CN111736580A - 扫地设备的避障脱困方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种扫地设备的避障脱困方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：确定扫地设备的当前位置，并基于当前位置确定脱困区域，当前位置位于脱困区域内；确定脱困区域外的脱困点，脱困点与当前位置之间的连线轨迹上无障碍物；控制扫地设备以连线轨迹为运动轨迹移动至脱困区域之外，以完成脱困。本申请提供的扫地设备的避障脱困方法通过在设备当前位置周围确定脱困区域，并且在脱困区域之外获取到脱困点，以此不断在障碍物区域中进行试探性行进，以离开杂乱无章的障碍物区域，基于上述方法，扫地设备能够适时调整行进轨迹，自行找出脱困路径，智能化程度更高，能给用户带来更好的使用体验。

Description

扫地设备的避障脱困方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及电子信息和智能控制技术领域，具体而言，本发明涉及一种扫地设备的避障脱困方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着物联网技术的发展，家庭机器人中的代表——扫地机器人，也朝向更智能化的方向发展。扫地机器人是智能家用电器，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。扫地机器人通常是通过无线通讯方式控制的机器，外观以圆盘型为主，可预约打扫，自行充电，可侦测障碍物，自行转弯，并依每间不同厂商设定，而走不同的路线，有规划清扫地区。

现实工作场景中，房间当中会有障碍物凌乱的区域，在实际工作中，扫地机器人会误入到这些区域当中，例如扫地机器人在重新启动清扫时已经位于障碍物区域中，或者，机器人周边环境改变，出现了诸多障碍物，这些情况都需要扫地机器人从杂乱无序的障碍物中脱出。现有技术当中有很多解决扫地机器人遇到障碍物之后自动回避的方法，但未见有解决其从杂乱无序的障碍物群中规划出路线以脱离的技术方案，因此目前的扫地机器人智能程度不够高，给用户带来的体验也不够良好。

发明内容

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种扫地设备的避障脱困方法、装置、电子设备及存储介质。

第一方面，本申请提供了一种扫地设备的避障脱困方法，该方法包括：

确定扫地设备的当前位置，并基于当前位置确定脱困区域，当前位置位于脱困区域内；

确定脱困区域外的脱困点，脱困点与当前位置之间的连线轨迹上无障碍物；

控制扫地设备以连线轨迹为运动轨迹移动至脱困区域之外，以完成脱困。

在其中一个实施例中，当前位置位于脱困区域的中心点上。

在其中一个实施例中，确定脱困区域外的脱困点的步骤包括：

确定脱困区域内的障碍物的位置信息；

依据障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点。

进一步的，确定脱困区域内的障碍物的位置信息的步骤之后，还包括：

依据障碍物的位置信息，依据预定的面积阈值对障碍物的占地面积进行扩张处理；

依据障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点的步骤，包括：

依据扩张处理的障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点，脱困点与当前位置之间的连线轨迹上无障碍物。

在其中一个实施例中，确定脱困区域外的脱困点的步骤包括：

确定脱困区域外的多个待选位置点，各个待选位置点与当前位置之间的连线轨迹上均无障碍物；

选取与当前位置之间的连线轨迹最短的待选位置点，作为脱困点。

第二方面，提供了一种扫地设备的避障脱困装置，包括：

获取模块，用于确定扫地设备的当前位置，并基于当前位置确定脱困区域，当前位置位于脱困区域内；

确定模块，用于确定脱困区域外的脱困点，脱困点与当前位置之间的连线轨迹上无障碍物；

运动模块，用于控制扫地设备以连线轨迹为运动轨迹移动至脱困区域之外，以完成脱困。

在其中一个实施例中，当前位置位于脱困区域的中心点上。

在其中一个实施例中，确定模块包括：

扫描单元，用于确定脱困区域内的障碍物的位置信息；

定位单元，用于依据障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点。

进一步的，确定脱困区域内的障碍物的位置信息的步骤之后，还包括：依据障碍物的位置信息，依据预定的面积阈值对障碍物的占地面积进行扩张处理；

依据障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点的步骤，包括：

依据扩张处理的障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点，脱困点与当前位置之间的连线轨迹上无障碍物。

在其中一个实施例中，确定脱困区域外的脱困点的步骤包括：

确定脱困区域外的多个待选位置点，各个待选位置点与当前位置之间的连线轨迹上均无障碍物；

选取与当前位置之间的连线轨迹最短的待选位置点，作为脱困点。

第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：一个或多个处理器；存储器；一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序配置用于：执行如本申请的第一方面所示的扫地设备的避障脱困方法对应的操作。

第四方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现本申请第一方面所示的扫地设备的避障脱困方法。

本申请提供的扫地设备的避障脱困方法通过在设备当前位置周围确定脱困区域，并且在脱困区域之外获取到脱困点，以此不断在障碍物区域中进行试探性行进，以离开杂乱无章的障碍物区域，基于上述方法，扫地设备能够适时调整行进轨迹，自行找出脱困路径，智能化程度更高，能给用户带来更好的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种扫地设备的避障脱困方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种步骤S200的具体流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种步骤S200的具体流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种扫地设备的避障脱困装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种扫地设备的避障脱困装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

机器人、家用机器人，或者具体为扫地设备，例如扫地机器人，在现实工作场景中，有启动后按照设定清扫路径清扫，清扫时同时会实时搜索周围环境，一旦扫描到清扫路径上存在障碍物，就需要回避障碍物，重新自动规划路线，然而当障碍物较多，层次较多时，扫地机器人就难免会陷入复杂凌乱的障碍物区域无法脱出。或者，扫地设备工作时，附近临时出现诸多杂乱的障碍物，这些情况仅仅依靠回避障碍物，只能避免扫地设备与障碍物碰撞，但无法从障碍物区域中脱困。

本申请提供的扫地设备的避障脱困方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本申请实施例中提供了一种扫地设备的避障脱困方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S100：确定扫地设备的当前位置，并基于当前位置确定脱困区域，当前位置位于脱困区域内。

步骤S200：确定脱困区域外的脱困点，脱困点与当前位置之间的连线轨迹上无障碍物。

步骤S300：控制扫地设备以连线轨迹为运动轨迹移动至脱困区域之外，以完成脱困。

对于步骤S100，依靠扫地设备自身的定位元器件，确定自身在当前空间中的位置，当前位置也就是自身所处的位置。步骤S100是在扫地设备需要从复杂障碍物区域中规划路线脱出的前提下执行的第一步，定位清楚自身的当前位置后，在当前位置周围划分一小块区域，将其定义为脱困区域，这一脱困区域的大小根据日常使用情况定义，或者为提高效率，可将脱困区域设置较大，而为提高精确度，可将脱困区域设置较小。脱困区域当中通常含有至少一个障碍物，如果发现脱困区域当中未检测到障碍物，则可将脱困区域自动扩大到合适的设定范围。

在一个可行的方案中，当前位置位于脱困区域的中心点上，也即脱困区域采用以当前位置为中心点的方式划分和定义，这样便于计算和规范定义脱困区域，脱困区域的横截面形状可采用矩形、正五边形、正六边形或者圆形等较为规则的图形。

对于步骤S200，经过步骤S100定位当前位置，以及划分了包含当前位置的脱困区域之后，需要从脱困区域当中由当前位置行进到脱困区域之外，因此，行进路线的终点必然在脱困区域之外，因此在脱困区域外选择一合适的脱困点，扫地设备提前虚拟连接脱困点与当前位置，得到一连线轨迹，然后再判断这一连线轨迹上是否存在障碍物，如果存在障碍物，则舍弃这一脱困点，选择另一个脱困点，重复进行连线轨迹规划，和是否存在障碍物扫描判断。实际上，障碍物在脱困区域中的位置扫地设备已经获取到，选择出脱困点之后自然能够判断到其上是否存在障碍物。

对于步骤S300，确定连线轨迹后，扫地设备就以连线轨迹作为运动轨迹，由当前位置移动到脱困点，移出到设定的脱困区域之外。到达脱困点后，进入到下一个脱困循环，重新执行步骤S100到步骤S300。扫地设备通过间断式尝试，即可从重重障碍物区域当中脱离出来。在脱困过程当中，扫地设备可能遇到在一个新的脱困点中无法脱困的情况，此时需要扫地设备调用从上一个脱困点到达最新脱困点的历史轨迹，沿历史轨迹返回到上一个脱困点，在上一个脱困点上重新寻找其他脱困点，以新路径脱困。

本申请提供的扫地设备的避障脱困方法通过在设备当前位置周围确定脱困区域，并且在脱困区域之外获取到脱困点，以此不断在障碍物区域中进行试探性行进，能够适时调整行进轨迹，自行找出脱困路径，以离开杂乱无章的障碍物区域，扫地设备智能化程度更高，能给用户带来更好的使用体验。

在一种可行的方案中，如图2所示，确定脱困区域外的脱困点的步骤包括：

步骤S210：确定脱困区域内的障碍物的位置信息。

步骤S220：依据障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点。

扫地设备确定出自身当前位置后以一定范围为标准划出一脱困区域，也就能够确定该脱困区域内的障碍物信息，例如障碍物数量、大小和位置等，尤其是障碍物的位置信息，根据障碍物的位置信息，才能从脱困区域外侧的周边众多位置点中择取确定出合适的脱困点。

对于上述步骤S220，其确定脱困区域内的障碍物的位置信息的步骤之后，还包括步骤S221～步骤S222：

步骤S221：依据障碍物的位置信息，依据预定的面积阈值对障碍物的占地面积进行扩张处理。为便于扫地设备清晰计算路径，将扫地设备抽象为一无体积的质点，但实际上，扫地设备的体积在脱困时必须计算到路线当中，障碍物同样具有一定的体积以及占地面积，为避免重复计算，直接将障碍物也进行抽象化，依照预定的面积阈值，该面积阈值一般采用扫地设备本身的占地面积，将障碍物的占地面积进行扩张处理，尤其当障碍物的占地面积不及实际的扫地设备占地面积时，将障碍物抽象为扫地设备大小。当障碍物本身占地面积较大，此时就直接将障碍物本身占地面积纳入障碍物信息判断当中。

步骤S222：依据障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点的步骤，包括：依据扩张处理的障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点，脱困点与当前位置之间的连线轨迹上无障碍物。由于障碍物的位置信息是扩张处理得到的位置信息，已经将扫地设备的占地面积考虑进去，连线轨迹上无障碍物，就说明扫地设备沿该连线轨迹行进一定不会触碰到障碍物。

在一个可行的实施方式当中，如图3所示，确定脱困区域外的脱困点的步骤包括：

步骤S210’：确定脱困区域外的多个待选位置点，各个待选位置点与当前位置之间的连线轨迹上均无障碍物。

步骤S220’：选取与当前位置之间的连线轨迹最短的待选位置点，作为脱困点。

脱困区域外有无数位置点，符合要求的位置点也是无数个，全部检索并计算需要很大的计算能力并且占用很大的计算资源，为提高效率，直接在脱困区域外固定选择几个待选位置点，这些位置点规律性分布在脱困区域之外，例如选取6个、8个、9个等等，如此一来，需要计算的数据个数是确定的，能够极大降低计算量。这些待选位置点与当前位置点如果都没有障碍物，则说明都可以作为脱困点，然而，为了进一步提高脱困效率，在符合要求的若干段连线轨迹中，选择出轨迹行程最短的，也即连线轨迹最短的，将这一待选位置点作为脱困点，能够以最短的形成快速脱离脱困区域。当然，还存在一种情况，这些连线轨迹中，可能存在两条或两条以上行程相同的待选位置点，此时可根据扫地设备自身的姿态，例如扫地设备的行进朝向，确定合适的待选位置点。

前述的确定脱困点的方式尽管分两部分描述，但并不表明两者是相互冲突只能择其一的，二者能够相互结合，以实现最佳方式脱困。

本申请实施例提供了一种扫地设备的避障脱困装置，如图4所示，该扫地设备的避障脱困装置10可以包括：获取模块11、确定模块12以及运动模块13，其中，获取模块11用于确定扫地设备的当前位置，并基于当前位置确定脱困区域，当前位置位于脱困区域内；确定模块12用于确定脱困区域外的脱困点，脱困点与当前位置之间的连线轨迹上无障碍物；运动模块13用于控制扫地设备以连线轨迹为运动轨迹移动至脱困区域之外，以完成脱困。

本申请提供的扫地设备的避障脱困装置在设备当前位置周围确定脱困区域，并且在脱困区域之外获取到脱困点，以此不断在障碍物区域中进行试探性行进，适时调整行进轨迹，自行找出脱困路径，以离开杂乱无章的障碍物区域，扫地设备智能化程度更高，能给用户带来更好的使用体验。

在一个可行的方案中，扫地设备的避障脱困装置所在的当前位置位于脱困区域的中心点上。

在一个可行的方案中，如图5所示，确定模块12包括：

扫描单元12a，用于确定脱困区域内的障碍物的位置信息；

定位单元12b，用于依据障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点。

确定模块12确定脱困区域内的障碍物的位置信息的步骤之后，还包括：依据障碍物的位置信息，依据预定的面积阈值对障碍物的占地面积进行扩张处理。而依据障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点的步骤，包括：依据扩张处理的障碍物的位置信息，确定脱困区域外的脱困点，脱困点与当前位置之间的连线轨迹上无障碍物。

在另一个可行的方案中，确定模块12确定脱困区域外的脱困点的步骤包括：确定脱困区域外的多个待选位置点，各个待选位置点与当前位置之间的连线轨迹上均无障碍物。选取与当前位置之间的连线轨迹最短的待选位置点，作为脱困点。

本申请实施例中提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器和处理器；至少一个程序，存储于存储器中，用于被处理器执行时，执行如本申请的前文所示的扫地设备的避障脱困方法对应的操作。与现有技术相比可实现：不断在障碍物区域中进行试探性行进，以离开杂乱无章的障碍物区域，扫地设备能够适时调整行进轨迹，自行找出脱困路径，智能化程度更高，能给用户带来更好的使用体验。

在一个可选实施例中提供了一种电子设备，如图6所示，图6所示的电子设备1000包括：处理器1001和存储器1003。其中，处理器1001和存储器1003相连，如通过总线1002相连。可选地，电子设备1000还可以包括收发器1004。需要说明的是，实际应用中收发器1004不限于一个，该电子设备1000的结构并不构成对本申请实施例的限定。

处理器1001可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，通用处理器，DSP(Digital Signal Processor，数据信号处理器)，ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)，FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器1001也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

总线1002可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线1002可以是PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。总线1002可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器1003可以是ROM(Read Only Memory，只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact DiscRead Only Memory，只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

存储器1003用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器1001来控制执行。处理器1001用于执行存储器1003中存储的应用程序代码，以实现前述方法实施例所示的内容。

其中，电子设备包括但不限于：可行走机器人、扫地设备等

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行前述方法实施例中对应的操作相应内容。与现有技术相比，本计算机可读存储介质中存储的计算机程序对应的方法能够不断在障碍物区域中进行试探性行进，以离开杂乱无章的障碍物区域，基于上述方法，扫地设备能够适时调整行进轨迹，自行找出脱困路径，智能化程度更高，能给用户带来更好的使用体验。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，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)

1.一种扫地设备的避障脱困方法，其特征在于，包括：

确定所述扫地设备的当前位置，并基于所述当前位置确定脱困区域，所述当前位置位于所述脱困区域内；

确定所述脱困区域外的脱困点，所述脱困点与所述当前位置之间的连线轨迹上无障碍物；

控制所述扫地设备以所述连线轨迹为运动轨迹移动至所述脱困区域之外，以完成脱困。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前位置位于所述脱困区域的中心点上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述脱困区域外的脱困点的步骤包括：

确定所述脱困区域内的障碍物的位置信息；

依据所述障碍物的位置信息，确定所述脱困区域外的脱困点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述脱困区域内的障碍物的位置信息的步骤之后，还包括：

依据所述障碍物的位置信息，依据预定的面积阈值对障碍物的占地面积进行扩张处理；

所述依据所述障碍物的位置信息，确定所述脱困区域外的脱困点的步骤，包括：

依据扩张处理的所述障碍物的位置信息，确定所述脱困区域外的脱困点，所述脱困点与所述当前位置之间的连线轨迹上无障碍物。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述脱困区域外的脱困点的步骤包括：

确定所述脱困区域外的多个待选位置点，各个待选位置点与所述当前位置之间的连线轨迹上均无障碍物；

选取与所述当前位置之间的连线轨迹最短的待选位置点，作为脱困点。

6.一种扫地设备的避障脱困装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于确定所述扫地设备的当前位置，并基于所述当前位置确定脱困区域，所述当前位置位于所述脱困区域内；

确定模块，用于确定所述脱困区域外的脱困点，所述脱困点与所述当前位置之间的连线轨迹上无障碍物；

运动模块，用于控制所述扫地设备以所述连线轨迹为运动轨迹移动至所述脱困区域之外，以完成脱困。

7.根据权利要求6所述的扫地设备的避障脱困装置，其特征在于，所述确定模块包括：

扫描单元，用于确定所述脱困区域内的障碍物的位置信息；

定位单元，用于依据所述障碍物的位置信息，确定所述脱困区域外的脱困点。

8.根据权利要求6所述的扫地设备的避障脱困装置，其特征在于，所述确定所述脱困区域外的脱困点的步骤包括：

确定所述脱困区域外的多个待选位置点，各个待选位置点与所述当前位置之间的连线轨迹上均无障碍物；

选取与所述当前位置之间的连线轨迹最短的待选位置点，作为脱困点。

9.一种电子设备，其特征在于，其包括：

一个或多个处理器；

存储器；

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于：执行根据权利要求1～5任一项所述的扫地设备的避障脱困方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1～5任一所述的扫地设备的避障脱困方法。

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