
当多个移动装置中任意一个出现行驶故障时,其作为障碍物通过其他的移动装置的感知传感器检测得到出现行驶故障的移动装置后,通过摄像头拍摄出现行驶故障的移动装置图像至后台服务器。或者后台服务器实时监测每个移动装置的工作状态,一旦预设时间段内未接收到移动装置上报的位置信息,则认定该移动装置出现行驶故障,告知维修人员前往排查故障。
本发明的一个实施例,如图7所示,一种移动装置包括:
收发模块10,用于广播发送自身的待共享信息,并接收所有第二移动装置广播发送的待共享信息;
获取生成模块20,与收发模块10连接,用于获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;绕行区域在自身的局部坐标系中;
路径规划模块30,与获取生成模块20连接,用于根据第一当前位置和绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径;目标移动路径与绕行区域不重合;
移动模块40,与路径规划连接,用于根据目标移动路径进行移动;
其中,待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。
具体的,本实施例是上述方法实施例对应的装置实施例,具体效果参见上述方法实施例,在此不再一一赘述。
基于前述实施例,还包括:
判断模块,与收发模块10连接,用于根据接收到的每个第二移动装置的待共享信息中的第二当前位置,判断目标区域范围内是否存在第二移动装置;
移动模块40,与判断模块连接,用于若判断模块判断出目标区域范围内不存在任何的第二移动装置时,根据自身的预设时长内的规划行驶路线进行移动;
获取生成模块20,还与判断模块连接,用于若判断模块判断出目标区域范围内存在至少一个第二移动装置时,根据在目标区域范围内的所有第二移动装置的待共享信息,在局部坐标系中生成绕行区域。
具体的,本实施例是上述方法实施例对应的装置实施例,具体效果参见上述方法实施例,在此不再一一赘述。
基于前述实施例,获取生成模块20包括:
处理单元,用于将目标区域范围内所有第二移动装置的规划行驶路线,分别进行离散得到目标区域范围内每个第二移动装置对应的若干个连续的规划行驶节点;
转换单元,与处理单元连接,用于根据规划行驶节点在世界坐标系的坐标,以及世界坐标系与局部坐标系的转换关系,进行转换计算得到对应目标空间坐标;
生成单元,与转换单元连接,用于在局部坐标系中,将每个目标空间坐标为圆心,以预设长度阈值为半径,生成目标区域范围内第二移动装置对应的影响范围,直至生成目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围为止;预设长度阈值大于等于目标区域范围内第二移动装置的轮廓半径;
标记单元,与生成单元连接,用于在局部坐标系中,标记目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围生成绕行区域。
具体的,本实施例是上述方法实施例对应的装置实施例,具体效果参见上述方法实施例,在此不再一一赘述。
基于前述实施例,还包括:
信息获取模块,用于获取自身的轮廓半径;
标记处理模块,与轮廓信息获取模块连接,用于将第一当前位置以及自身的轮廓半径,标记在局部坐标系中得到起始区域;
路径规划模块30,与标记处理模块连接,用于根据局部坐标系中的起始区域、绕行区域和路径搜索算法,进行路径搜索生成目标移动路径。
具体的,本实施例是上述方法实施例对应的装置实施例,具体效果参见上述方法实施例,在此不再一一赘述。
基于前述实施例,还包括:
定位模块,用于定位获取第一当前位置;
收发模块10,还用于从后台服务器处获取自身的预设时长内的参考行驶路线;
检测模块,与收发模块10连接,用于检测参考行驶路线是否存在障碍物;
路径规划模块30,还与检测模块连接,用于当检测到参考行驶路线存在障碍物时,根据障碍物所在位置和第一当前位置进行路径规划生成预设时长内的绕障行驶路线;
收发模块10,还与路径规划模块30连接,用于广播发送第一待共享信息;第一待共享信息包括绕障行驶路线和第一当前位置;
收发模块10,还用于广播发送第二待共享信息;第二待共享信息包括参考行驶路线和第一当前位置。
具体的,本实施例是上述方法实施例对应的装置实施例,具体效果参见上述方法实施例,在此不再一一赘述。
应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于信息共享的运动控制方法,其特征在于,包括步骤:
广播发送自身的待共享信息;
接收所有第二移动装置广播发送的待共享信息;
获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;所述绕行区域在自身的局部坐标系中;
根据第一当前位置和所述绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径,并根据所述目标移动路径进行移动;所述第一当前位置为自身当前所在位置;所述目标移动路径与所述绕行区域不重合;
其中,所述待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。
2.根据权利要求1所述的基于信息共享的运动控制方法,其特征在于,所述获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;所述绕行区域在自身的局部坐标系中包括步骤:
根据接收到的每个第二移动装置的待共享信息中的第二当前位置,判断所述目标区域范围内是否存在第二移动装置;
若所述目标区域范围内不存在任何的第二移动装置时,根据自身的预设时长内的规划行驶路线进行移动;
若所述目标区域范围内存在至少一个第二移动装置时,根据在所述目标区域范围内的所有第二移动装置的待共享信息,在所述局部坐标系中生成绕行区域。
3.根据权利要求2所述的基于信息共享的运动控制方法,其特征在于,所述若所述目标区域范围内存在至少一个第二移动装置时,根据在所述目标区域范围内的所有第二移动装置的待共享信息,在所述局部坐标系中生成绕行区域包括步骤:
将所述目标区域范围内所有第二移动装置的规划行驶路线,分别进行离散得到所述目标区域范围内每个第二移动装置对应的若干个连续的规划行驶节点;
根据所述规划行驶节点在世界坐标系的坐标,以及所述世界坐标系与所述局部坐标系的转换关系,进行转换计算得到对应目标空间坐标;
在所述局部坐标系中,将每个目标空间坐标为圆心,以预设长度阈值为半径,生成所述目标区域范围内第二移动装置对应的影响范围,直至生成所述目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围为止;所述预设长度阈值大于等于所述目标区域范围内第二移动装置的轮廓半径;
在所述局部坐标系中,标记所述目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围生成所述绕行区域。
4.根据权利要求1所述的基于信息共享的运动控制方法,其特征在于,所述根据第一当前位置和所述绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径,并根据所述目标移动路径进行移动;所述第一当前位置为自身当前所在位置包括步骤:
获取自身的轮廓半径;
将所述第一当前位置以及所述自身的轮廓半径,标记在所述局部坐标系中得到起始区域;
根据所述局部坐标系中的所述起始区域、所述绕行区域和路径搜索算法,进行路径搜索生成所述目标移动路径,根据所述目标移动路径进行移动。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于信息共享的运动控制方法,其特征在于,所述广播发送自身的待共享信息包括步骤:
定位获取第一当前位置;
从后台服务器处获取自身的预设时长内的参考行驶路线;
当检测到所述参考行驶路线存在障碍物时,根据所述障碍物所在位置和所述第一当前位置进行路径规划生成预设时长内的绕障行驶路线,广播发送第一待共享信息;所述第一待共享信息包括所述绕障行驶路线和所述第一当前位置;
当检测到所述参考行驶路线不存在障碍物时,广播发送第二待共享信息;所述第二待共享信息包括所述参考行驶路线和所述第一当前位置。
6.一种移动装置,其特征在于,包括:
收发模块,用于广播发送自身的待共享信息,并接收所有第二移动装置广播发送的待共享信息;
获取生成模块,与所述收发模块连接,用于获取目标区域范围内存在第二移动装置对应的待共享信息得到绕行区域;所述绕行区域在自身的局部坐标系中;
路径规划模块,与所述获取生成模块连接,用于根据第一当前位置和所述绕行区域,进行路径规划得到目标移动路径;所述目标移动路径与所述绕行区域不重合;
移动模块,与所述路径规划连接,用于根据所述目标移动路径进行移动;
其中,所述待共享信息包括预设时长内的规划行驶路线和当前位置。
7.根据权利要求6所述的移动装置,其特征在于,还包括:
判断模块,与所述收发模块连接,用于根据接收到的每个第二移动装置的待共享信息中的第二当前位置,判断所述目标区域范围内是否存在第二移动装置;
所述移动模块,与所述判断模块连接,用于若所述判断模块判断出所述目标区域范围内不存在任何的第二移动装置时,根据自身的预设时长内的规划行驶路线进行移动;
所述获取生成模块,还与所述判断模块连接,用于若所述判断模块判断出所述目标区域范围内存在至少一个第二移动装置时,根据在所述目标区域范围内的所有第二移动装置的待共享信息,在所述局部坐标系中生成绕行区域。
8.根据权利要求7所述的移动装置,其特征在于,所述获取生成模块包括:
处理单元,用于将所述目标区域范围内所有第二移动装置的规划行驶路线,分别进行离散得到所述目标区域范围内每个第二移动装置对应的若干个连续的规划行驶节点;
转换单元,与所述处理单元连接,用于根据所述规划行驶节点在世界坐标系的坐标,以及所述世界坐标系与所述局部坐标系的转换关系,进行转换计算得到对应目标空间坐标;
生成单元,与所述转换单元连接,用于在所述局部坐标系中,将每个目标空间坐标为圆心,以预设长度阈值为半径,生成所述目标区域范围内第二移动装置对应的影响范围,直至生成所述目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围为止;所述预设长度阈值大于等于所述目标区域范围内第二移动装置的轮廓半径;
标记单元,与所述生成单元连接,用于在所述局部坐标系中,标记所述目标区域范围内所有第二移动装置对应的影响范围生成所述绕行区域。
9.根据权利要求8所述的移动装置,其特征在于,还包括:
信息获取模块,用于获取自身的轮廓半径;
标记处理模块,与所述轮廓信息获取模块连接,用于将所述第一当前位置以及所述自身的轮廓半径,标记在所述局部坐标系中得到起始区域;
所述路径规划模块,与所述标记处理模块连接,用于根据所述局部坐标系中的所述起始区域、所述绕行区域和路径搜索算法,进行路径搜索生成所述目标移动路径。
10.根据权利要求6-9任一项所述的移动装置,其特征在于,还包括:
定位模块,用于定位获取第一当前位置;
所述收发模块,还用于从后台服务器处获取自身的预设时长内的参考行驶路线;
检测模块,与所述收发模块连接,用于检测所述参考行驶路线是否存在障碍物;
所述路径规划模块,还与所述检测模块连接,用于当检测到所述参考行驶路线存在障碍物时,根据所述障碍物所在位置和第一当前位置进行路径规划生成预设时长内的绕障行驶路线;
所述收发模块,还与所述路径规划模块连接,用于广播发送第一待共享信息;所述第一待共享信息包括所述绕障行驶路线和所述第一当前位置;
所述收发模块,还用于广播发送第二待共享信息;所述第二待共享信息包括所述参考行驶路线和所述第一当前位置。
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