CN113219967A - 一种用于移动机器人通行窄道的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请通过一种用于移动机器人通行窄道的方法、装置及设备。该方案中移动机器人通过判断行进方向是否存在满足预设条件的窄道，若存在满足预设条件的窄道，移动机器人移动至所述窄道的中心预设范围内，左右交替扭动前进，以通过所述窄道。通过该方法，可在移动机器人行进过程中检测到符合预设条件的窄道时，通过窄道而不是避障绕行，提高了移动机器人的任务执行效率。

Description

一种用于移动机器人通行窄道的方法及设备
技术领域
本申请涉及移动机器人技术领域，尤其涉及一种用于移动机器人通行窄道的技术。
背景技术
智能移动机器人，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。随着传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等技术的发展，智能移动机器人性能不断完善，移动机器人不但在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，也越来越多地被应用在家庭看护、卫生清洁等方面。
智能移动机器人通常按照设定任务自主规划任务执行的路径，若智能移动机器人在行进过程中检测到障碍物或窄道，往往会采取避障方式，绕开障碍物或窄道。例如，扫地机器人在清扫时，若行进至两个房间之间的半开移门或其它窄道情况，在触碰到障碍时会主动避开，通过大幅度转向来进行避障，如图1，扫地机器人的碰撞传感器检测到碰撞后，扫地机器人会向相反侧转动后行进，绕开障碍，最终是沿着所示移动轨迹行进，不尝试进入半开移门另一边的房间，这样就不能实现全部房间的清扫，降低了清扫的覆盖率和清扫效率。又例如，扫地机器人因故被卡在四个椅子腿中间，不能自主脱困，也影响到其任务执行效率。
发明内容
本申请的目的是提供一种用于移动机器人通行窄道的方法及设备，用以提高移动机器人任务执行效率的技术问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种用于移动机器人通行窄道的方法，其中，所述方法包括：
判断行进方向是否存在窄道，其中，所述窄道满足预设条件；
当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内，左右交替扭转前进，以通过所述窄道。
可选地，其中，所述判断行进方向是否存在窄道包括：
在预设模式下，判断行进方向是否存在窄道。
可选地，其中，所述预设模式包括贴边移动或沿给定路径移动。
可选地，其中，所述判断行进方向是否存在窄道包括：
基于获取的侦测结果，确定行进方向存在缺口，且所述缺口长度满足预设宽度阈值，则判断行进方向存在窄道。
可选地，其中，所述当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内包括：
当存在窄道，确定所述窄道的中心；
移动至所述窄道的中心预设范围内。
可选地，其中，所述左右交替扭转前进，以通过所述窄道包括以下任一项：
正对窄道方向，向左侧或右侧偏转第一预设角度后做直线移动，侦测到碰撞后向相反方向偏转第二预设角度后做直线移动，重复进行，以实现左右交替扭转前进通过所述窄道；
正对窄道方向，向左侧或右侧偏转第一预设角度后做直线移动，侦测到碰撞后加速预设时间，再向相反方向偏转第二预设角度做直线移动，重复进行，以实现左右交替扭转前进通过所述窄道。
可选地，所述方法还包括：
当左右交替扭转前进过程中的碰撞次数超过预设次数阈值，对所述窄道进行避障，以绕开所述窄道。
根据本申请的另一方面，还提供了一种用于移动机器人通行窄道的装置，其中，所述装置包括：
第一模块，用于判断行进方向是否存在窄道，其中，所述窄道满足预设条件；
第二模块，用于当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内，左右交替扭转前进，以通过所述窄道。
可选地，所述装置还包括：
第三模块，用于当左右交替扭转前进过程中的碰撞次数超过预设次数阈值，对所述窄道进行避障，以绕开所述窄道。
与现有技术相比，本申请通过一种用于移动机器人通行窄道的方法、装置及设备。该方案中移动机器人通过判断行进方向是否存在满足预设条件的窄道，若存在满足预设条件的窄道，移动机器人移动至所述窄道的中心预设范围内，左右交替扭动前进，以通过所述窄道。通过该方法，可在移动机器人行进过程中检测到符合预设条件的窄道时，通过窄道而不是避障绕行，提高了移动机器人的任务执行效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出移动机器人行进至半开移门时的避障示意图；
图2示出根据本申请一个方面的一种用于移动机器人通行窄道的方法流程图；
图3示出根据本申请一个实施例的移动机器人通行窄道示意图；
图4示出根据本申请另一个方面的一种用于移动机器人通行窄道的装置示意图；
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
为使本申请的目的、请求保护的技术方案和效果更加清楚，下面结合实施例及附图对本申请请求保护的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本申请保护的范围。
在本申请一个典型的配置中，设备和/或移动机器人均包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
图1示出本申请一个方面的一种用于移动机器人通行窄道的方法流程图，其中，一个实施例的方法包括：
S11判断行进方向是否存在窄道，其中，所述窄道满足预设条件；
S12当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内，左右交替扭转前进，以通过所述窄道。
在本申请中，所述方法通过设备1执行，所述设备1为自动执行任务的机器装置，比如，智能移动机器人，既可以接受人类输入指令，也可以运行预先编排的程序指令，还可以基于人工智能技术自主制订任务并执行。
所述设备1是圆柱体，至少集成了碰撞传感器和测距雷达。
在该实施例中，在所述步骤S11中，设备1在行径过程中通过碰撞传感器侦测在行进路径上是否存在障碍物，并结合测距雷达来侦测在行进路径上是否存在满足预设条件的窄道。例如，若设备1的外形直径为D，则可以将宽度在(1-ɑ)D～(1+ɑ)D范围内的窄道确定为满足预设条件的窄道，其中，ɑ可以结合设备1的外形及材质进行设定，比如ɑ取值为0.05。
可选地，其中，所述判断行进方向是否存在窄道包括：
在预设模式下，判断行进方向是否存在窄道。
为了避免设备1在行进过程中频繁判断是否存在窄道，可以预先设定设备1模式，使得设备1只针对特定的场景下才进行所述窄道的判断。
可选地，其中，所述预设模式包括贴边移动或沿给定路径移动。
通常设备1在贴边移动到门边，可能遇到半开门形成的窄道，或者给定路径中包含穿过门等可能形成窄道的路径，在这些场景下设备1在行进中可能遇到满足预设条件的窄道。
可选地，其中，所述判断行进方向是否存在窄道包括：
基于获取的侦测结果，确定行进方向存在缺口，且所述缺口长度满足预设宽度阈值，则判断行进方向存在窄道。
其中，设备1根据集成的传感器融合侦测来识别是否存在窄道。比如，通过结合碰撞传感器的侦测结果及测距雷达的侦测结果，来确定行进方向是否存在缺口。比如碰撞传感器侦测到碰撞而测距雷达侦测到缺口，且缺口的宽度在(1-ɑ)D～(1+ɑ)D范围内，则可确定行进方向存在满足预设条件的窄道。
继续在该实施例中，在所述步骤S12中，设备1在确定存在满足预设条件的窄道时，移动至该窄道的中心预设范围内，左右交替扭动前进，以通过所述窄道。
可选地，其中，所述当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内包括：
当存在窄道，确定所述窄道的中心；
移动至所述窄道的中心预设范围内。
其中，当设备1根据集成的传感器融合侦测识别确认存在窄道，结合测距雷达的侦测结果，移动至该窄道的中心预设范围内，比如，移动至以该窄道的中心为圆心的微小范围，一边移动一边通过激光雷达测量来动态校准，以最终移动到该窄道的中心，并正对窄道方向，如图3所示。
可选地，其中，所述左右交替扭转前进，以通过所述窄道包括以下任一项：
正对窄道方向，向左侧或右侧偏转第一预设角度后做直线移动，侦测到碰撞后向相反方向偏转第二预设角度后做直线移动，重复进行，以实现左右交替扭转前进通过所述窄道；
正对窄道方向，向左侧或右侧偏转第一预设角度后做直线移动，侦测到碰撞后加速预设时间，再向相反方向偏转第二预设角度做直线移动，重复进行，以实现左右交替扭转前进通过所述窄道。
其中，对于非临时形成的固定窄道，设备1正对窄道方向后，向左侧或右侧偏转第一预设角度(比如45°)后做直线移动，侦测到碰撞后说明已到达该窄道的一边边界，则向相反方向偏转第二预设角度(比如90°)后做直线移动，侦测到碰撞后说明已到达该窄道的另一边边界，重复进行，以“挤”过该窄道，实现左右交替扭转前进通过该窄道。
或者对于临时形成的窄道，可能施加一定力可以稍微扩大窄道宽度，比如半开门，设备1可以在正对窄道方向后，向左侧或右侧偏转第一预设角度后做直线移动，侦测到碰撞后加速预设时间(比如若干秒，目的是增大设备1的驱动力，以图稍微“撞”开窄道的一边边界，扩大窄道宽度)，再向相反方向偏转第二预设角度做直线移动，侦测到碰撞后加速预设时间(以图稍微“撞”开窄道的另一边边界，扩大窄道宽度)，重复进行，以“挤”开该窄道，实现左右交替扭转前进通过该窄道。
可选地，一个实施例的所述方法还包括：
S13(未示出)当左右交替扭转前进过程中的碰撞次数超过预设次数阈值，对所述窄道进行避障，以绕开所述窄道。
其中，在步骤S12的左右交替扭转前进过程中，当设备1左右交替扭转前进过程中碰撞传感器检测到的碰撞次数超过预设次数阈值，说明通过左右交替扭转前进“挤”过窄道的可能性不大，可以转换至避障模式，对该窄道进行避障，以绕开该窄道。
图4示出根据本申请另一个方面的一种用于移动机器人通行窄道的装置示意图，其中，一个实施例的所述装置包括：
第一模块41，用于判断行进方向是否存在窄道，其中，所述窄道满足预设条件；
第二模块42，用于当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内，左右交替扭转前进，以通过所述窄道。
其中，所述装置集成在设备中，所述设备与上述设备1相同。
其中，所述装置的第一模块41通过获取设备1上集成的传感器融合侦测结果，判断行进方向是否存在窄道，其中，所述窄道满足预设条件；第二模块42当第一模块41判断到行进方向存在满足预设条件的窄道，指令设备1移动至该窄道的中心预设范围内，左右交替扭动前进，以通过该窄道。
可选地，一个实施例的所述装置还包括：
第三模块43，用于当左右交替扭转前进过程中的碰撞次数超过预设次数阈值，对所述窄道进行避障，以绕开所述窄道。
其中，在设备1根据第二模块42指令在左右交替扭转前进过程中，第三模块43记录并判断碰撞传感器检测到的碰撞次数，当设备1左右交替扭转前进过程中的碰撞次数超过预设次数阈值，说明通过左右交替扭转前进“挤”过窄道的可能性不大，可以转换至避障模式，对该窄道进行避障，以绕开该窄道。
根据本申请的还一方面，还提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现前述方法。
根据本申请的再一方面，还提供了一种移动机器人设备，其中，该移动机器人设备包括：
一个或多个处理器；以及
存储有计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在被执行时使所述处理器执行如前述方法的操作。
例如，计算机可读指令在被执行时使所述一个或多个处理器：判断行进方向是否存在窄道，其中，所述窄道满足预设条件；当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内，左右交替扭转前进，以通过所述窄道。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (11)

1.一种用于移动机器人通行窄道的方法，其特征在于，所述方法包括：
判断行进方向是否存在窄道，其中，所述窄道满足预设条件；
当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内，左右交替扭转前进，以通过所述窄道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断行进方向是否存在窄道包括：
在预设模式下，判断行进方向是否存在窄道。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设模式包括贴边移动或沿给定路径移动。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断行进方向是否存在窄道包括：
基于获取的侦测结果，确定行进方向存在缺口，且所述缺口长度满足预设宽度阈值，则判断行进方向存在窄道。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内包括：
当存在窄道，确定所述窄道的中心；
移动至所述窄道的中心预设范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述左右交替扭转前进，以通过所述窄道包括以下任一项：
正对窄道方向，向左侧或右侧偏转第一预设角度后做直线移动，侦测到碰撞后向相反方向偏转第二预设角度后做直线移动，重复进行，以实现左右交替扭转前进通过所述窄道；
正对窄道方向，向左侧或右侧偏转第一预设角度后做直线移动，侦测到碰撞后加速预设时间，再向相反方向偏转第二预设角度做直线移动，重复进行，以实现左右交替扭转前进通过所述窄道。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当左右交替扭转前进过程中的碰撞次数超过预设次数阈值，对所述窄道进行避障，以绕开所述窄道。
8.一种用于移动机器人通行窄道的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一模块，用于判断行进方向是否存在窄道，其中，所述窄道满足预设条件；
第二模块，用于当存在窄道，移动至所述窄道的中心预设范围内，左右交替扭转前进，以通过所述窄道。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三模块，用于当左右交替扭转前进过程中的碰撞次数超过预设次数阈值，对所述窄道进行避障，以绕开所述窄道。
10.一种计算机可读介质，其特征在于，
其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行以实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
11.一种移动机器人设备，其特征在于，所述移动机器人设备包括：
一个或多个处理器；以及
存储有计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在被执行时使所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的操作。
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