CN112060086A - 机器人行走的控制方法、装置、存储介质及行走机器人 - Google Patents

机器人行走的控制方法、装置、存储介质及行走机器人 Download PDF

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Abstract

本发明适用于机器人技术领域，提供一种机器人行走的控制方法，包括：接收机器人在行走方向上的前方图像；从所述前方图像中识别出所述机器人当前所在草地的边界；根据所述边界与系统中预设区域的相对位置关系及所述机器人的当前行走方向，控制所述机器人直行或者转向。本发明还提供一种机器人行走的控制装置、计算机的存储介质及行走机器人。本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，从根本上解决了无需埋设边界线的智能机器人不能很好地沿边界行走的问题。

Description

机器人行走的控制方法、装置、存储介质及行走机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人行走的控制方法、装置、计算机的存储介质及行走机器人。
背景技术
随着机器人技术的发展，智能机器人开始被广泛应用于各种领域中，如扫地机器人、割草机器人等为人们的生活、工作提供了各种便利性。沿着工作区域的边界自主行走是智能机器人的一项重要功能，许多其他的核心功能都依赖于此，比如建图功能、重定位功能和基站回充功能都需要机器人具备沿边行走的基本功能。
现有技术的智能机器人，当存在墙体、围挡等非稀疏立体边界的时候，可以借助超声波、红外线、激光、毫米波等传感器发射和接收回波信号进行测距，进而让机器人与边界保持固定距离，实现沿边行走功能。现有技术的智能机器人，如割草机器人，还可能埋设边界线，利用电磁信号实现沿边行走功能。但对于无需埋设边界线的智能机器人，如边界为草地和与之平齐的路面或土壤，或者边界为草地和稀疏物体如花丛时，机器人不能很好地沿边界行走。
发明内容
本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，旨在解决现有技术中无需埋设边界的智能机器人不能很好地沿边界行走的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种机器人行走的控制方法，所述方法包括以下步骤：
接收机器人在行走方向上的前方图像；
从所述前方图像中识别出所述机器人当前所在草地的边界；
根据所述边界与系统中预设区域的相对位置关系及所述机器人的当前行走方向，控制所述机器人直行或者转向。
本发明实施例还提供一种机器人行走的控制装置，所述装置包括：
图像接收单元，用于接收机器人在行走方向上的前方图像；
边界识别单元，用于从所述前方图像中识别出所述机器人当前所在草地的边界；
行走方向控制单元，用于根据所述边界与系统中预设区域的相对位置关系及所述机器人的当前行走方向，控制所述机器人直行或者转向。
本发明实施例还提供一种行走机器人，所述机器人包括上述的机器人行走的控制装置。
本发明实施例还提供一种计算机的存储介质，所述计算机的存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述机器人行走的控制方法的功能。
本发明实施例还提供一种行走机器人，所述机器人包括：机器人本体；设置在所述机器人本体上的摄像装置，用于拍摄所述机器人在行走方向上的前方图像；以及，所述机器人本体内的控制器；所述控制器包括如上所述的机器人行走的控制装置。
本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，通过确定识别到的机器人行走方向上的前方图像中草地的边界，该边界与系统中预设区域的相对位置关系及机器人当前行走方向来控制机器人直行或转向。本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，从根本上解决了无需埋设边界线的智能机器人不能很好地沿边界行走的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种机器人行走的控制方法的实现流程图；
图2a是本发明实施例提供的一种机器人行走的控制方法的机器人俯视示意图，图2b为与图2a对应的包括防撞区的前方图像的示意图；
图3a是本发明实施例提供的另一种机器人行走的控制方法的机器人俯视示意图，图3b为与图3a对应的包括防撞区的前方图像的示意图；
图4a是本发明实施例提供的一种机器人行走的控制方法的机器人俯视示意图，图4b为与图4a对应的包括牵引一区的前方图像的示意图；
图5a是本发明实施例提供的另一种机器人行走的控制方法的机器人俯视示意图，图5b为与图5a对应的包括牵引一区的前方图像的示意图；
图6a是本发明实施例提供的一种机器人行走的控制方法的机器人俯视示意图，图6b为与图6a对应的包括牵引二区的前方图像的示意图；
图7a是本发明实施例提供的另一种机器人行走的控制方法的机器人俯视示意图，图7b为与图7a对应的包括牵引二区的前方图像的示意图；
图8是本发明实施例三提供的一种机器人处于逆时针沿边行走模式下行走的控制方法的实现流程图；
图9是本发明实施例三提供的一种机器人处于顺时针沿边行走模式下行走的控制方法的实现流程图；
图10是本发明实施例四提供的一种机器人行走的控制装置的结构示意图；
图11是本发明实施例六提供的一种机器人行走的控制装置的行走方向控制单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，通过从机器人行走方向上的前方图像中识别出机器人当前所在草地的边界，再根据识别到的边界与系统中预设区域的相对位置关系及机器人的当前行走方向，控制机器人直行或者转向。本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，从根本上解决了无需埋设边界线的智能机器人不能很好地沿边界行走的问题。
实施例一
图1示出了本发明实施例一提供的一种机器人行走的控制方法的实现流程图，该方法包括以下步骤：
在步骤S101中，接收机器人在行走方向上的前方图像。
本发明实施例中，机器人包括智能机器人，优选的，智能机器人为割草机器人。
在本发明实施例中，前方图像通过设置在机器人上的摄像装置来获取，如相机、摄像头等，具体不做限定。摄像装置的视野大致或者正好对着机器人直线行进时的方向，以减少环境图片中出现景物倾斜的情况，进而尽量提高防撞区、牵引一区、牵引二区的方正程度，更好的保证机器人实现沿边行走。
在步骤S102中，从前方图像中识别出机器人当前所在草地的边界。
在本发明实施例中，边界包括草地和与之平齐的面的交界线，与之平齐的面如土地、路面等；边界还包括草地和与之相连的稀疏立体物体的交界线，与之相连的稀疏立体物体如花丛；边界还包括两个不在同一平面的两个面的交界线，如地面和地面相接的墙面的交界线、地面与地面上的柜子交界线等。
在步骤S103中，根据边界与系统中预设区域的相对位置关系及机器人的当前行走方向，控制机器人直行或者转向。
在本发明实施例中，机器人转向包括右转弯、左转弯。
本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，通过从机器人行走方向上的前方图像中识别出机器人当前所在草地的边界，再根据识别到的边界与系统中预设区域的相对位置关系及机器人的当前行走方向，控制机器人直行或者转向。本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，从根本上解决了无需埋设边界线的智能机器人不能很好地沿边界行走的问题。
实施例二
在本发明的一个实施例中，上述步骤S103中的系统中预设区域包括：设于图像区域下方的防撞区；设于图像区域右方的牵引一区和/或设于图像区域左方的牵引二区。其中，系统中的三个预设的区域(即防撞区、牵引一区、牵引二区)，均是在研发设计过程中设计完成，在生产过程中进行校准、标定设置，以使出厂的机器人的一致性更好。通过系统中预设区域的设定，当机器人通过相机拍摄到前方图像后，预设区域即可以配置到前方图像上，进一步再控制机器人的行走方向。
在本发明实施例中，图像区域为矩形，即为正方形或长方形，优选长方形。
作为本发明的一个实施例，防撞区对应到前方图像后，其占整个前方图像的比例可以是1/10、1/5、1/3、1/2、3/5等，但不会占据整张前方图像。
在本发明的一个实施例中，防撞区用来确定机器人行走过程中前方安全距离内是否有边界或障碍物。防撞区是由所述图像区域的底边向图像区域中部延伸设定的安全距离所围成的矩形区域。
在本发明实施例中，为了明确地框定防撞区域，在研发过程中，可以在机器人两侧安装两条长度大于机器人盲区长度的辅助线条，在设定完成后即可取消两条辅助线条；可以理解，辅助条不是一定必要的，基于相机的安装高度，角度的数学计算能够达到同样的目的，但辅助条是最简单明了的解决思路。在设定防撞区域时，根据各自摄像装置的竖直方向张角大小来确定其在水平直行方向上的盲区距离，再选择两个同等长度且长度值大于盲区距离的辅助条安装与机器人两侧，以保证摄像装置拍摄到的图像区域中会出现辅助条的尾端，具体尾端的长度值可以根据用户需求进行设置，一般不会超出图像区域的顶边。
作为本发明的一个实施例，当机器人上的相机的水平张角角度较大时，同时参见图2a、图2b，其中S2为长度大于盲区距离的两条辅助条，A1A3、A2A4分别为图像区域中两条辅助条尾端，由两条辅助条与图像区域的底边的两个交点A1、A2向两个尾端的连接线做垂线，形成的A1B1、A2B2，而围合成的矩形A1A2B2B1则为防撞区。
作为本发明的另一个实施例，当机器人上的相机的水平张角角度较小时，同时参见图3a、图3b，其中S2为长度大于盲区距离的两条辅助条，C1C3、C2C4分别为图像区域中两条辅助条尾端，由两条辅助条与图像区域的底边的两个交点C1、C2向两个尾端的连接线做垂线，形成的C1D1、C2D2，而围合成的矩形C1C2D2D1则为防撞区。
在本发明实施例中，牵引一区是由图像区域中的侧边或底边与预设的草地边界的右侧交汇处为起点，沿预设的草地边界，以设定长度为直径画圆，圆与右侧侧边或底边围成的区域；牵引二区是由图像区域中的侧边或底边与预设的草地边界的左侧交汇处为起点，沿预设的草地边界，以设定长度为直径画圆，圆与左侧侧边或底边围成的区域。
在本发明的一个实施例中，上述预设的草地边界在图像区域中设定长度(即圆的直径)可以是预设的草地边界在图像区域中长度的1/6、1/5、1/4、1/3、2/5、1/2等。
可以理解，同一个机器人的两侧均有草地且距离两侧草地距离相等时，牵引一区域与牵引二区域在图像区域中为两个以图像的竖直中轴线为对称轴的对称区域，此时说明机器人沿着两侧的边界行走，如在狭窄的胡同或桥面上行走等。此时，机器人可以实现快速的窄道通行，亦可根据需要，执行其他路径规划策略。
由于牵引一区、牵引二区表示边界分别存在于机器人的右侧和左侧。故下面分别以边界在机器人右边、左边为例进行说明。
在本发明实施例中，预设的草地边界为：将割草机器人按预设的安全距离S1放置在草地边界一侧时，在图像区域中识别出的草地边界。
作为本发明的一个实施例，当割草机器人位于右侧边的安全距离较大时，同时参见图4a、图4b，其中S1为割草机器人距离右侧预设边界线(即预设的草地边界)的安全距离，预设边界线与图像区域的右侧边交汇处的交点为A，则以A为起点，以预设边界在图像区域中长度(即AD)的三分之一为直径(即以AC为直径)画圆，则由线段AB与此圆围合成的区域即为牵引一区。
作为本发明的另一个实施例，当割草机器人位于右侧边的安全距离较小时，同时参见图5a、图5b，其中S1为割草机器人距离右侧预设边界线(即预设的草地边界)的安全距离，预设边界线与图像区域的右侧底边交汇处的交点为E，则以E为起点，以预设边界在图像区域中长度(即EH)的三分之一为直径(即以EG为直径)画圆，则由线段EF与此圆围合成的区域即为牵引一区。
作为本发明的一个实施例，当割草机器人位于左侧边的安全距离较大时，同时参见图6a、图6b，其中S1为割草机器人距离左侧预设边界线(即预设的草地边界)的安全距离，预设边界线与图像区域的左侧边交汇处的交点为I，则以I为起点，以预设边界在图像区域中长度(即IL)的三分之一为直径(即以IK为直径)画圆，则由线段IJ与此圆围合成的区域即为牵引二区。
作为本发明的另一个实施例，当割草机器人位于左侧边的安全距离较小时，同时参见图7a、图7b，其中S1为割草机器人距离左侧预设边界线(即预设的草地边界)的安全距离，预设边界线与图像区域的左底边交汇处的交点为M，则以M为起点，以预设边界在图像区域中长度(即MP)的三分之一为直径(即以MO为直径)画圆，则由线段MN与此圆围合成的区域即为牵引二区。
作为本发明的一个实际应用，割草机器人A在草地上割草，在割草机器人A直行方向上安装有照相机。如割草机器人A处于直行状态，当草地边界出现在图像区域下方的防撞区时，则控制割草机器人A向左转；当检测到边界出现在图像区域右方的牵引一区时，则控制割草机器人A保持直行；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引一区时，控制割草机器人A交替右转或直行，可以在无需埋设边界线的情况下，使智能机器人很好地沿边界行走。
作为本发明的另一个实际应用，割草机器人B在草地上割草，在割草机器人B直行方向上安装有摄像机。如割草机器人B处于直行状态，当草地边界出现在图像区域下方的防撞区时，则控制割草机器人B向右转；当检测到边界出现在图像区域右方的牵引二区时，则控制割草机器人B保持直行；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引二区时，控制割草机器人B交替左转或直行，可以在无需埋设边界线的情况下，使智能机器人很好地沿边界行走。
本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，通过从机器人行走方向上的前方图像中识别出机器人当前所在草地的边界，再根据识别到的边界与系统中预设区域的相对位置关系及机器人的当前行走方向，控制机器人直行或者转向。本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，从根本上解决了无需埋设边界线的智能机器人不能很好地沿边界行走的问题。
实施例三
在本发明实施例中，同时参见图8，上述步骤S103具体包括：
在检测到机器人处于逆时针沿边行走模式下：
在步骤S201中，当检测到边界位于防撞区时，向机器人发出左转的指令；当检测到边界位于牵引一区，不位于防撞区时，向机器人发出直行的指令；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引一区时，向机器人发出交替右转或直行的指令。
可以理解，机器人处于逆时针沿边行走模式下，即边界一直处于机器人右侧，使机器人沿右侧边界行走的情况。
作为本发明的一个实际应用，割草机器人C在草地上割草，割草机器人C在与其前进方向一致的方向上装有照相机。则在逆时针沿边行走模式下，当检测到边界位于防撞区时，则控制割草机器人C左转；当检测到边界位于牵引一区，不位于防撞区时，则控制割草机器人C保持直行，说明此时割草机器人C已在沿着右侧的草地与路面的边界行走了；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引一区时，此时，说明在沿边行走过程中，草地与路面的边界出现突然转折，则控制割草机器人C交替右转或直行，以便能寻找到草地与路面的边界，让边界出现在牵引区，实现沿边行走，本实施例可以在无需埋设边界线的情况下，使智能机器人很好地沿边界行走。
在本发明的另一个实施例中，同时参见图9，上述步骤S103具体包括：
在检测到机器人处于顺时针沿边行走模式下：
在步骤S301中，当检测到边界位于防撞区时，向机器人发出右转的指令；当检测到边界位于牵引二区，不位于防撞区时，向机器人发出直行的指令；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引二区时，向机器人发出交替左转或直行的指令。
可以理解，机器人处于顺时针沿边行走模式下，即边界一直处于机器人左侧，使机器人沿左侧边界行走的情况。
作为本发明的另一个实际应用，割草机器人D在草地上割草，割草机器人D在与其前进方向一致的方向上装有照相机。则在顺时针沿边行走模式下，当检测到边界位于防撞区时，则控制割草机器人D右转；当检测到边界位于牵引二区，不位于防撞区时，则控制割草机器人D保持直行，说明此时割草机器人D已在沿着左侧的草地与路面的边界行走了；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引二区时，此时，说明在沿边行走过程中，草地与路面的边界出现突然转折，则控制割草机器人D交替左转或直行，以便能寻找到草地与路面的边界，让边界出现在牵引区，实现沿边行走，本实施例可以在无需埋设边界线的情况下，使智能机器人很好地沿边界行走。
在本发明实施例中，但鉴于防撞区的优先级别最高，因此只要检测到边界存在在防撞区内，则需要控制机器人转向，以防机器人直行越过边界或当边界另一边是障碍物时，撞击到障碍物。
本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，通过从机器人行走方向上的前方图像中识别出机器人当前所在草地的边界，当检测到机器人逆时针行走情况下，再当检测边界位于防撞区时向机器人发出左转的指令，当检测到边界位于牵引一区而不位于防撞区时，向机器人发出直行的指令，当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引一区时，向机器人发出交替右转或直行的指令；检测到机器人顺时针行走情况下，再当检测到边界位于防撞区时，向机器人发出右转的指令；当检测到边界位于牵引二区而不位于防撞区时，向机器人发出直行的指令；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引二区时，向机器人发出交替左转或直行的指令。本发明实施例提供的机器人行走的控制方法，从根本上解决了无需埋设边界线的智能机器人不能很好地沿边界行走的问题。
实施例四
图10示出了本发明实施例四提供的一种机器人行走的控制装置400的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该装置400，包括：
图像接收单元410，用于接收机器人在行走方向上的前方图像。
本发明实施例中，机器人包括智能机器人，优选的，智能机器人为割草机器人。
在本发明实施例中，前方图像通过设置在机器人上的摄像装置来获取，如相机、摄像头等，具体不做限定。摄像装置的视野大致或者正好对着机器人直线行进时的方向，以减少环境图片中出现景物倾斜的情况，进而尽量提高防撞区、牵引一区、牵引二区的方正程度，更好的保证机器人实现沿边行走。
边界识别单元420，用于从前方图像中识别出机器人当前所在草地的边界。
在本发明实施例中，边界包括草地和与之平齐的面的交界线，与之平齐的面如土地、路面等；边界还包括草地和与之相连的稀疏立体物体的交界线，与之相连的稀疏立体物体如花丛；边界还包括两个不在同一平面的两个面的交界线，如地面和地面相接的墙面的交界线、地面与地面上的柜子交界线等。
行走方向控制单元430，用于根据边界与系统中预设区域的相对位置关系及机器人的当前行走方向，控制机器人直行或者转向。
在本发明实施例中，机器人转向包括右转弯、左转弯。
本发明实施例提供的机器人行走的控制装置，通过从机器人行走方向上的前方图像中识别出机器人当前所在草地的边界，再根据识别到的边界与系统中预设区域的相对位置关系及机器人的当前行走方向，控制机器人直行或者转向。本发明实施例提供的机器人行走的控制装置，从根本上解决了无需埋设边界线的智能机器人不能很好地沿边界行走的问题。
实施例五
在本发明的一个实施例中，上述行走方向控制单元430中的系统中预设区域包括：设于图像区域下方的防撞区；设于图像区域右方的牵引一区和/或设于图像区域左方的牵引二区。其中，系统中的三个预设的区域(即防撞区、牵引一区、牵引二区)，均是在研发设计过程中设计完成，在生产过程中进行校准、标定设置，以使出厂的机器人的一致性更好。通过系统中预设区域的设定，当机器人通过相机拍摄到前方图像后，预设区域即可以配置到前方图像上，进一步再控制机器人的行走方向。
在本发明实施例中，图像区域为矩形，即为正方形或长方形，优选长方形。
作为本发明的一个实施例，防撞区对应到前方图像后，其占整个前方图像的比例可以是1/10、1/5、1/3、1/2、3/5等，但不会占据整张前方图像。
在本发明的一个实施例中，防撞区用来确定机器人行走过程中前方安全距离内是否有边界或障碍物。防撞区是由所述图像区域的底边向图像区域中部延伸设定的安全距离所围成的矩形区域。
在本发明实施例中，为了明确地框定防撞区域，在研发过程中，可以在机器人两侧安装两条长度大于机器人盲区长度的辅助线条，在设定完成后即可取消两条辅助线条；可以理解，辅助条不是一定必要的，基于相机的安装高度，角度的数学计算能够达到同样的目的，但辅助条是最简单明了的解决思路。在设定防撞区域时，根据各自摄像装置的竖直方向张角大小来确定其在水平直行方向上的盲区距离，再选择两个同等长度且长度值大于盲区距离的辅助条安装与机器人两侧，以保证摄像装置拍摄到的图像区域中会出现辅助条的尾端，具体尾端的长度值可以根据用户需求进行设置，一般不会超出图像区域的顶边。
作为本发明的一个实施例，当机器人上的相机的水平张角角度较大时，同时参见图2a、图2b，其中S2为长度大于盲区距离的两条辅助条，A1A3、A2A4分别为图像区域中两条辅助条尾端，由两条辅助条与图像区域的底边的两个交点A1、A2向两个尾端的连接线做垂线，形成的A1B1、A2B2，而围合成的矩形A1A2B2B1则为防撞区。
作为本发明的另一个实施例，当机器人上的相机的水平张角角度较小时，同时参见图3a、图3b，其中S2为长度大于盲区距离的两条辅助条，C1C3、C2C4分别为图像区域中两条辅助条尾端，由两条辅助条与图像区域的底边的两个交点C1、C2向两个尾端的连接线做垂线，形成的C1D1、C2D2，而围合成的矩形C1C2D2D1则为防撞区。
在本发明实施例中，牵引一区是由图像区域中的或底边与预设的草地边界的右侧交汇处为起点，沿预设的草地边界，以设定长度为直径画圆，圆与右侧或底边围成的区域；牵引二区是由图像区域中的侧边或底边与预设的草地边界的左侧交汇处为起点，沿预设的草地边界，以设定长度为直径画圆，圆与左侧或底边围成的区域。
在本发明的一个实施例中，上述预设的草地边界在图像区域中设定长度(即圆的直径)可以是预设的草地边界在图像区域中长度的1/6、1/5、1/4、1/3、2/5、1/2等。
可以理解，同一个机器人的两侧均有草地且距离两侧草地距离相等时，牵引一区域与牵引二区域在图像区域中为两个以图像的竖直中轴线为对称轴的对称区域，即牵引一区与牵引二区同时存在机器人的两侧，此时只要机器人可以沿着两侧的边界的任一边界行走即可，如在狭窄的胡同或桥面上行走等。此种情况下，机器人可以实现快速的窄道通行，亦可根据需要，执行其他路径规划策略。
由于牵引一区、牵引二区表示边界分别存在于机器人的右侧和左侧。故下面分别以边界在机器人右边、左边为例进行说明。
在本发明实施例中，预设的草地边界为：将割草机器人按预设的安全距离S1放置在草地边界一侧时，在图像区域中识别出的草地边界。
作为本发明的一个实施例，当割草机器人位于右侧边的安全距离较大时，同时参见图4a、图4b，其中S1为割草机器人距离右侧预设边界线(即预设的草地边界)的安全距离，预设边界线与图像区域的右侧边交汇处的交点为A，则以A为起点，以预设边界在图像区域中长度(即AD)的三分之一为直径(即以AC为直径)画圆，则由线段AB与此圆围合成的区域即为牵引一区。
作为本发明的另一个实施例，当割草机器人位于右侧边的安全距离较小时，同时参见图5a、图5b，其中S1为割草机器人距离右侧预设边界线(即预设的草地边界)的安全距离，预设边界线与图像区域的右底边交汇处的交点为E，则以E为起点，以预设边界在图像区域中长度(即EH)的三分之一为直径(即以EG为直径)画圆，则由线段EF与此圆围合成的区域即为牵引一区。
作为本发明的一个实施例，当割草机器人位于左侧边的安全距离较大时，同时参见图6a、图6b，其中S1为割草机器人距离左侧预设边界线(即预设的草地边界)的安全距离，预设边界线与图像区域的左侧边交汇处的交点为I，则以I为起点，以预设边界在图像区域中长度(即IL)的三分之一为直径(即以IK为直径)画圆，则由线段IJ与此圆围合成的区域即为牵引二区。
作为本发明的另一个实施例，当割草机器人位于左侧边的安全距离较小时，同时参见图7a、图7b，其中S1为割草机器人距离左侧预设边界线(即预设的草地边界)的安全距离，预设边界线与图像区域的左底边交汇处的交点为M，则以M为起点，以预设边界在图像区域中长度(即MP)的三分之一为直径(即以MO为直径)画圆，则由线段MN与此圆围合成的区域即为牵引二区。
作为本发明的一个实际应用，割草机器人A在草地上割草，在割草机器人A直行方向上安装有照相机。如割草机器人A处于直行状态，当草地边界出现在图像区域下方的防撞区时，则控制割草机器人A向左转；当检测到边界出现在图像区域右方的牵引一区时，则控制割草机器人A保持直行；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引一区时，控制割草机器人A交替右转或直行，可以在无需埋设边界线的情况下，使智能机器人很好地沿边界行走。
作为本发明的另一个实际应用，割草机器人B在草地上割草，在割草机器人B直行方向上安装有摄像机。如割草机器人B处于直行状态，当草地边界出现在图像区域下方的防撞区时，则控制割草机器人B向右转；当检测到边界出现在图像区域右方的牵引二区时，则控制割草机器人B保持直行；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引二区时，控制割草机器人B交替左转或直行，可以在无需埋设边界线的情况下，使智能机器人很好地沿边界行走。
本发明实施例提供的机器人行走的控制装置，通过从机器人行走方向上的前方图像中识别出机器人当前所在草地的边界，再根据识别到的边界与系统中预设区域的相对位置关系及机器人的当前行走方向，控制机器人直行或者转向。本发明实施例提供的机器人行走的控制装置，从根本上解决了无需埋设边界线的智能机器人不能很好地沿边界行走的问题。
实施例六
在本发明实施例中，同时参见图11，上述行走方向控制单元430，包括：
逆时针方向控制模块431，用于在检测到机器人处于逆时针沿边行走模式下，当检测到边界位于防撞区时，向机器人发出左转的指令；当检测到边界位于牵引一区，不位于防撞区时，向机器人发出直行的指令；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引一区时，向机器人发出交替右转或直行的指令。
可以理解，机器人处于逆时针沿边行走模式下，即边界一直处于机器人右侧，使机器人沿右侧边界行走的情况。
作为本发明的一个实际应用，割草机器人C在草地上割草，割草机器人C在与其前进方向一致的方向上装有照相机。则在逆时针沿边行走模式下，当检测到边界位于防撞区时，则控制割草机器人C左转；当检测到边界位于牵引一区，不位于防撞区时，则控制割草机器人C保持直行，说明此时割草机器人C已在沿着右侧的草地与路面的边界行走了；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引一区时，此时，说明在沿边行走过程中，草地与路面的边界出现突然转折，则控制割草机器人C交替右转或直行，以便能寻找到草地与路面的边界，让边界出现在牵引区，实现沿边行走，本实施例可以在无需埋设边界线的情况下，使智能机器人很好地沿边界行走。
顺时针方向控制模块432，用于在检测到机器人处于顺时针沿边行走模式下，当检测到边界位于防撞区时，向机器人发出右转的指令；当检测到边界位于牵引二区，不位于防撞区时，向机器人发出直行的指令；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引二区时，向机器人发出交替左转或直行的指令。
可以理解，机器人处于顺时针沿边行走模式下，即边界一直处于机器人左侧，使机器人沿左侧边界行走的情况。
作为本发明的另一个实际应用，割草机器人D在草地上割草，割草机器人D在与其前进方向一致的方向上装有照相机。则在顺时针沿边行走模式下，当检测到边界位于防撞区时，则控制割草机器人D右转；当检测到边界位于牵引二区，不位于防撞区时，则控制割草机器人D保持直行，说明此时割草机器人D已在沿着左侧的草地与路面的边界行走了；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引二区时，此时，说明在沿边行走过程中，草地与路面的边界出现突然转折，则控制割草机器人D交替左转或直行，以便能寻找到草地与路面的边界，让边界出现在牵引区，实现沿边行走，本实施例可以在无需埋设边界线的情况下，使智能机器人很好地沿边界行走。
在本发明实施例中，但鉴于防撞区的优先级别最高，因此只要检测到边界存在在防撞区内，则需要控制机器人转向，以防机器人直行越过边界或当边界另一边是障碍物时，撞击到障碍物。
本发明实施例提供的机器人行走的控制装置，通过从机器人行走方向上的前方图像中识别出机器人当前所在草地的边界，当检测到机器人逆时针行走情况下，再当检测边界位于防撞区时向机器人发出左转的指令，当检测到边界位于牵引一区而不位于防撞区时，向机器人发出直行的指令，当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引一区时，向机器人发出交替右转或直行的指令；检测到机器人顺时针行走情况下，再当检测到边界位于防撞区时，向机器人发出右转的指令；当检测到边界位于牵引二区而不位于防撞区时，向机器人发出直行的指令；当检测到边界既不位于防撞区，也不位于牵引二区时，向机器人发出交替左转或直行的指令。本发明实施例提供的机器人行走的控制装置，可以在无需埋设边界线的情况下，使智能机器人很好地沿边界行走。
在本发明实施例还提供一种行走机器人，该机器人包括上述的机器人行走的控制装置400。
本发明实施例还提供另一种行走机器人，该机器人机器人本体；设置在机器人本体上的摄像装置，用于拍摄机器人在行走方向上的前方图像；以及机器人本体内的控制器；该控制器上述的机器人行走的控制装置400。
上述机器人行走的控制装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机的存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例系统中的全部或部分单元功能，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机的存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的功能。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种机器人行走的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
接收机器人在行走方向上的前方图像；
从所述前方图像中识别出所述机器人当前所在草地的边界；
根据所述边界与系统中预设区域的相对位置关系及所述机器人的当前行走方向，控制所述机器人直行或者转向。
2.如权利要求1所述的机器人行走的控制方法，其特征在于，所述系统中预设区域包括：
设于图像区域下方的防撞区；
设于图像区域右方的牵引一区和/或设于图像区域左方的牵引二区。
3.如权利要求2所述的机器人行走的控制方法，其特征在于，所述防撞区是由所述图像区域的底边向所述图像区域中部延伸设定的安全距离所围成的矩形区域。
4.如权利要求2所述的机器人行走的控制方法，其特征在于，所述牵引一区是由所述图像区域中的侧边或底边与预设的草地边界的右侧交汇处为起点，沿所述预设的草地边界，以设定长度为直径画圆，所述圆与右侧侧边或底边围成的区域。
5.如权利要求2所述的机器人行走的控制方法，其特征在于，所述牵引二区是由所述图像区域中的侧边或底边与预设的草地边界的左侧交汇处为起点，沿所述预设的草地边界，以设定长度为直径画圆，所述圆与左侧侧边或底边围成的区域。
6.如权利要求1所述的机器人行走的控制方法，其特征在于，根据所述边界与系统中预设区域的相对位置关系及所述机器人的当前行走方向，控制所述机器人直行或者转向步骤为：
在检测到所述机器人处于逆时针沿边行走模式下：
当检测到所述边界位于所述防撞区时，向所述机器人发出左转的指令；
当检测到所述边界位于所述牵引一区，不位于所述防撞区时，向所述机器人发出直行的指令；
当检测到所述边界既不位于所述防撞区，也不位于所述牵引一区时，向所述机器人交替发出右转或直行指令；
在检测到所述机器人处于顺时针沿边行走模式下：
当检测到所述边界位于所述防撞区时，向所述机器人发出右转的指令；
当检测到所述边界位于所述牵引二区，不位于所述防撞区时，向所述机器人发出直行的指令；
当检测到所述边界既不位于所述防撞区，也不位于所述牵引二区时，向所述机器人交替发出左转或直行指令。
7.一种机器人行走的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
图像接收单元，用于接收机器人在行走方向上的前方图像；
边界识别单元，用于从所述前方图像中识别出所述机器人当前所在草地的边界；
行走方向控制单元，用于根据所述边界与系统中预设区域的相对位置关系及所述机器人的当前行走方向，控制所述机器人直行或者转向。
8.如权利要求7所述的机器人行走的控制装置，其特征在于，所述系统中预设区域包括：
设于图像区域下方的防撞区；
设于图像区域右方的牵引一区和/或设于图像区域左方的牵引二区。
9.如权利要求8所述的机器人行走的控制装置，其特征在于，所述防撞区是由所述图像区域的底边向所述图像区域中部延伸设定的安全距离所围成的矩形区域。
10.如权利要求8所述的机器人行走的控制装置，其特征在于，所述牵引一区是由所述图像区域中的侧边或底边与预设的草地边界的右侧交汇处为起点，沿所述预设的草地边界，以设定长度为直径画圆，所述圆与右侧侧边围成的区域。
11.如权利要求8所述的机器人行走的控制装置，其特征在于，所述牵引二区是由所述图像区域中的侧边或底边与预设的草地边界的左侧交汇处为起点，沿所述预设的草地边界，以设定长度为直径画圆，所述圆与左侧侧边围成的区域。
12.如权利要求7所述的机器人行走的控制装置，其特征在于，所述行走方向控制单元包括：
逆时针方向控制模块，用于在检测到所述机器人处于逆时针沿边行走模式下，当检测到所述边界位于所述防撞区时，向所述机器人发出左转的指令；当检测到所述边界位于所述牵引一区，不位于所述防撞区时，向所述机器人发出直行的指令；当检测到所述边界既不位于所述防撞区，也不位于所述牵引一区时，向所述机器人交替发出右转或直行指令；
顺时针方向控制模块，用于在检测到所述机器人处于顺时针沿边行走模式下，当检测到所述边界位于所述防撞区时，向所述机器人发出右转的指令；当检测到所述边界位于所述牵引二区，不位于所述防撞区时，向所述机器人发出直行的指令；当检测到所述边界既不位于所述防撞区，也不位于所述牵引二区时，向所述机器人交替发出左转或直行指令。
13.一种行走机器人，其特征在于，所述机器人包括7-12任一权利要求所述的机器人行走的控制装置。
14.一种计算机的存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有执行所述权利要求1-6任一权利要求所述机器人行走的控制方法的计算机程序。
15.一种行走机器人，其特征在于，所述机器人包括：
机器人本体；
设置在所述机器人本体上的摄像装置，用于拍摄所述机器人在行走方向上的前方图像；以及，
所述机器人本体内的控制器；
所述控制器包括7-12任一权利要求所述的机器人行走的控制装置。
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