CN113848937A - 一种机器人避障控制方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人避障控制方法及相关设备。该方法包括：判断所述机器人是否处于相向运动，其中，所述机器人包括至少两个；若是，则在所述处于相向运动的所述机器人相距小于预设距离的情况下，控制每个所述机器人沿自身的既定侧运动，其中，所述既定侧为运动方向的左侧或右侧，每个所述机器人的所述既定侧方向相同。在至少两个机器人相向运动的情况下，通过控制每个机器人向既定侧运动一段距离可避免相向行驶的机器人发生碰撞，提高了多台机器人相向运动时的安全性。

Description

一种机器人避障控制方法及相关设备

技术领域

本说明书涉机器人控制领域，更具体地说，本发明涉及一种机器人避障控制方法及相关设备。

背景技术

机器人已进入到人们的日常生活，例如，酒店、办公楼中的智能机器人，可以对接自动货柜，实现全流程的无人配送服务；也可实现送外卖、引领客人到房间等服务。极大的方便了客人，提升了住店体验。

但实际的工作过程中，由于多种多台机器人同时工作，当多个机器人的运动路线有重合的情况下，相同运动方向的机器人可以按队列排列运动，机器人之间的运动不会受到影响。但是如果遇到相向运动的机器人，且他们的轨迹重合，如果不进行躲避，就会造成机器人之间发生碰撞的危险。

因此，有必要提出一种机器人避障控制方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为解决相向行驶的机器人在狭窄环境中路径重叠发生碰撞的问题，第一方面，本发明提出一种机器人避障控制方法，上述方法包括：

判断上述机器人是否处于相向运动，其中，上述机器人包括至少两个；

若是，则在上述处于相向运动的上述机器人相距小于预设距离的情况下，控制每个上述机器人沿自身的既定侧运动，其中，上述既定侧为运动方向的左侧或右侧，每个上述机器人的上述既定侧方向相同。

可选的，还包括：

基于地图信息和上述机器人的外形尺寸判断上述机器人是否处于拥挤空间，其中，上述拥挤空间内的最小宽度大于两机并行宽度且小于三机并行宽度，上述地图信息包括：预存地图和/或自建地图。

可选的，上述判断上述机器人是否处于相向运动，包括：

根据红外信号和/或图像信号判断上述机器人是否相向运动。

可选的，还包括：

判断上述机器人是否在狭小空间内相向运动，其中，上述机器人包括至少两个，上述狭小空间内的最小宽度大于单机通行宽度且小于两机并行宽度；

若是，控制优先级最高的上述机器人优先通过，控制其余上述机器人等待。

可选的，上述优先级是由上述机器人的剩余电量决定的；

上述控制优先级最高的上述机器人优先通过，包括：

控制剩余电量最低的上述机器人优先通过。

可选的，上述优先级由任务派发时间决定；

上述控制优先级最高的上述机器人优先通过，包括：

控制任务最先派发的上述机器人优先通过。

可选的，上述优先级由上述机器人待服务对象的等级决定；

上述控制优先级最高的上述机器人优先通过，包括：

控制待服务对象等级最高对应的上述机器人优先通过。

第二方面，本发明还提出一种机器人避障控制装置，包括：

判断单元，用于判断上述机器人是否处于相向运动，其中，上述机器人包括至少两个；

控制单元，用于若是，则在上述处于相向运动的上述机器人相距小于预设距离的情况下，控制每个上述机器人沿自身的既定侧运动，其中，上述既定侧为运动方向的左侧或右侧，每个上述机器人的上述既定侧方向相同。

第三方面，一种电子设备，包括：储存器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任一项的机器人避障控制方法的步骤。

第四方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第一方面上述任一项的机器人避障控制方法。

综上，本方案通过判断上述机器人是否处于相向运动，若是则在路径重叠的情况下，可能会发生机器人发生碰撞的危险，那么在处于相向运动的机器人相距小于预设距离的情况下，控制每个机器人沿自身的既定侧运动，既定侧为运动方向的左侧或右侧，每个上述机器人的上述既定侧方向相同，通过控制每个机器人向既定侧运动一段距离可避免相向行驶的机器人发生碰撞，提高了多台机器人相向运动时的安全性。

本发明的机器人避障控制方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种机器人避障控制方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种机器人避障控制装置结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种机器人避障控制电子设备结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了机器人避障控制方法及相关设备，在机器人相向于东且相距小于预设距离的情况下，控制每个机器人沿自身运动的左侧或右侧进行避让，防止路径重叠发生碰撞。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1，为本申请实施例提供的一种机器人避障控制方法流程示意图，具体可以包括：

S110、判断上述机器人是否处于相向运动，其中，上述机器人包括至少两个；

具体的，单个机器人在运动的过程中，按照任务派发时指定的指定路线行进，在执行任务中和执行任务后返回的过程中运动的路线相同，只是方向相反，这样可以节省规划路线的运算资源。当多个机器人的指定路线有重合的情况下，相同运动方向的机器人可以按队列排列运动，机器人之间的运动不会受到影响。但是如果遇到相向运动的机器人，且他们的轨迹重合，就会造成机器人之间发生碰撞的危险。那么在某一区域中，至少两台机器人相遇的情况下，要判断机器人之间是否相向运动，如果相向运动那么就要执行相应的控制，避免机器人由于运动轨迹重合且运动方向相反，造成碰撞。

可以理解的是，判断是否处于相向运动判别逻辑可由控制机器人运动的服务器完成，也可以由机器人自身的处理器进行判断。

S120、若是，则在上述处于相向运动的上述机器人相距小于预设距离的情况下，控制每个上述机器人沿自身的既定侧运动，其中，上述既定侧为运动方向的左侧或右侧，每个上述机器人的上述既定侧方向相同。

具体的，如果判断出机器人是相向运动的，那么就认定机器人之间有相互碰撞的风险，此时监测两个机器人之间的距离，如果相向运动的机器人的距离小于预设距离的情况下，控制机器人均沿自身运动方向的左侧运动一段距离，然后继续行驶，这样相向运动的机器人在相遇时路线就不会重合，避免了相向运动的机器人发生碰撞。

可以理解的是，为避免碰撞，也可以在相向运动的机器人的距离小于预设距离的情况下，控制机器人均沿自身运动方向的右侧运动一段距离，然后继续行驶。控制机器人向左侧或右侧运动的可以是服务器，也可以是机器人自身。

综上，根据本实施例提供的方法，在轨迹重合且相向运动的机器人的距离小于预设距离的情况下，通过控制机器人均沿自身的既定侧运动一段距离即可实现相向运动机器人的安全交汇，避免了发生碰撞的危险。

在一些示例中，还包括：

基于地图信息和上述机器人的外形尺寸判断上述机器人是否处于拥挤空间，其中，上述拥挤空间内的最小宽度大于两机并行宽度且小于三机并行宽度，上述地图信息包括：预存地图和/或自建地图。

具体的，根据地图信息可以获取在机器人相遇的位置的尺寸，比如：两台相向行驶的机器人在一段走廊中相遇，机器人自身或者服务器可以根据地图信息获取当前走廊中的最小宽度，如果最小宽度大于两台机器人外形尺寸的总和，但是小于三台机器人外形尺寸的总和，判断此时两台机器人处于拥挤空间，两台机器人可以按照向既定侧移动一定的距离以避免碰撞，且移动的距离可以由两机器人的外形尺寸和最小宽度计算获得。

可以理解的是，上述的机器人数量不仅限于两台，此处两台只是为了举例说明；上述的外形尺寸可以是指机器人的最大宽度，此外如果是货运机器人也可以指机器人包括货物在内的最大宽度；计算移动距离的过程可以由机器人对应的服务器完成，也可以由机器人自身完成；地图信息可以是预存地图和/或自建地图，预存地图可以是服务器传输给机器人的地图，自建地图可以是机器人通过自身传感器预先或实时扫描构建的地图，机器人也可通过实时扫描到的地图更新服务器中预存地图。

综上，通过预存地图和/或自建地图与机器人的外形尺寸判断是否处于拥挤空间，从而针对拥挤空间执行上述的沿既定侧运动一段距离，能够有效避免在相向而行的机器人在拥挤空间发生碰撞。

在一些示例中，上述判断上述机器人是否处于相向运动，包括：

根据红外信号和/或图像信号判断上述机器人是否相向运动。

具体的，可以通过红外测距传感器，红外测距传感器发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后计算接收发射与接收的时间差的数据，经信号处理器处理后计算出物体的距离。也可以通过图像识别机器人的运动轨迹，从而判断机器人是否相向运动。可通过红外信号或图像信号单独判断，也可通过两个信号综合判断。信号发射与采集的过程可以由机器人自身完成，判断的过程可以由机器人自身或机器人对应的服务器完成。

在一些示例中，还包括：

判断上述机器人是否在狭小空间内相向运动，其中，上述机器人包括至少两个，上述狭小空间内的最小宽度大于单机通行宽度且小于两机并行宽度；

若是，控制优先级最高的上述机器人优先通过，控制其余上述机器人等待。

具体的，狭小空间是指空间内的最小宽度只能够允许同方向机器人串行通过，不能允许多个机器人并行通过，此时上述实施例中向既定侧移动一定距离的防止碰撞的方法就无法执行，只能允许相同方向的机器人先通过后，另一方向的机器人才能通过，通过的顺序由相同运动方向中优先级最高的机器人决定。例如：在A点和B点间有一段狭小空间，准备从A到B的机器人有：A1、A2、A3、A4和A5，准备从B到A的机器人有：B1、B2、B3和B4，从A到B的机器人中优先级最高的是A5，从B到A的机器人中优先级最高的是B4，而且A5的优先级高于B4，此时控制A到B方向的机器人优先通过此处狭小空间，待A到B方向的机器人全部通过后，B到A方向的机器人通过此狭小空间。

另一种根据优先级控制机器人通行的方法可以是，对比狭小空间内所有机器人的优先级，按照等级从高到低依次通过。例如：在C点和D点间有一段狭小空间，准备从C到D的机器人有：C1、C2、和C3，准备从D到C的机器人有D1、D2和D3，经比较C1、C2、C3、D1、D2和D3的优先级从高到低的顺序为：C3＞C2＞D3＞C1＞D2＞D1，根据此优先级的排列顺序C3先通过，待C3通过后，C2、D3、C1、D2和D3依次通过。进一步地，由于C3和C2都是准备由C向D进行移动，C2可不必等C3完全通过再进入狭小空间，可尾随C3通过，以节省时间。同理D2和D1也可采用此方式实现从D至C的移动。

可以理解的是，比较优先级的过程成可以基于上述机器人对应的服务器完成，也可以由机器人自身之间的比较判断完成，还可以在狭小空间处设置一个装置专门进行优先级的判断，并控制优先级较高方向的机器人优先通过。

综上，在通过狭小空间时，不同方向运动的机器人不能并行通过，此时通过比较不同运动方向中优先级最高的机器人，让优先级较高方向的机器人优先通过，可以避免不同运动方向的机器人同时驶入狭小空间内，造成拥堵或碰撞。

在一些示例中，上述优先级是由上述机器人的剩余电量决定的；

上述控制优先级最高的上述机器人优先通过，包括：

控制剩余电量最低的上述机器人优先通过。

具体的，优先级的判断方法可以是根据机器人的剩余电量进行判断，控制电量最低方向的机器人优先通过，通过剩余电量判断优先级可以防止由于低电量的机器人长时间等待造成电量不足无法完成任务或无法返回充电装置进行充电的现象发生。

在一些示例中，上述优先级由任务派发时间决定；

上述控制优先级最高的上述机器人优先通过，包括：

控制任务最先派发的上述机器人优先通过。

具体的，优先级的判断方法还可以是根据任务派发的时间进行判断，控制任务最先派发方向的机器人优先通过，通过任务派发时间判断优先级可以防止最先接到任务的机器人等待时间过长，影响任务的完成时间，造成超时。

在一些示例中，上述优先级由上述机器人待服务对象的等级决定；

上述控制优先级最高的上述机器人优先通过，包括：

控制待服务对象等级最高对应的上述机器人优先通过。

具体的，优先级的判断方法也可以是根据机器人待服务对象的等级来决定的，例如：C机器人是执行酒店内的VIP用户送餐任务的，在经过狭小空间时，为保证VIP用户的服务质量，避免C机器人长时间等待，此时优先控制C机器人运行方向的机器人优先通过狭小空间。

请参阅图2，本申请实施例中机器人避障控制装置的一个实施例，可以包括：

判断单元21，用于判断上述机器人是否处于相向运动，其中，上述机器人包括至少两个；

控制单元22，用于若是，则在上述处于相向运动的上述机器人相距小于预设距离的情况下，控制每个上述机器人沿自身的既定侧运动，其中，上述既定侧为运动方向的左侧或右侧，每个上述机器人的上述既定侧方向相同。

如图3所示，本申请实施例还提供一种电子设备300，包括存储器310、处理器320及存储在存储器320上并可在处理器上运行的计算机程序311，处理器320执行计算机程序311时实现上述机器人避障控制的任一方法的步骤。

由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例中一种机器人避障控制装置所采用的设备，故而基于本申请实施例中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍，只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。

在具体实施过程中，该计算机程序311被处理器执行时可以实现图1对应的实施例中任一实施方式。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机软件指令，当计算机软件指令在处理设备上运行时，使得处理设备执行如图1对应实施例中的机器人避障控制的流程。

计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的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可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修该，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修该或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机器人避障控制方法，其特征在于，包括：

判断所述机器人是否处于相向运动，其中，所述机器人包括至少两个；

若是，则在所述处于相向运动的所述机器人相距小于预设距离的情况下，控制每个所述机器人沿自身的既定侧运动，其中，所述既定侧为运动方向的左侧或右侧，每个所述机器人的所述既定侧方向相同。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

基于地图信息和所述机器人的外形尺寸判断所述机器人是否处于拥挤空间，其中，所述拥挤空间内的最小宽度大于两机并行宽度且小于三机并行宽度，所述地图信息包括：预存地图和/或自建地图。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述机器人是否处于相向运动，包括：

根据红外信号和/或图像信号判断所述机器人是否相向运动。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

判断所述机器人是否在狭小空间内相向运动，其中，所述机器人包括至少两个，所述狭小空间内的最小宽度大于单机通行宽度且小于两机并行宽度；

若是，控制优先级最高的所述机器人优先通过，控制其余所述机器人等待。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述优先级是由所述机器人的剩余电量决定的；

所述控制优先级最高的所述机器人优先通过，包括：

控制剩余电量最低的所述机器人优先通过。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述优先级由任务派发时间决定；

所述控制优先级最高的所述机器人优先通过，包括：

控制任务最先派发的所述机器人优先通过。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述优先级由所述机器人待服务对象的等级决定；

所述控制优先级最高的所述机器人优先通过，包括：

控制待服务对象等级最高对应的所述机器人优先通过。

8.一种机器人避障控制装置，其特征在于，包括：

判断单元，用于判断所述机器人是否处于相向运动，其中，所述机器人包括至少两个；

控制单元，用于若是，则在所述处于相向运动的所述机器人相距小于预设距离的情况下，控制每个所述机器人沿自身的既定侧运动，其中，所述既定侧为运动方向的左侧或右侧，每个所述机器人的所述既定侧方向相同。

9.一种电子设备，包括：储存器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的机器人避障控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的机器人避障控制方法。

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