CN112379676A - 循迹自走式机器人及其行走方法、空地式行进系统及其运行方法 - Google Patents

循迹自走式机器人及其行走方法、空地式行进系统及其运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种循迹自走式机器人,属于机器人设备技术领域。本循迹自走式机器人包括机器人行走单元、机器人控制单元、机器人数据检测单元、机器人数据传输单元;机器人行走单元,用于使本机器人行走、转向;机器人数据传输单元,接收外部的预行走的路径数据;机器人数据检测单元等。本循迹自走式机器人、空地式行进系统及其运行方法的优点在于:通过绘制路线来控制机器人的行动路径,避免人为遥控导致的操作失误,实现精准控制机器人的运动,操作便捷,节省了宝贵的时间。同时发明还提供了该机器人的行走方法、空地式行进系统及其运行方法。

Description

循迹自走式机器人及其行走方法、空地式行进系统及其运行 方法
技术领域
本发明属于机器人设备技术领域,尤其是涉及一种具有行走功能的循迹自走式机器人,和包含空中飞行器的空地式行进系统,以及上述两者的运行方法。
背景技术
目前的具有行走功能的机器人在行走时,由操作人员通过控制模块对机器人的行进方向和行进距离进行实时遥控,该控制模块可以是移动式,这样操作人员可近距离的采用目测的方法来遥控机器人,也可以是设置在相对较远的控制中心内,这样操作人员需借助无人机或机器人传回至控制中心的有关机器人当前所处位置处的场景的图像数据来对地面上的机器人进行实时遥控。
易出现如下的情况:
1、受外部环境或自身的设备性能的影响,数据传输距离受到限制,只能对机器人进行近距离的遥控时,在控制机器人行走时,作为遥控的操作人员必须不断跟进,大量消耗着操作人员的体力;
2、由于遥控的方式是通过人的感官来实现,可识别的范围有限,机器人可能会走很多“冤枉路”。
3、另外,在危险地区,再加上可能出现的受外部环境或自身的设备性能的影响,数据传输距离受到限制的情况,操作人员必须冒着生命风险与机器人一同进入危险地区,否则光有机器人进入危险地区、却不能接收到操作人员的操作指令,赋予其的任务就不能得到很好地执行,也就失去了其存在的价值。
发明内容
本发明的第一目的是解决上述问题中的至少一部分的循迹自走式机器人。
本发明的第二个目的是提供一种上述的自走式机器人的运行方法。
本发明的第三个目的是提供一种包括上述的自走式机器人的空地式行进系统。
本发明的第四个目的是提供一种上述的空地式行进系统的运行方法。
为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:本发明的循迹自走式机器人,包括机器人行走单元、机器人控制单元、机器人数据检测单元、机器人数据传输单元;
机器人行走单元,用于使本机器人行走、转向;
机器人数据传输单元,接收外部的预行走的路径数据;
机器人数据检测单元,用于获取当前机器人所处的方向和已依照预行走的路径所行进的距离的数据信息;
机器人控制单元,根据机器人数据传输单元接收的预行走的路径数据、以及机器人数据检测单元检测到的当前机器人所处的方向和已依照预行走的路径所行进的距离的数据信息控制机器人行走单元依照预行走的路径进行行走。
在上述的循迹自走式机器人中,机器人数据检测单元包括用于检测前机器人所处的方向的加速度传感器、和当前机器人已依照预行走的路径所行进的距离的距离计数器。
在上述的循迹自走式机器人中,加速度传感器为三轴加速度传感器。
上述的循迹自走式机器人的行走方法,机器人为如上所述的循迹自走式机器人,其包括如下步骤:
机器人数据传输单元接收外部的预行走的路径数据;
机器人控制单元依据预行走的路径、当前机器人所处的方向和已依照预行走的路径所行进的距离的数据信息控制机器人行走单元按照预行走的路径行走或转向。
在上述的循迹自走式机器人的行走方法中,在机器人行走单元按照预行走的路径行进之前,计算当前机器人所处的方向与预行走的路径中的初始路段的方向所组成的夹角,机器人控制单元控制当前机器人原地自转所述的夹角以使其与预行走的路径中的初始路段的方向相同。
上述的空地式行进系统,包括无人机、地面机器人、远程控制单元、路径绘制单元和数据传输单元;
数据传输单元,用于无人机、地面机器人和远程控制单元三者之间的数据传输;
无人机,其上设有拍摄器,拍摄器用于拍摄同时包括地面机器人位置和目的地位置的图像数据信息;
路径绘制单元,根据传回的无人机上的拍摄器拍摄所得的图像数据信息绘制预行走的路径;
远程控制单元,控制无人机的飞行,指示数据传输单元发送预行走的路径的指令数据给地面机器人;
地面机器人,如上所述的循迹自走式机器人。
在上述的空地式行进系统中,预行走的路径由若干根依次相连的直线路段组成。
上述的空地式行进系统的运行方法的步骤为:
处于飞行中的无人机上的拍摄器拍摄包含有地面机器人位置与目的地位置的图像数据信息;
根据传回的图像数据信息、路径绘制单元绘制预行走的路径数据信息;
远程控制单元指示数据传输单元发送预行走的路径的指令数据给地面机器人;
地面机器人依照接收到的预行走的路径自当前位置行进至目的地位置。
在上述的空地式行进系统的运行方法中,根据传回的图像数据信息、路径绘制单元绘制预行走的路径数据信息的步骤包括下述的分步骤:
根据传回的图像数据信息,绘制连接地面机器人位置与目的地位置的曲线,以用户区坐标为参考获取所绘曲线中各点的坐标信息;
对曲线进行离散化处理,以得到离散化的各点的坐标信息;
用直线段依次连接离散化的各点以得到预行走的路径。
在上述的空地式行进系统的运行方法中,地面机器人依照接收到的预行走的路径自当前位置行进至目的地位置的步骤包括下述的分步骤:
确定机器人当前所处方向和其处于预行走的路径中的位置;
计算机器人当前所处方向与机器人在预行走的路径中所处的路段的方向所形成的夹角;
根据所述的夹角调整机器人的所处方向,以使其所处方向与其在预行走的路径中所处的路段的方向相同;
根据机器人在预行走的路径中所处的路段的长度计算行进距离,并按计算得到的行进距离行进;
重复上述的步骤,直至机器人行至目的地位置。
与现有技术相比,本循迹自走式机器人、空地式行进系统及其运行方法的优点在于:
A、路径绘制单元基于无人机传输的图像来绘制机器人的行进路线,以为本机器人的行进指明前进的道路,不再需要由操作人员人为进行不间断的遥控操作;
B、在绘制行进路线时,通过对无人机传输的图像所获得的路径上密集的点集坐标进行离散化处理,得到数量相对较少的关键点集坐标,通过对关键点集坐标进行处理,得到机器人每次应转过的角度与行进的路程,简化了机器人按指定行进路线进行操控的难度;
C、利用设在机器人上的加速度传感器和距离计数器及时获取其当前所处的方向和已行走距离,为其按预行走的路径自动循迹成为了可能。
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。
图1提供了本发明中的循迹自走式机器人上的底盘的一个实施例的结构示意图。
图2提供了图1的俯视示意图。
图3提供了本发明中的路径绘制单元在绘制预行走的路径过程的第一个步骤的工作原理图。
图4提供了本发明中的路径绘制单元在绘制预行走的路径过程的第二个步骤的工作原理图。
图5提供了本发明中的路径绘制单元在绘制预行走的路径过程的第三个步骤的工作原理图。
图6提供了本发明中的路径绘制单元在绘制预行走的路径过程的第四个步骤的工作原理图。
图7提供了本发明中的路径绘制单元在绘制预行走的路径过程的第五个步骤的工作原理图。
图8提供了本发明中的一个绘制的预行走的路径的示意图。
图9提供了本发明中的循迹自走式机器人按照预行走的路径自行行走的流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
本空地式行进系统,包括无人机、地面机器人、远程控制单元、路径绘制单元和数据传输单元。
数据传输单元,用于无人机、地面机器人和远程控制单元三者之间的数据传输。
需要说明的是,这里的数据传输单元在无人机、地面机器人和远程控制单元上都有设置,通常采用无线传输的方式,或者无线结合有线的传输方式。
无人机,其上设有拍摄器,拍摄器用于拍摄同时包括地面机器人位置和目的地位置的图像数据信息。
需要说明的是,这里的拍摄器用于获取图像,通常采用摄像头,另外本无人机由于不需要再安装其它用于检测地面的其它检测设备,可以大大减轻其负载,这样对无人机的负载要求得以降低,在选用无人机时,可选择最大载荷较低的无人机,有利于降低采购或制造无人机所需的成本。
路径绘制单元,根据传回的无人机上的拍摄器拍摄所得的图像数据信息绘制预行走的路径。
需要说明的是,这里的路径绘制单元是指具有能导入外部数据的具有绘图功能的单元系统,尤其是基于可视化的绘图单元系统,如通常的visio画图系统,其含有图片的导入、绘制任意线、撤销、清除、导出坐标、退出等功能,当然也可以是别画图系统。另外路径绘制单元与远程控制单元通常设置于同一地点,这样便于操作人员的操控,操作人员会将无人机传回的图像数据导入到路径绘制单元,以作为绘制预行走的路径的数据源。
远程控制单元,控制无人机的飞行,指示数据传输单元发送预行走的路径的指令数据给地面机器人。
需要说明的是,远程控制单元,有专门的技术人员来操控。
地面机器人,即为本循迹自走式机器人,包括机器人行走单元、机器人控制单元、机器人数据检测单元、机器人数据传输单元。
机器人行走单元,用于使本机器人行走、转向。
机器人数据传输单元,接收外部的预行走的路径数据。
机器人数据检测单元,用于获取当前机器人所处的方向和已依照预行走的路径所行进的距离的数据信息。
机器人控制单元,根据机器人数据传输单元接收的预行走的路径数据、以及机器人数据检测单元检测到的当前机器人所处的方向和已依照预行走的路径所行进的距离的数据信息控制机器人行走单元依照预行走的路径进行行走。
如图1至2所示,为地面机器人的一个实施例,其主要显示的是该机器人的一个底盘结构,包括履带驱动轮1、履带导向大轮2、履带3、减震弹簧4、从动轮支撑架5、履带从动小轮6、超声波测距传感器7、联轴器8、单片机9、三轴加速度MPU6050传感器10、电池11、无线数传电台12、云台13、履带驱动电机14、电机驱动模块15和编码器16。
在这里机器人行走单元包括履带整体和履带驱动电机14。
履带整体由履带驱动轮1、履带导向大轮2、履带3、减震弹簧4、从动轮支撑架5和履带从动小轮6组成。
需要说明的是,上述的履带驱动轮1与履带3完全啮合,履带驱动轮1转过若干个齿数,履带3就会转过相同的节距数。此外履带导向轮2在物体中移动过程中起方向引导的功能。而从动轮支撑架5连接履带导向大轮2、减震弹簧4和履带从动小轮6,起到加固整体结构的作用。另外减震弹簧4起到缓冲整体机构振动的作用。
而作为动力机构的履带驱动电机14通过联轴器8与上述的履带驱动轮1连接,即通过驱动电机14带动上述的履带整体的运行。
另外,还设有电池11,其用于给单片机9(作为机器人控制单元)、电机驱动模块15和无线数传电台12(作为机器人数据传输单元)供电。
这里的无线数传电台12将来自远程控制单元的数据信息发送给单片机9。
单片机9根据来自远程控制单元发来的预行走的路径的相关数据(如各段距离以及转角等数据),并结合从三轴加速度MPU6050传感器10(作为机器人数据检测单元中用于当前机器人所处的方向的检测部件,即加速度传感器)与编码器16(作为机器人数据检测单元中用于当前机器人已行进的距离的检测部件,即距离计数器)获取的检测数据在进行数据处理后,发送相应的信号给电机驱动模块15,从而实现对于履带驱动电机14的控制。
需要说明的是,这里的三轴加速度MPU6050传感器10可识别本机器人的当前角度,进而可辅助单片机9控制每次的转角。当该传感器刚放入本机器人中时,该传感器就会呈现出一个角度,之后的每一次顺转一定的角度,则该传感器上的角度就会相应的减少相同的角度,反之,则会增加相应的角度。以此可以实现原地自转的精准控制。另外,这里的编码器16,可辅助单片机9实现对本机器人行走距离的控制。编码器16可记录履带驱动轮1转过的圈数。利用履带驱动轮1与履带3完全啮合的关系,齿轮转一圈,履带3行走相同的齿数,可以得实现对距离的精准把控。
另外本机器人还设有超声波测距传感器7,该传感器利用超声波测距原理,具有测量准确、适用范围广等优点,可用于检测路面信息,精度可达5mm,可检测水平方向0~360,在使用时其可与编码器16配合使用,来提高对距离检测的精度。
另外需要说明作用的是,本机器人可根据需要在其上加装不同的设备,如对于启到灭火的机器人而言,可以在云台13上放置水炮(图中未画出)。
本空地式行进系统的运行方法的一个实施例如下为。
步骤1、处于飞行中的无人机上的拍摄器拍摄包含有地面机器人位置与目的地位置的图像数据信息。
需要说明的是,为了后续的数据处理的方便,可将无人机飞行的高度设定为一个固定值,而位于无人机上的拍摄器的镜头可以垂直向下设置,使拍摄时能以垂直向下的角度拍摄,这样每次拍摄的图像数据,都可以得到近似一致的图上距离与实际距离的比例尺,这样在后续的步骤中在将图上距离转为实际距离时,只需乘以相同的比例尺就可以了,方便了计算。
步骤2、根据传回的图像数据信息、路径绘制单元绘制预行走的路径数据信息。具体包括如下步骤:
步骤21、根据传回的图像数据信息,绘制连接地面机器人位置与目的地位置的曲线,以用户区坐标为参考获取所绘曲线中各点的坐标信息。
需要说明的是,这里绘图由路径绘制单元(如visio画图系统)完成,以visio画图系统为例,创建绘图板,将无人机拍摄到的场景导入到绘图板中,以此为背景来绘制机器人行进路线,为方便后续计算,建立以本机器人当前位置为坐标原点的用户区坐标,这样可得到在用户区坐标下的坐标数组:
X={(xj,yj)|j=1,2……m};
这将大大方便我们将绘图板上的坐标与实际的坐标之间建立起联系,当然也根据需要改变无人机的高度,此时只要重新确定比例尺就可以了。
步骤22、对曲线进行离散化处理,以得到离散化的各点的坐标信息。
需要说明的是,由于步骤21中所绘的曲线路径是由一些密集的点构成的,不利于后续的机器人的行进操作,所以需要对曲线进行离散化处理,以得到数量相对较少的离散化的点(即关键点处)的坐标。
这里的离散化处理的方法很多,常用的有如图3至7所示的Douglas-Peucker算法,以下是对该算法的一个具体描述。具体包括如下步骤:
步骤221、取点集X中首尾两个点,从第一位开始之后每隔a个点,取一个点,得到新的点集:
Y={(xl,yl)|l=1,2……r}。
步骤222、规定一个距离阈值D。
步骤223、取首尾两个点(x1,y1)与(xl,yl)得直线L:ax+by+c=0,取介于(x1,y1)与(xr,yr)之间所有的点。
步骤224、由公式
Figure BDA0002806243450000101
分别求出取介于(x1,y1)与(xr,yr)之间的所有的点到直线L的距离,取其中距离最大的点K,其距离记为的d。
步骤225、将d与D进行比较,分为两种情况:
若d>D,则记录K点,并用K点将曲线分为两段,对新得到的每一小段,取各自段的首尾两点(xg,yg)与(xh,yh),取介于(xg,yg)与(xh,yh)之间所有的点,并重复步骤224与步骤225。
若d≤D,则不作处理。
步骤226、所有记录的K点与(x1,y1)、(xr,yr)构成新的点集:
Z={(xi,yi)|i=1,2……n}。
步骤23、用直线段依次连接离散化的各点以得到预行走的路径。
步骤3、远程控制单元指示数据传输单元发送预行走的路径的指令数据给地面机器人。
步骤4、地面机器人依照接收到的预行走的路径自当前位置行进至目的地位置。具体包括如下步骤:
步骤41、确定机器人当前所处方向和其处于预行走的路径中的位置。
步骤42、计算机器人当前所处方向与机器人在预行走的路径中所处的路段的方向所形成的夹角。
步骤43、根据所述的夹角调整机器人的所处方向,以使其所处方向与其在预行走的路径中所处的路段的方向相同。
步骤44、根据机器人在预行走的路径中所处的路段的长度计算行进距离,并按计算得到的行进距离行进。
步骤45、重复上述的步骤,直至机器人行至目的地位置。
需要说明的是,该步骤4亦即本机器人的运行方法的过程。
如图8和9所示,上述的步骤4的一个实施例为。
经上述的步骤226离散后的坐标分别为:(xi,yi),i=1,2…n,取其中任意连续的三个点,为A(xa,ya),B(xa+1,ya+1),C(xa+2,ya+2)。设此时,在A点的履带式机器人的正向方位,已经与
Figure BDA0002806243450000121
同向。机器人直行已到B点,正要转向点C,该过程的描述如下。
①、需要转过的角度,记为θ
Figure BDA0002806243450000122
由于
Figure BDA0002806243450000123
Figure BDA0002806243450000124
这样可获得机器人每次应转过的角度与行进的路程,以此达到自动循迹的目的。
②、由于加速度传感器,在A处时,本身就含有一个角度,记这个角度为αA。当该传感器,顺时针旋转时,角度将减少;逆时针旋转时,角度将增加。这里的顺时针逆时针,指的是当人面向方向向量后,所展现的顺逆时针。所以,这里的顺时针逆时针可以将顺时针看成右转,逆时针看成左转。
③、判断是顺时针旋转还是逆时针旋转。
当人面向由前两个坐标点构成的方向向量时,若后一个点在方向向量的右侧,总表现出顺时针旋转(或者说向右旋转)的趋势;若后一个点在方向向量的左侧时,总表现出来逆时针旋转(或向左旋转)的趋势。
A、B两点,在用户区坐标下,表现出来的直线方程记为y=kx+b,当C位于直线下方时,将C点坐标带入直线方程,方程的值,总会有表现出ya+2<kxa+2+b;反之,当点C位于直线上方时,则总会表现出ya+2>kxa+2+b。
具体地讲,第三个点若位于直线下方,即ya+2<kxa+2+b。
如果xa+1≠xa,①若xa+1>xa,表现出顺时针旋转(右转)的趋势,反映在加速度传感器上,角度呈现出减少样态;②xa+1<xa,表现出逆时针旋转(左转)的趋势,反映在加速度传感器上,角度呈现出增加的样态。
如果xa+1=xa,则我们再去观察纵坐标,此时必有ya+1≠ya,并且此时由A、B两点构成的直线形式表现出x-c=0的形式。①若ya+1>ya,若xa+2>c,则表现顺时针(右转)的趋势,反映在加速度传感器上,角度呈现出减少的样态;若xa+2<c,则表现出逆时针(左转)的趋势,反映在加速度传感器上,角度呈现出增加的样态。②若ya+1<ya,xa+2>c,则表现出逆时针(左转)的趋势,反映在加速度传感器上,角度呈现出增加的样态;若xa+2<c,则表现顺时针(右转)的趋势,反映在加速度传感器上,角度呈现出减少的样态。
另外需要说明的是,由于机器人一开始的朝向是随机的,不一定沿着第一个方向向量,所以需要给定一个原地自转的角度。这个操作过程是:
A、在绘制曲线(即上述的步骤21)时,先沿着机器人朝向画出一小部分的曲线,然后再根据需要绘制所需的曲线,在离散处理前,取前面一小部分曲线上的一点,由这个点确定机器人的具体朝向,并记录这个点;B、在离散处理(即上述的步骤22)后,这个点与初始点构成的方向向量与第一个方向向量比较,得出角度,即为机器人在执行线路前,所需转正的角度。
这样在机器人沿着预设的路径行走之前,先原地自转所需转正的角度,以使机器人地朝向与第一个方向向量相一致。
由上述可知,本系统通过绘制路线来控制机器人的行动路径,避免人为遥控导致的操作失误,实现精准控制机器人的运动,操作便捷,节省了宝贵的时间。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
需要说明的是,本文中所使用的上述这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质,并不排除使用其它术语的可能性。把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种循迹自走式机器人,其特征在于:包括机器人行走单元、机器人控制单元、机器人数据检测单元、机器人数据传输单元;
机器人行走单元,用于使本机器人行走、转向;
机器人数据传输单元,接收外部的预行走的路径数据;
机器人数据检测单元,用于获取当前机器人所处的方向和已依照预行走的路径所行进的距离的数据信息;
机器人控制单元,根据机器人数据传输单元接收的预行走的路径数据、以及机器人数据检测单元检测到的当前机器人所处的方向和已依照预行走的路径所行进的距离的数据信息控制机器人行走单元依照预行走的路径进行行走。
2.根据权利要求1所述的循迹自走式机器人,其特征在于,机器人数据检测单元包括用于检测前机器人所处的方向的加速度传感器、和当前机器人已依照预行走的路径所行进的距离的距离计数器。
3.根据权利要求2所述的循迹自走式机器人,其特征在于,所述的加速度传感器为三轴加速度传感器。
4.一种循迹自走式机器人的行走方法,其特征在于,所述的机器人为权利要求1至3任一所述的循迹自走式机器人,所述的方法包括如下步骤:
机器人数据传输单元接收外部的预行走的路径数据;
机器人控制单元依据预行走的路径、当前机器人所处的方向和已依照预行走的路径所行进的距离的数据信息控制机器人行走单元按照预行走的路径行走或转向。
5.根据权利要求4所述的行走方法,其特征在于,在所述的机器人行走单元按照预行走的路径行进之前,计算当前机器人所处的方向与预行走的路径中的初始路段的方向所组成的夹角,机器人控制单元控制当前机器人原地自转所述的夹角以使其与预行走的路径中的初始路段的方向相同。
6.一种空地式行进系统,其特征在于:包括无人机、地面机器人、远程控制单元、路径绘制单元和数据传输单元;
数据传输单元,用于无人机、地面机器人和远程控制单元三者之间的数据传输;
无人机,其上设有拍摄器,所述的拍摄器用于拍摄同时包括地面机器人位置和目的地位置的图像数据信息;
路径绘制单元,根据传回的无人机上的拍摄器拍摄所得的图像数据信息绘制预行走的路径;
远程控制单元,控制无人机的飞行,指示数据传输单元发送预行走的路径的指令数据给地面机器人;
地面机器人,如权利要求1至3任一所述的循迹自走式机器人。
7.根据权利要求6所述的空地式行进系统,其特征在于,所述的预行走的路径由若干根依次相连的直线路段组成。
8.一种根据权利要求6至7任一所述的空地式行进系统的运行方法,其特征在于,所述的运行方法步骤为:
处于飞行中的无人机上的拍摄器拍摄包含有地面机器人位置与目的地位置的图像数据信息;
根据传回的图像数据信息、路径绘制单元绘制预行走的路径数据信息;
远程控制单元指示数据传输单元发送预行走的路径的指令数据给地面机器人;
地面机器人依照接收到的预行走的路径自当前位置行进至目的地位置。
9.根据权利要求8所述的空地式行进系统的运行方法,其特征在于,所述的根据传回的图像数据信息、路径绘制单元绘制预行走的路径数据信息的步骤包括下述的分步骤:
根据传回的图像数据信息,绘制连接地面机器人位置与目的地位置的曲线,以用户区坐标为参考获取所绘曲线中各点的坐标信息;
对所述的曲线进行离散化处理,以得到离散化的各点的坐标信息;
用直线段依次连接离散化的各点以得到预行走的路径。
10.根据权利要求8所述的空地式行进系统的运行方法,其特征在于,所述的地面机器人依照接收到的预行走的路径自当前位置行进至目的地位置的步骤包括下述的分步骤:
确定机器人当前所处方向和其处于预行走的路径中的位置;
计算机器人当前所处方向与机器人在预行走的路径中所处的路段的方向所形成的夹角;
根据所述的夹角调整机器人的所处方向,以使其所处方向与其在预行走的路径中所处的路段的方向相同;
根据所述的机器人在预行走的路径中所处的路段的长度计算行进距离,并按计算得到的行进距离行进;
重复上述的步骤,直至机器人行至目的地位置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114137974A (zh) * 2021-11-26 2022-03-04 广州极飞科技股份有限公司 中耕控制方法、装置、系统和电子设备
CN115214811A (zh) * 2021-04-18 2022-10-21 河北农业大学 一种短距离直线行驶装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115214811A (zh) * 2021-04-18 2022-10-21 河北农业大学 一种短距离直线行驶装置
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