CN111736614A - 一种多机器人交通系统构建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多机器人交通系统构建方法及装置，通过在地图上标记能够指示交通场景的交通标识，可以确定导航路径所在的交通场景，进而基于该交通场景控制机器人通行，以此避免与其他机器人间的碰撞。本发明能够实现复杂环境下多机器人的有安全无碰导航，从而解决网络状态不佳或者密集场景下的安全保障问题。

Description

一种多机器人交通系统构建方法及装置

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，更具体地说，涉及一种多机器人交通系统构建方法及装置。

背景技术

机器人工作环境复杂，网络覆盖良莠不齐，而数据传输延时、中断对于多机器人应用场景较为致命。

对于空旷场景可以通过摄像头识别等方式识别到其他机器人，采取一定的安全避让措施。但对于十字路口、拐角等位置，则有可能发生碰撞危险；同时对于狭窄、密集拥挤区域，自主决策导航往往容易振荡缺乏效率。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种多机器人交通系统构建方法及装置，技术方案如下：

一种多机器人交通系统构建方法，所述方法应用于机器人，所述方法包括：

获取地图上的导航路径，所述地图上标记有指示交通场景的交通标识；

根据所述导航路径对应的交通标识，确定所述导航路径所在的交通场景；

基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，以实现与其他机器人间的无碰撞交通。

优选的，所述导航路径所在的交通场景包括单行线；所述基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，包括：

按照所述单行线通行。

优选的，所述导航路径所在的交通场景包括双行线；所述基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，包括：

判断所述双行线上是否存在其他机器人；

如果不存在，按照所述双行线通行；

如果存在，判断是否已经进入所述双行线；

如果未进入，在所述双行线之外等待，并返回执行所述判断所述双行线上是否存在其他机器人，这一步骤；

如果已经进入，通过与所述其他机器人通信确定退出所述双行线避让的对象；

在所述对象为所述机器人的情况下，退出所述双行线，并返回执行所述判断所述双行线上是否存在其他机器人，这一步骤。

优选的，所述按照所述双行线通行之前，所述方法还包括：

检测所述双行线上的障碍物；

在未检测到障碍物的情况下，执行所述按照所述双行线通行，这一步骤。

优选的，所述方法还包括：

在检测到障碍物的情况下，进入巡线模式原地等待并返回执行所述检测所述双行线上的障碍物，这一步骤。

优选的，所述导航路径所在的交通场景包括交叉路口；所述基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，包括：

获取在所述交叉路口的待通行方向下的通行时间；

在所述通行时间内向所述待通行方向通行。

优选的，所述导航路径所在的交通场景包括互斥区域；所述基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，包括：

在与所述互斥区域的距离小于预设的距离阈值时，判断所述互斥区域内是否存在其他机器人；

如果存在，原地等待，并返回执行所述判断所述互斥区域内是否存在其他机器人，这一步骤；

如果不存在，进入所述互斥区域内通行。

一种多机器人交通系统构建装置，所述装置包括：

路径获取模块，用于获取地图上的导航路径，所述地图上标记有指示交通场景的交通标识；

场景确定模块，用于根据所述导航路径对应的交通标识，确定所述导航路径所在的交通场景；

通行控制模块，用于基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，以实现与其他机器人间的无碰撞交通。

优选的，所述导航路径所在的交通场景包括双行线；所述通行控制模块，具体用于：

判断所述双行线上是否存在其他机器人；如果不存在，按照所述双行线通行；如果存在，判断是否已经进入所述双行线；如果未进入，在所述双行线之外等待，并返回执行所述判断所述双行线上是否存在其他机器人，这一步骤；如果已经进入，通过与所述其他机器人通信确定退出所述双行线避让的对象；在所述对象为所述机器人的情况下，退出所述双行线，并返回执行所述判断所述双行线上是否存在其他机器人，这一步骤。

优选的，所述导航路径所在的交通场景包括交叉路口；所述通行控制模块，具体用于：

获取在所述交叉路口的待通行方向下的通行时间；在所述通行时间内向所述待通行方向通行。

本发明提供一种多机器人交通系统构建方法及装置，通过在地图上标记能够指示交通场景的交通标识，可以确定导航路径所在的交通场景，进而基于该交通场景控制机器人通行，以此避免与其他机器人间的碰撞。本发明能够实现复杂环境下多机器人的有安全无碰导航，从而解决网络状态不佳或者密集场景下的安全保障问题。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多机器人交通系统构建方法的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的交通场景示意图；

图3为本发明实施例提供的另一交通场景示意图；

图4为本发明实施例提供的多机器人交通系统构建方法的另一方法流程图；

图5本发明实施例提供的再一交通场景示意图；

图6本发明实施例提供的又一交通场景示意图；

图7为本发明实施例提供的多机器人交通系统构建装置的结构示意图。

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种多机器人交通系统构建方法，该方法应用于机器人，该方法的方法流程图如图1所示，包括如下步骤：

S10，获取地图上的导航路径，地图上标记有指示交通场景的交通标识。

本发明实施例中，机器人在执行任务时，通过定义起点和终点，能够借助路径规划系统获取地图上的导航路径，而地图上预先按照诸如单行线、双行线、交叉路口和互斥区域等交通场景标注了相应的交通标识。一种交通标识能够表征一种交通场景。

因此，根据导航路径在地图上所经过的交通标识，就能够确定导航路径当前所在的交通场景。

S20，根据导航路径对应的交通标识，确定导航路径所在的交通场景。

S30，基于导航路径所在的交通场景进行通行，以实现与其他机器人间的无碰撞交通。

本发明实施例中，根据导航路径所在的交通场景，能够触发相应的导航策略，机器人基于该导航策略进行通行，即可避免与其他其他机器人碰撞。

在一些实施例中，当导航路径所在的交通场景为单行线时，步骤S30“基于导航路径所在的交通场景进行通行”包括：按照单行线通行。

具体的，请参见图2所示的交通场景。如图所示，单行线为闭环，当导航路径所在的交通场景为单行线时，即导航路径与单行线有交集，此时将按照单行线通行。也就是说，实际通行的路径是将导航路径与单行线有交集的部分使用单行线相关部分替换。实际通行的路径请参见图3中的路径。

在其他一些实施例中，当导航路径所在的交通场景为双行线时，步骤S30“基于导航路径所在的交通场景进行通行”包括如下步骤，方法流程图如图4所示：

S301，判断双行线上是否存在其他机器人；若否，则执行步骤S302；若是，则执行步骤S303。

S302，按照双行线通行。

S303，判断是否已经进入双行线；若否，则执行步骤S304；若是，则执行步骤S305。

S304，在双行线之外等待，并返回执行步骤S301。

S305，通过与其他机器人通信确定退出双行线避让的对象。

S306，在对象为机器人的情况下，退出双行线，并返回执行步骤S301。

请参见图5所示的交通场景。如图所示，当导航路径所在的交通场景为双行线时，即导航路径与双行线有交集，此时将按照步骤S301~步骤S306的导航策略进行通行，当双行线上有其他机器人时，1）如果机器人还未进入双行线，则在线外等待，2）如果机器人已进入双行线，则与位于双行线上的机器人通信协商，由优先级低或者不存在避让条件的机器人退出双行线避让。

需要说明的是，机器人已经进入双行线，表示机器人的初始状态即位于双行线处。

还需要说明的是，优先级可以为机器人所执行任务的级别，还可以为机器人的职能级别等，本实施例对此不做限定。而不存在避让条件，则是指机器人所在的位置无法实现避让，比如图5所圈出的无法避让区域，如果机器人位于该区域内，则无法实现避让。

在此基础上，为避免机器人通行时与障碍物碰撞而导致故障，本发明实施例中，在执行步骤S302之前，还包括如下步骤：

检测双行线上的障碍物；在未检测到障碍物的情况下，执行步骤S302。

本发明实施例中，可以基于机器人自带的机器视觉系统，比如摄像头，再比如激光雷达等识别双行线上前方的障碍物，如果检测到障碍物，则进入巡线模式原地等待，并持续检测，直到障碍物被移除，没有检测到障碍物后按照双行线通行。当然，如果检测到障碍物，则机器人还可以发出诸如语音、嗡鸣等提示，提醒用户移除障碍物，保证机器人的工作效率。

本发明实施例中，巡线模式是指严格按照双行线通行，当双行线上存在障碍物时，原地等待，不会尝试避障绕行。

在其他一些实施例中，当导航路径所在的交通场景为交叉路口时，步骤S30“基于导航路径所在的交通场景进行通行”包括：

获取在交叉路口的待通行方向下的通行时间；在通行时间内向待通行方向通行。

本发明实施例中，在交叉路口处，机器人存在与其他机器人交汇的可能，且与云端网络延时较大，此时可以启动分时通行机制。交叉路径的每个通行方向会被分配相应的通行时间，机器人会基于自身待通行方向下的通行时间进行通行。

以十字路口为例，其具有四个通行方向：4-1、4-2、4-3和4-4。以时间间隔T=10S进行分片，则通行方向4-1的通行时间为（1~10S、41~50S、81~90S……），通行方向4-2的通行时间（11~20S、51~60S、91~100S……），通行方向4-3的通行时间（21~30S、61~70S、101~110S……），通行方向4-4的通行时间（31~40S、71~80S、111~120S……）。

需要说明的是，分时通行机制启动所具有的前提是，所有机器人已经通过云服务统一时间校准，即所有机器人的时间是同步的。具体的，时间校准的方式本发明实施例并不限定。

在其他一些实施例中，当导航路径所在的交通场景为互斥区域时，步骤S30“基于导航路径所在的交通场景进行通行”包括：

在与互斥区域的距离小于预设的距离阈值时，判断互斥区域内是否存在其他机器人；如果存在，原地等待，并返回执行步骤S301；如果不存在，进入互斥区域内通行。

本发明实施例中，互斥区域为适宜巡线且不适宜多机器人同时运行的区域，此区域内只能同时存在一个机器人。

请参见图6所示的交通场景。如图所示，当导航路径所在的交通场景为互斥区域，即导航路径后穿过互斥区域时，会在距离该互斥区域小于预设的距离阈值（比如5m）处判定互斥区域内是否存在其他机器人。如果存在，则原地等待，直到互斥区域内不存在其他机器人后进入互斥区域，按照导航路径通行。

需要说明的是，机器人与互斥区域的距离可以是互斥区域边界上、与机器人距离最近的一个点与机器人的距离。

综上，本发明实施例通过强规则约束，能够极大减少多机器人在复杂环境下的拥塞、碰撞概率。

本发明实施例提供的多机器人交通系统构建方法，通过在地图上标记能够指示交通场景的交通标识，可以确定导航路径所在的交通场景，进而基于该交通场景控制机器人通行，以此避免与其他机器人间的碰撞。本发明能够实现复杂环境下多机器人的有安全无碰导航，从而解决网络状态不佳或者密集场景下的安全保障问题。

基于上述实施例提供的多机器人交通系统构建方法，本发明实施例则对应提供执行上述多机器人交通系统构建方法的装置，该装置的结构示意图如图7所示，包括：

路径获取模块10，用于获取地图上的导航路径，地图上标记有指示交通场景的交通标识；

场景确定模块20，用于根据导航路径对应的交通标识，确定导航路径所在的交通场景；

通行控制模块30，用于基于导航路径所在的交通场景进行通行，以实现与其他机器人间的无碰撞交通。

可选的，导航路径所在的交通场景包括单行线；通行控制模块30，具体用于：

按照单行线通行。

可选的，导航路径所在的交通场景包括双行线；通行控制模块30，具体用于：

判断双行线上是否存在其他机器人；如果不存在，按照双行线通行；如果存在，判断是否已经进入双行线；如果未进入，在双行线之外等待，并返回执行判断双行线上是否存在其他机器人，这一步骤；如果已经进入，通过与其他机器人通信确定退出双行线避让的对象；在对象为机器人的情况下，退出双行线，并返回执行判断双行线上是否存在其他机器人，这一步骤。

可选的，通行控制模块30按照双行线通行之前，还用于：

检测双行线上的障碍物；在未检测到障碍物的情况下，执行按照双行线通行，这一步骤。

可选的，通行控制模块30还用于：

在检测到障碍物的情况下，进入巡线模式原地等待并返回执行检测双行线上的障碍物，这一步骤。

可选的，导航路径所在的交通场景包括交叉路口；通行控制模块30，具体用于：

获取在交叉路口的待通行方向下的通行时间；在通行时间内向待通行方向通行。

可选的，导航路径所在的交通场景包括互斥区域；通行控制模块30，具体用于：

在与互斥区域的距离小于预设的距离阈值时，判断互斥区域内是否存在其他机器人；如果存在，原地等待，并返回执行判断互斥区域内是否存在其他机器人，这一步骤；如果不存在，进入互斥区域内通行。

本发明实施例提供的多机器人交通系统构建装置，通过在地图上标记能够指示交通场景的交通标识，可以确定导航路径所在的交通场景，进而基于该交通场景控制机器人通行，以此避免与其他机器人间的碰撞。本发明能够实现复杂环境下多机器人的有安全无碰导航，从而解决网络状态不佳或者密集场景下的安全保障问题。

以上对本发明所提供的一种多机器人交通系统构建方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种多机器人交通系统构建方法，其特征在于，所述方法应用于机器人，所述方法包括：

获取地图上的导航路径，所述地图上标记有指示交通场景的交通标识；

根据所述导航路径对应的交通标识，确定所述导航路径所在的交通场景；

基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，以实现与其他机器人间的无碰撞交通；

其中，所述导航路径所在的交通场景包括单行线；所述基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，包括：

按照所述单行线通行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导航路径所在的交通场景包括双行线；所述基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，包括：

判断所述双行线上是否存在其他机器人；

如果不存在，按照所述双行线通行；

如果存在，判断是否已经进入所述双行线；

如果未进入，在所述双行线之外等待，并返回执行所述判断所述双行线上是否存在其他机器人这一步骤；

如果已经进入，通过与所述其他机器人通信确定退出所述双行线避让的对象；

在所述对象为所述机器人的情况下，退出所述双行线，并返回执行所述判断所述双行线上是否存在其他机器人这一步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照所述双行线通行之前，所述方法还包括：

检测所述双行线上的障碍物；

在未检测到障碍物的情况下，执行所述按照所述双行线通行这一步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在检测到障碍物的情况下，进入巡线模式原地等待并返回执行所述检测所述双行线上的障碍物这一步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导航路径所在的交通场景包括交叉路口；所述基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，包括：

获取在所述交叉路口的待通行方向下的通行时间；

在所述通行时间内向所述待通行方向通行。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导航路径所在的交通场景包括互斥区域；所述基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，包括：

在与所述互斥区域的距离小于预设的距离阈值时，判断所述互斥区域内是否存在其他机器人；

如果存在，原地等待，并返回执行所述判断所述互斥区域内是否存在其他机器人这一步骤；

如果不存在，进入所述互斥区域内通行。

7.一种多机器人交通系统构建装置，其特征在于，所述装置包括：

路径获取模块，用于获取地图上的导航路径，所述地图上标记有指示交通场景的交通标识；

场景确定模块，用于根据所述导航路径对应的交通标识，确定所述导航路径所在的交通场景；

通行控制模块，用于基于所述导航路径所在的交通场景进行通行，以实现与其他机器人间的无碰撞交通；

其中，所述导航路径所在的交通场景包括单行线，所述通行控制模块，具体用于：

按照所述单行线通行。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述导航路径所在的交通场景包括双行线；所述通行控制模块，具体用于：

判断所述双行线上是否存在其他机器人；如果不存在，按照所述双行线通行；如果存在，判断是否已经进入所述双行线；如果未进入，在所述双行线之外等待，并返回执行所述判断所述双行线上是否存在其他机器人这一步骤；如果已经进入，通过与所述其他机器人通信确定退出所述双行线避让的对象；在所述对象为所述机器人的情况下，退出所述双行线，并返回执行所述判断所述双行线上是否存在其他机器人这一步骤。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述导航路径所在的交通场景包括交叉路口；所述通行控制模块，具体用于：

获取在所述交叉路口的待通行方向下的通行时间；在所述通行时间内向所述待通行方向通行。

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