CN111366937A - 基于超声波的机器人作业方法、作业装置、芯片及机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于超声波的机器人作业方法、作业装置、芯片及机器人，属于智能机器人领域。所述方法包括：在所述机器人在第一空间作业时，控制所述机器人向在作业方向前方发射超声波；在所述超声波的回波数据为两个时，确定所述机器人前方存在帘状物体，且帘状物体的前方存在第二空间；根据所述第一回波数据确定所述机器人与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于等于预设距离时，控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体，并在所述机器人避开所述帘状物体后按照所述第二空间的相对位置信息行驶至第二空间继续作业。通过上述技术方案，能够让机器人避开窗帘。

Description

基于超声波的机器人作业方法、作业装置、芯片及机器人
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，具体地涉及一种基于超声波的机器人作业方法、作业装置、芯片及机器人。
背景技术
随着机器人的普及、推广,机器人凭借智能规划、自动清洁、自动避障的实力表现和良好的使用体验,使其在消费者心中的地位越来越高,并成为大多数家庭的清洁必备工具。
然而目前机器人在复杂环境中仍然难以适应，使得其使用环境受限与家居环境中，在使用过程中，若前方出现了窗帘时，往往难以应对，甚至直接缠绕到窗帘中等待解救，而且对空间的感知能力有限，不能发现帘子后面的作业空间，造成不能全面对空间进行作业。
发明内容
为至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于超声波的机器人作业方法、作业装置、芯片及机器人。具体技术方案如下：
一种机器人作业方法，所述机器人的机身上设置有超声波模块，所述方法包括：在所述机器人在第一空间作业时，控制所述机器人向在作业方向前方发射超声波；获取所述超声波的回波数据，将所述回波数据进行滤波后去除所述超声波的回波中的干扰波，并确定超声波的真正回波；在所述超声波的回波数据为两个时，确定所述机器人前方存在帘状物体，且帘状物体的前方存在第二空间，其中，由第一回波数据确定所述帘状物体与所述机器人的距离，由第二回波数据确定存在第二空间，并根据第二回波数据确定第二空间的相对位置信息；根据所述第一回波数据确定所述机器人与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于等于预设距离时，控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体，并在所述机器人避开所述帘状物体后按照所述第二空间的相对位置信息行驶至第二空间继续作业。
进一步地，根据所述第一回波数据确定帘状物体与所述机器人的第一距离，根据第二回波数据确定所述第二空间中相应的障碍物或者墙体与所述机器人的第二距离，根据第二距离与第一距离的差值预估第二空间的宽度值。
进一步地，所述机器人四周均设置有超声波模块，所述超声波模块用于确定多个方向的距离数据，根据所述多个方向的距离数据确定所述机器人的周围各个方向的距离信息。
进一步地，所述的控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体的具体步骤包括：在所述机器人行驶至所述帘状物体时，通过实时发送的超声波实时测量所述机器人与所述帘状物体的距离，在所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于预设距离时控制所述机器人向左转或者向右转，并通过所述机器人的超声波模块朝向所述帘状物体方向实时检测与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体的距离小于预设距离时，控制所述机器人远离所述帘状物体，直至所述机器人与所述帘状物体之间的距离大于或等于所述预设距离。
一种基于超声波的机器人作业装置，所述装置包括：发射模块，所述发射模块用于在所述机器人在第一空间作业时，控制所述机器人向在作业方向前方发射超声波；获取模块，所述获取模块用于获取所述超声波的回波数据，将所述回波数据进行滤波后去除所述超声波的回波中的干扰波，并确定超声波的真正回波；确定模块，用于在所述的超声波的回波数据为两个时，确定所述机器人前方存在帘状物体，且帘状物体的前方存在第二空间，其中，由第一回波数据确定所述帘状物体与所述机器人的距离，由第二回波数据确定存在第二空间，并根据第二回波数据确定第二空间的相对位置信息；作业模块，用于根据所述第一回波数据确定所述机器人与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于等于预设距离时，控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体，并在所述机器人避开所述帘状物体后按照所述第二空间的相对位置信息行驶至第二空间继续作业。
进一步地，所述作业装置还包括：距离确定模块，所述距离确定模块用于根据所述第一回波数据确定帘状物体与所述机器人的第一距离，根据第二回波数据确定所述第二空间中相应的障碍物或者墙体与所述机器人的第二距离，根据第二距离与第一距离的差值预估第二空间的宽度值。
进一步地，所述机器人四周均设置有超声波模块，所述超声波模块用于确定多个方向的距离数据，根据所述多个方向的距离数据确定所述机器人的周围各个方向的距离信息。
进一步地，所述作业模块还用于在所述机器人行驶至所述帘状物体时，通过实时发送的超声波实时测量所述机器人与所述帘状物体的距离，在所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于预设距离时控制所述机器人向左转或者向右转，并通过所述机器人的超声波模块朝向所述帘状物体方向实时检测与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体的距离小于预设距离时，控制所述机器人远离所述帘状物体，直至所述机器人与所述帘状物体之间的距离大于或等于所述预设距离。
一种芯片，其上存储有计算机程序，所述芯片根据所述计算机程序能够控制机器人执行上述的基于超声波的机器人作业方法。
一种机器人，包括一个或多个主控芯片，所述主控芯片为上述的芯片。
上述技术方案，当所述机器人在第一空间作业时，控制所述机器人向在作业方向前方发射超声波，保证实时获取移动方向前方的数据信息，可以防止所述机器人与前方的帘状物体相撞，在所述超声波数据有两组时，说明前方的物体不是实的，而是半镂空能够使得超声波穿过部分的物体，这种物体为帘状物体，当透过的回波返回时则可以确定帘子后还存在第二作业空间，且能够根据回波数据确定出第二空间的相对位置信息，从而确定出帘子后还存在第二空间，根据所述第一回波数据确定所述机器人与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于等于预设距离时，控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体，并在所述机器人避开所述帘状物体后按照所述第二空间的相对位置信息行驶至第二空间继续作业，从而保证所述机器人对所述作业空间准确探索，不会遗漏作业空间，达到准确作业，精准避障的技术效果。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1示例性地示出了本发明一种实施方式提供的机器人作业方法；
图2示例性地示出了本发明一种实施方式提供的机器人作业装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施方式，并不用于限制本发明实施方式。
图1是本发明一种实施方式提供的基于超声波的机器人作业方法的流程图。如图1所示，所述机器人作业方法，包括：步骤S101，在所述机器人在第一空间作业时，控制所述机器人向在作业方向前方发射超声波；步骤S102，获取所述超声波的回波数据，将所述回波数据进行滤波后去除所述超声波的回波中的干扰波，并确定超声波的真正回波；步骤S103，在所述的超声波的回波数据为两个时，确定所述机器人前方存在帘状物体，且帘状物体的前方存在第二空间，其中，由第一回波数据确定所述帘状物体与所述机器人的距离，由第二回波数据确定存在第二空间，并根据第二回波数据确定第二空间的相对位置信息；步骤S104，根据所述第一回波数据确定所述机器人与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于等于预设距离时，控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体，并在所述机器人避开所述帘状物体后按照所述第二空间的相对位置信息行驶至第二空间继续作业。
所述超声波在向半镂空物体反射时，会存在穿透和击穿，从而形成二次回波数据，第一次回波数据为半镂空物体的回波，第二次回波为实体回波，鉴于此原理，可以确定作业机器人前方的窗帘等帘状物体，从而引导所述机器人避开所述所述帘状物体，同时还能及时发现帘子后的新的作业空间。
优选的，根据所述第一回波数据确定帘状物体与所述机器人的第一距离，根据第二回波数据确定所述第二空间中相应的障碍物或者墙体与所述机器人的第二距离，根据第二距离与第一距离的差值预估第二空间的宽度值。关于距离的计算都可以通过超声波的传播速度与传播时间的乘积计算得出。
优选的，所述机器人四周均设置有超声波模块，所述超声波模块用于确定多个方向的距离数据，根据所述多个方向的距离数据确定所述机器人的周围各个方向的距离信息。
优选的，所述的控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体的具体步骤包括：在所述机器人行驶至所述帘状物体时，通过实时发送的超声波实时测量所述机器人与所述帘状物体的距离，在所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于预设距离时控制所述机器人向左转或者向右转，并通过所述机器人的超声波模块朝向所述帘状物体方向实时检测与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体的距离小于预设距离时，控制所述机器人远离所述帘状物体，直至所述机器人与所述帘状物体之间的距离大于或等于所述预设距离。
本发明实施例中还提供了一种基于超声波的机器人作业装置，所述装置包括：发射模块31，所述发射模块用于在所述机器人在第一空间作业时，控制所述机器人向在作业方向前方发射超声波；获取模块32，所述获取模块用于获取所述超声波模块的回波数据，将所述回波数据进行滤波后去除所述超声波的回波中的干扰波，并确定超声波的真正回波；确定模块33，用于在所述的超声波的回波数据为两个时，确定所述机器人前方存在帘状物体，且帘状物体的前方存在第二空间，其中，由第一回波数据确定所述帘状物体与所述机器人的距离，由第二回波数据确定存在第二空间，并根据第二回波数据确定第二空间的相对位置信息；作业模块34，用于根据所述第一回波数据确定所述机器人与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于等于预设距离时，控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体，并在所述机器人避开所述帘状物体后按照所述第二空间的相对位置信息行驶至第二空间继续作业。
所述超声波在向半镂空物体反射时，会存在穿透和击穿，从而形成二次回波数据，第一次回波数据为半镂空物体，第二次回波为实体回波，鉴于此原理，可以确定作业机器人前方的窗帘等帘状物体，从而引导所述机器人避开所述所述帘状物体，同时还能及时发现帘子后的新的作业空间。
优选的，所述的机器人作业装置还包括：距离确定模块，所述距离确定模块用于根据所述第一回波数据确定帘状物体与所述机器人的第一距离，根据第二回波数据确定所述第二空间中相应的障碍物或者墙体与所述机器人的第二距离，根据第二距离与第一距离的差值预估第二空间的宽度值。关于距离的计算都可以通过超声波的传播速度与传播时间的乘积计算得出。
优选的，所述机器人四周均设置有超声波模块，所述超声波模块用于确定多个方向的距离数据，根据所述多个方向的距离数据确定所述机器人的周围各个方向的距离信息。
进一步地，所述的作业模块还用于在所述机器人行驶至所述帘状物体时，通过实时发送的超声波实时测量所述机器人与所述帘状物体的距离，在所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于预设距离时控制所述机器人向左转或者向右转，并通过所述机器人的超声波模块朝向所述帘状物体方向实时检测与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体的距离小于预设距离时，控制所述机器人远离所述帘状物体，直至所述机器人与所述帘状物体之间的距离大于或等于所述预设距离。
一种芯片，其上存储有计算机程序，所述芯片根据所述计算机程序能够控制机器人执行上述的基于超声波的机器人作业方法。
一种机器人，所述机器人包括：一个或多个主控芯片，所述主控芯片为上述的芯片。所述机器人可以是扫地机器人、拖地机器人、抛光机器人、打蜡机器人等家用室内清洁机器人。
通过上述各实施例所述的技术方案，当所述机器人在第一空间作业时，控制所述机器人向在作业方向前方发射超声波，保证实时获取移动方向前方的数据信息，可以防止所述机器人与前方的帘状物体相撞，在所述超声波数据有两组时，说明前方的物体不是实的，而是半镂空能够使得超声波穿过部分的物体，这种物体为帘状物体，当透过的回波返回时则可以确定帘子后还存在第二作业空间，且能够根据回波数据确定出第二空间的相对位置信息，从而确定出帘子后还存在第二空间，根据所述第一回波数据确定所述机器人与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于等于预设距离时，控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体，并在所述机器人避开所述帘状物体后按照所述第二空间的相对位置信息行驶至第二空间继续作业，从而保证所述机器人对所述作业空间准确探索，不会遗漏作业空间，达到准确作业，精准避障的技术效果。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个芯片中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的芯片包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请所提供的实施例中，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。

Claims (10)

1.一种基于超声波的机器人作业方法，其特征在于，所述机器人的机身上设置有超声波模块，所述方法包括：
在所述机器人在第一空间作业时，控制所述机器人向在作业方向前方发射超声波；
获取所述超声波的回波数据，将所述回波数据进行滤波后去除所述超声波的回波中的干扰波，并确定超声波的真正回波；
在所述的超声波的回波数据为两个时，确定所述机器人前方存在帘状物体，且帘状物体的前方存在第二空间，其中，由第一回波数据确定所述帘状物体与所述机器人的距离，由第二回波数据确定存在第二空间，并根据第二回波数据确定第二空间的相对位置信息；
根据所述第一回波数据确定所述机器人与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于等于预设距离时，控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体，并在所述机器人避开所述帘状物体后按照所述第二空间的相对位置信息行驶至第二空间继续作业。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
根据所述第一回波数据确定帘状物体与所述机器人的第一距离，根据第二回波数据确定所述第二空间中相应的障碍物或者墙体与所述机器人的第二距离，根据第二距离与第一距离的差值预估第二空间的宽度值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述机器人四周均设置有超声波模块，所述超声波模块用于确定多个方向的距离数据，根据所述多个方向的距离数据确定所述机器人的周围各个方向的距离信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体的具体步骤包括：
在所述机器人行驶至所述帘状物体时，通过实时发送的超声波实时测量所述机器人与所述帘状物体的距离，在所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于预设距离时控制所述机器人向左转或者向右转，并通过所述机器人的超声波模块朝向所述帘状物体方向实时检测与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体的距离小于预设距离时，控制所述机器人远离所述帘状物体，直至所述机器人与所述帘状物体之间的距离大于或等于所述预设距离。
5.一种基于超声波的机器人作业装置，其特征在于，所述装置包括：
发射模块，所述发射模块用于在所述机器人在第一空间作业时，控制所述机器人向在作业方向前方发射超声波；
获取模块，所述获取模块用于获取所述超声波的回波数据，将所述回波数据进行滤波后去除所述超声波回波中的干扰波，并确定超声波的真正回波；
确定模块，用于在所述的超声波的回波数据为两个时，确定所述机器人前方存在帘状物体，且帘状物体的前方存在第二空间，其中，由第一回波数据确定所述帘状物体与所述机器人的距离，由第二回波数据确定存在第二空间，并根据第二回波数据确定第二空间的相对位置信息；
作业模块，用于根据所述第一回波数据确定所述机器人与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于等于预设距离时，控制所述机器人转向避开，直至其避开所述帘状物体，并在所述机器人避开所述帘状物体后按照所述第二空间的相对位置信息行驶至第二空间继续作业。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：
距离确定模块，所述距离确定模块用于根据所述第一回波数据确定帘状物体与所述机器人的第一距离，根据第二回波数据确定所述第二空间中相应的障碍物或者墙体与所述机器人的第二距离，根据第二距离与第一距离的差值预估第二空间的宽度值。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述机器人四周均设置有超声波模块，所述超声波模块用于确定多个方向的距离数据，根据所述多个方向的距离数据确定所述机器人的周围各个方向的距离信息。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的作业模块还用于在所述机器人行驶至所述帘状物体时，通过实时发送的超声波实时测量所述机器人与所述帘状物体的距离，在所述机器人与所述帘状物体之间的距离小于预设距离时控制所述机器人向左转或者向右转，并通过所述机器人的超声波模块朝向所述帘状物体方向实时检测与所述帘状物体的距离，当所述机器人与所述帘状物体的距离小于预设距离时，控制所述机器人远离所述帘状物体，直至所述机器人与所述帘状物体之间的距离大于或等于所述预设距离。
9.一种芯片，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述芯片根据所述计算机程序能够控制机器人执行权利要求1-4中任一项所述的基于超声波的机器人作业方法。
10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括：
一个或多个主控芯片，所述主控芯片为权利要求9所述的芯片。
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