CN114153197B - 自主移动设备的脱困方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自主移动设备的脱困方法及装置。其中，该方法包括：自主移动设备在工作环境中运行；获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态；如果判断出感知装置处于疑似失效状态，自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度；获取自主移动设备的估算旋转角度，将估算旋转角度与第一预设角度进行对比，若估算旋转角度与第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令。本发明解决了现有的带视觉摄像头和/或测距装置的自主移动设备在视觉摄像头或测距装置是否失效尚不明确的情况下无法使自主移动设备摆脱困境的技术问题。

Description

自主移动设备的脱困方法及装置

技术领域

本发明涉及自主移动设备自动控制领域，具体而言，涉及一种自主移动设备的脱困方法及装置。

背景技术

自主移动设备(例如清洁机器人、保姆机器人等)的应用范围越来越广泛，但是，目前带视觉摄像头和/或测距装置的自主移动设备由于在一些情况下无法判断其视觉摄像头或测距装置是否失效(对于视觉摄像头而言，导致视觉摄像头可能失效的原因有多种，例如，摄像头发生故障，环境光线太亮或太暗，从视觉摄像头拍摄的图像中可提取的特征信息太少，视觉摄像头上附着杂物等；对于测距装置，如激光测距仪、深度摄像头(TOF)等，导致测距装置可能失效的原因也有多种，例如，环境光线干扰导致测距装置接收不到反射光线，或者在轮组运行期间，测距装置检测其与障碍物的距离在一段时间内是相同的，等等)，导致自主移动设备无法确定自身是否仍在正常运行或已陷入困境(陷入困境指的是自主移动设备检测到轮组或履带在运转，但实际上自主移动设备由于被踮起、卡住或其轮组处于打滑状态，使得该自主移动设备实际上没有移动，最终可能会导致电力耗尽、建立的地图与实际地图严重不符、或进入死循环无法完成既定任务等不良后果)。

现有的带视觉摄像头和/或测距装置的自主移动设备在视觉摄像头或测距装置是否失效尚不明确的情况下无法使自主移动设备摆脱困境。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种自主移动设备的脱困方法及装置，以解决现有的带视觉摄像头和/或测距装置的自主移动设备在视觉摄像头或测距装置是否失效尚不明确的情况下无法使自主移动设备摆脱困境的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种自主移动设备的脱困方法，包括：自主移动设备在工作环境中运行；获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，其中，疑似失效状态指自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态；如果判断出感知装置处于疑似失效状态，自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度；获取自主移动设备的估算旋转角度，将估算旋转角度与第一预设角度进行对比，若估算旋转角度与第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令，脱困指令包括：自主移动设备后退第一预设距离；自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

可选地，感知装置包括：图像采集设备；获取自主移动设备的感知装置采集的数据，包括：获取图像采集设备采集的图像。

可选地，感知装置包括：测距装置；获取自主移动设备的感知装置采集的数据，包括：获取测距装置采集的距离信息，距离信息包括自主移动设备与障碍物之间的距离。

可选地，依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，包括如下至少之一：如果从采集的图像中提取的图像特征的数量小于预设数量，和/或不合格的图像的比例大于不合格图像预设比例，则确定图像采集设备处于疑似失效状态；在采集的图像进行去噪处理之后，如果同一图像内的最亮像素点与最暗像素点之间的图像对比度低于预设对比度，则确定图像采集设备处于疑似失效状态；如果在采集的多个图像中都提取到同一个图像特征，且按图像被获取的时间顺序排列多个图像形成图像序列，如果在图像序列中提取的同一个图像特征的运动轨迹与自主移动设备的航位推算传感器和/或运动单元的预估运动状态不符，则确定图像采集设备处于疑似失效状态。

可选地，依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，包括如下至少之一：如果自主移动设备的航位推算传感器提供的数据指示自主移动设备的轮组正常运行，但测距装置采集的距离信息在第一预设时长内没有发生变化，或发生的变化在预设阈值范围内，则确定测距装置处于疑似失效状态；如果测距装置在第二预设时长内没有接收到可识别的光线，则确定测距装置处于疑似失效状态。

可选地，上述方法还包括：在判断出感知装置处于疑似失效状态之后，检测感知装置处于疑似失效状态的持续时间，并将疑似失效状态的持续时间与第三预设时长进行比对；若感知装置处于疑似失效状态的持续时间超过第三预设时长，且估算旋转角度与第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令。

可选地，自主移动设备沿曲线运动，包括：S1，控制自主移动设备的轮组一边向前运动一边沿第二旋转方向旋转第一设定角度；S2，当自主移动设备自身的旋转角度已达到第一设定角度时，判断自主移动设备此时所处的位置；S3，将自主移动设备此时所处的位置与自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置进行对比；若自主移动设备此时所处的位置绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，执行步骤S1或S4；S4，控制自主移动设备的轮组一边向前运动一边沿第一旋转方向旋转第二设定角度；S5，当自主移动设备自身的旋转角度已达到第二设定角度时，判断自主移动设备此时所处的位置；S6，将自主移动设备此时所处位置与自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置进行对比；若自主移动设备此时所处位置绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，重复执行上述步骤S1至S3或步骤S4至S6，直至自主移动设备此时所处位置绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置；第一旋转方向与第二旋转方向相同或不同；第一设定角度与第二设定角度相同或不同。

可选地，上述自主移动设备后退第一预设距离之后，上述方法还包括：S0，所述自主移动设备以后退所述第一预设距离后的方向为初始方向，沿所述第一旋转方向原地旋转第二预设角度。

可选地，自主移动设备沿曲线运动，包括：以第二预设距离为半径、以预设位置为圆心确定目标轨迹圆弧，预设位置位于自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置的前方区域；自主移动设备沿目标轨迹圆弧移动第三预设距离或自主移动设备沿目标轨迹圆弧移动过以第二预设角度为弦切角的角度。

可选地，上述自主移动设备沿折线运动，包括：S1’，自主移动设备沿第一旋转方向原地旋转第三设定角度；S2’，自主移动设备从当前位置以当前方向直线运动第一目标距离；S3’，当自主移动设备的运动距离已达到第一目标距离时，判断自主移动设备此时所处的位置；S4’，将自主移动设备此时所处的位置与自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置进行对比；若自主移动设备此时所处的位置绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，执行步骤S1’或S5’；S5’，控制自主移动设备沿第二旋转方向原地旋转第四设定角度；S6’，自主移动设备从当前位置以当前方向直线运动第二目标距离；S7’，将自主移动设备此时所处的位置与自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置进行对比；若自主移动设备此时所处的位置绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，重复执行上述步骤S1’至S4’或步骤S5’至S7’，直至自主移动设备此时所处位置绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置；第一旋转方向与第二旋转方向相同或不同；第三设定角度与第四设定角度相同或不同；第一目标距离与第二目标距离相同或不同。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种自主移动设备的脱困装置，包括：运行单元，用于驱动自主移动设备在工作环境中运行；判断模块，用于获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，其中，疑似失效状态指自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态；第一控制模块，在判断出感知装置处于疑似失效状态的情况下，用于控制自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度；第二控制模块，用于获取自主移动设备的估算旋转角度，将估算旋转角度与第一预设角度进行对比，若估算旋转角度与第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令，脱困指令包括：自主移动设备后退第一预设距离；自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时控制存储介质所在的设备执行以上的自主移动设备的脱困方法。

根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行以上的自主移动设备的脱困方法。

在本发明实施例中，提供了一种自主移动设备的脱困方法，包括：自主移动设备在工作环境中运行；获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，其中，疑似失效状态指自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态；如果判断出感知装置处于疑似失效状态，自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度；获取自主移动设备的估算旋转角度，将估算旋转角度与第一预设角度进行对比，若估算旋转角度与第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令，脱困指令包括：自主移动设备后退第一预设距离；自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。通过获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，然后根据获取的环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，如果判断出感知装置处于疑似失效状态，进一步检测自主移动设备是否陷入困境，如果检测出自主移动设备陷入困境，则控制自主移动设备执行相应的脱困指令，从而实现了实时检测自主移动设备的感知装置是否处于疑似失效状态，根据检测结果及时调整自主移动设备的运行状态，以使自主移动设备及时摆脱困境的技术效果，进而解决了现有的带视觉摄像头和/或测距装置的自主移动设备在视觉摄像头或测距装置是否失效尚不明确的情况下无法使自主移动设备摆脱困境的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a是根据本发明实施例的一种自主移动设备的脱困方法的流程图；

图1b是根据本发明实施例的自主移动设备脱困方法中沿曲线运动的具体流程图；

图1c是根据本发明实施例的自主移动设备脱困方法中沿曲线运动的具体流程图；

图1d是根据本发明实施例的自主移动设备脱困方法中沿折线运动的具体流程图；

图2a是根据本发明实施例的一种控制自主移动设备脱困的示意图；

图2b是根据本发明实施例的一种控制自主移动设备脱困的示意图；

图2c是根据本发明实施例的一种控制自主移动设备脱困的示意图；

图2d是根据本发明实施例的一种控制自主移动设备脱困的示意图；

图2e是根据本发明实施例的一种控制自主移动设备脱困的示意图；

图2f是根据本发明实施例的一种控制自主移动设备脱困的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种自主移动设备的脱困方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的一种自主移动设备的脱困方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的一种自主移动设备的脱困方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的一种自主移动设备的控制装置的结构图；

图7示出了一种清洁机器人的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。

根据本发明实施例，提供了一种自主移动设备的脱困方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1a是根据本发明实施例的一种自主移动设备的脱困方法的流程图，如图1a所示，该方法包括如下步骤：

步骤S110，自主移动设备在工作环境中运行；获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据。

本发明的自主移动设备可以是清洁机器人(例如智能扫地机、智能擦地机、擦窗机器人)、陪伴型移动机器人(例如智能电子宠物、保姆机器人)、服务型移动机器人(例如酒店、旅馆、会晤场所的接待机器人)、工业巡检智能设备(例如电力巡检机器人、智能叉车等)、安防机器人(例如家用或商用智能警卫机器人)等以轮组或履带作为驱动单元的二维平面移动机器人。

上述感知装置可以是：图像采集设备(比如视觉摄像头等)，和/或测距装置(比如激光雷达、TOF(time of flight)传感器、超声测距仪或深度相机)；感知装置不同，判断感知装置是否处于疑似失效状态的方法也可能不同；所述疑似失效状态指所述自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态。具体的判断感知装置是否处于疑似失效状态的方法会在后面进行详细介绍。

根据本发明的一个可选的实施例，执行步骤S110时可以由自主移动设备自带的控制单元获取所述感知装置采集的环境数据，也可以由与自主移动设备通过网络/蓝牙相连的计算机/服务器/CPU(比如FPGA、DSP等)远程获取所述感知装置采集的环境数据。

自主移动设备在运行过程中，可以按一定频率(比如20Hz)或间隔一定时间(比如每隔50ms)或在满足触发条件时(比如触发条件可以是：码盘检测到轮组的两个轮子发生的位移不一致，或码盘或陀螺仪检测并计算发现自主移动设备的速度和/或角度发生变化等)获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据。

步骤S120，依据感知装置采集的环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，如果判断出感知装置处于疑似失效状态，则执行步骤S130；否则执行上述步骤S110。

对于自主移动设备而言，由于其带有诸多传感器，在其运行过程中，当在其附近存在障碍物时，通常会收到其自身的各类传感器的通知信息。比如若自主移动设备正面碰撞到障碍物，则其前部的碰撞传感器会被触发并将碰撞信息通知自主移动设备；若自主移动设备前方出现向下的陡崖(比如向下的楼梯)，安装在其前部下侧用以检测地面的悬崖传感器(比如红外对管或TOF传感器等)会检测到地面陡降的陡崖并通知自主移动设备；若自主移动设备的侧面在设定距离内存在障碍物，则其侧面的接近传感器(比如红外对管或TOF传感器)会检测到该障碍物；若自主移动设备被抱起使其轮组离开地面，设置在其轮组上的轮降传感器会感知到其被抱起并将该信息通知自主移动设备。但由于自主移动设备上的传感器种类和数量有限，在一些特殊情况下仍可能无法检测到特定的障碍物或障碍空间，这些无法被上述常用传感器(比如上述的碰撞传感器、接近传感器、悬崖传感器、轮降传感器等)检测到的障碍物或障碍空间在本发明中被统称为“困境”。

一方面，陷入所述困境的自主移动设备没有收到传感器的通知信息，在自身已身陷困境时仍继续按正常模式运行，最终可能会导致电力耗尽、建立的地图与实际地图严重不符、或进入死循环无法完成既定任务等意外结果，而自主移动设备受传感器性能所限又无法自动脱出上述困境。比如，装有图像采集设备(比如视觉摄像头)作为感知装置的自主移动设备，利用视觉摄像头获取图像，并从图像中提取特征信息，并结合码盘上里程计提供的里程、陀螺仪提供的角速度、角度、以及加速度计提供的加速度、速度等运动参数，通过视觉地同时定位与建图算法(Visual Simultaneous Localization and Mapping，VSLAM)进行定位导航及建图。但若该自主移动设备运行到床底的黑暗空间内(因此无法借助视觉摄像头确定自身位置)；或者，该自主移动设备的视觉摄像头虽发生故障，但仍能提供图像，而图像上缺少用以定位建图的特征信息；或者，所述视觉摄像头虽未出故障，但外部光线太强或太暗，超出视觉摄像头拍摄图像并从中可获取特征信息的设定范围，也会导致视觉摄像头获取的图像中缺少用于定位建图的特征信息。这些情况下，视觉摄像头可能已失效，而自主移动设备未收到视觉摄像头故障的通知信息，因此自主移动设备并不知道视觉摄像头失效；若遇到上述视觉摄像头疑似失效情况的同时，自主移动设备的轮组在该地面的地毯上空转或恰巧被此处地面上的电线缠绕，导致轮组打滑(即轮组旋转但自主移动设备在原地而无实际位移)，则这种情况即为上述困境的情况，使得自主移动设备根据感知装置、码盘提供的里程数据以及其它传感器的反馈信息仍不能明确知道自身是否已发生异常，仍继续按原模式运行。

再比如，装有测距装置(比如激光雷达、深度相机等)作为感知装置的自主移动设备，通过测距装置采集距离信息，从而获取自主移动设备与周围环境中的障碍物之间的距离；但若测距装置检测到与周围障碍物之间的距离无变化，而轮组仍在转动，则可能是因为轮组原地打滑导致自主移动设备没有实际位移，导致自主移动设备根据感知装置、码盘提供的里程数据以及其它传感器的信息仍不能明确判断自身是否陷入困境，则此时测距装置可能已失效。

另一方面，即使通过多个传感器(比如由码盘、陀螺仪、加速度计等航位推算传感器提供的位移、速度、角速度等参数，与本发明中所述感知装置提供的图像特征点和/或距离数据相结合)进行综合判断，也无法百分之百确定自主移动设备是仍在正常运行还是已陷入困境，这是因为有一些正常的运行状态得到的传感器信息与在上述困境下得到的传感器反馈信息是相同的，使得正常运行状态与陷入困境的状态发生混淆，难以分辨。比如，若感知装置是视觉摄像头，如果视觉摄像头没有故障，环境光线也在视觉摄像头的测量范围内，只是因为周围环境比较简单，特征信息比较少(比如大面积的白墙而且无其它障碍物)，那么拍摄到的图像中能被提取的特征信息必然少，但这种正常状态下的图像就与环境光线太亮或太暗导致的困境下得到的图像在表象上非常相似；因此，从图像中的特征信息以及各传感器的信息进行综合判断仍然无法分辨此时自主移动设备是处于正常运行还是陷入困境。再比如，若感知装置是激光雷达等测距装置，如果此时自主移动设备正平行于一段很长的走廊的延伸方向运行，且走廊侧壁及顶部的特征很简单或非常类似(比如在长走廊延伸方向上，其侧壁及顶部均为样式、图案、形状相同的墙壁)，因此自主移动设备在该长走廊中运行过程中其激光雷达测得的其与周围障碍物的距离都是相同的，基于激光雷达测得的距离结合航位推算传感器得到的运动参数仍无法确定此时激光雷达是否出现故障，这就与激光雷达出现故障时在表象上很类似。由于这些正常运行状态与陷入困境的状态难以分辨，会使自主移动设备不知道自己是否已身陷困境，则本发明将自主移动设备无法分辨视觉摄像头和/或测距装置是否失效的上述状态称为“疑似失效状态”。所述“疑似失效状态”是指自主移动设备通过自身传感器的反馈信息难以分辨自身是否陷入困境的状态。

本发明的各实施例对自主移动设备出现上述难以分辨的“疑似失效状态”的表象因而不清楚自身是否陷入困境的技术问题提出了解决方案，无论自主移动设备的视觉摄像头和/或测距装置是否真正失效，通过本发明的实施例均可使自主移动设备识别自身是否陷入困境，并在自主移动设备陷入困境时提高其脱困的成功率。

本发明所述的“失效”既包括由于感知装置本身原因导致的失效(比如感知装置自身故障等)，也包括外界环境导致的感知装置暂时失效(比如环境光线太强或太弱超出视觉摄像头的工作范围，或环境光线的干扰导致测距装置接收不到或识别不出测距反射光线等)。

步骤S130，自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度。

步骤S140，检测所述自主移动设备的估算旋转角度。

由于自主移动设备的传感器检测得到(包括由测量值推算得到，比如由陀螺仪检测得到的角速度再经过积分得到需要的旋转角度)的旋转角度往往不同于实际旋转角度，而是与实际旋转角度有或多或少的偏差，因此检测得到(包括由检测值推算)的自主移动设备的旋转角度实际上是估算旋转角度，而这个估算旋转角度的准确度虽不及实际旋转角度，但也足以用于后续步骤的对比以及判断了。

步骤S150，将所述自主移动设备的估算旋转角度与所述第一预设角度进行对比，若二者的差值(所述差值为绝对值)超过设定的第一预设阈值，则执行步骤S160；否则，则执行上述步骤S110。

事实上，步骤S130至步骤S150提供了一种困境检测方法，即在步骤S120执行完成并判断出感知装置处于疑似失效状态后，自主移动设备以自身为中心旋转预设角度(例如旋转90°)，然后检测自主移动设备的估算旋转角度(比如估算旋转角度为80°)，如果估算旋转的角度和预设角度的差值的绝对值(此例中为10°)超过一定的阈值(即第一预设阈值，比如5°)，则可以确定自主移动设备陷入“困境”。此时，需要控制自主移动设备执行脱困指令，以摆脱“困境”。

步骤S160，执行脱困指令，所述脱困指令包括：

步骤S1601，自主移动设备后退第一预设距离；

步骤S1602，自主移动设备沿曲线运动，或折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

可选地，控制自主移动设备后退第一预设距离包括后退设定时间所经过的距离。

根据本申请的一个可选的实施例，执行步骤S1602时，通过以下步骤控制自主移动设备沿曲线运动，如图1b所示：S1，控制自主移动设备的轮组一边向前运动一边沿第二旋转方向旋转第一设定角度；S2，当自主移动设备自身的旋转角度已达到第一设定角度时，判断自主移动设备此时所处的位置；S3，将自主移动设备此时所处的位置与自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置进行对比；若自主移动设备此时所处的位置绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，执行步骤S1或S4(流程图1b中以虚线表示)；S4，控制自主移动设备的轮组一边向前运动一边沿第一旋转方向旋转第二设定角度；S5，当自主移动设备自身的旋转角度已达到第二设定角度时，判断自主移动设备此时所处的位置；S6，将自主移动设备此时所处位置与自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置进行对比；若自主移动设备此时所处位置绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，重复执行上述步骤S1至S3或步骤S4至S6(流程图1b中以虚线表示)，直至自主移动设备此时所处位置绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置；第一旋转方向与第二旋转方向相同或不同；第一设定角度与第二设定角度相同或不同。

在本申请的另一个可选的实施例中，步骤S1601执行完成之后，如图1c所示，还需要执行步骤S0，自主移动设备以后退第一预设距离后的方向为初始方向，沿第一旋转方向原地旋转第二预设角度。

根据本申请的另一个可选的实施例，执行步骤S1602时，如图1d所示，通过以下步骤控制自主移动设备沿折线运动：S1’，所述自主移动设备沿第一旋转方向原地旋转第三设定角度；S2’，所述自主移动设备从当前位置以当前方向直线运动第一目标距离；S3’，当所述自主移动设备的运动距离已达到所述第一目标距离时，判断所述自主移动设备此时所处的位置；S4’，将所述自主移动设备此时所处的位置与所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置进行对比；若所述自主移动设备此时所处的位置绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，执行步骤S1’或S5’(在流程图1d中以虚线表示)；S5’，控制所述自主移动设备沿第二旋转方向原地旋转第四设定角度；S6’，所述自主移动设备从当前位置以当前方向直线运动第二目标距离；S7’，将所述自主移动设备此时所处的位置与所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置进行对比；若所述自主移动设备此时所处的位置绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，重复执行上述步骤S1’至S4’或步骤S5’至S7’(在流程图1d中以虚线表示)，直至所述自主移动设备此时所处位置绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置；所述第一旋转方向与所述第二旋转方向相同或不同；所述第三设定角度与所述第四设定角度相同或不同；所述第一目标距离与所述第二目标距离相同或不同。

以下结合附图对本发明技术方案进行详细介绍：所述自主移动设备沿曲线运动，如图2a至图2e所示；自主移动设备沿折线运动，如图2f所示。由图可见，自主移动设备沿曲线或折线运动的方式可以有多种方式。

图2a是根据本发明实施例的一种控制自主移动设备执行脱困指令的示意图。

本发明一个实施例如图2a所示，当自主移动设备运动到地点A处，通过其感知装置发现自身可能处于疑似被困住的状态(对于自主移动设备而言，则称为“疑似失效状态”，即自主移动设备的感知装置疑似失效的状态；比如自主移动设备在漆黑的床底运行很长时间，但既没有收到碰撞传感器或接近传感器等的困境信息反馈(对于碰撞传感器，困境信息可以是碰撞传感器被触发；对于接近传感器，困境信息可以是其检测到设定距离范围内有障碍物)，也没有接收到运动单元和/或航位推算传感器的报错(比如通过马达的电流和/或电压发现轮组不转动，或码盘检测到自主移动设备没有在运动，或轮组虽然在转动但与码盘、陀螺仪或加速度计测的参数相矛盾))，如图2a所示，此时按照步骤130以自身为中心旋转第一预设角度(比如90°)，然后获得估算旋转角度(比如通过陀螺仪等传感器得到角速度等运动参数再经过比如积分等运算得到旋转角度)，并将所述估算旋转角度与所述第一预设角度进行对比，若所述估算旋转角度与所述第一预设角度的差值(本发明此处的差值是指绝对值)大于第一预设阈值，则执行脱困指令。所述第一预设阈值比如可以设置为5°，比如自主移动设备命令以自身为中心旋转了第一预设角度90°，但测量得到的估算旋转角度为0°(即运动单元可能由于被垫起或卡住而使自主移动设备未能发生旋转运动)，则其差值为90°-0°＝90°，大于第一预设阈值5°，则地点A为疑似困境点(即为自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置)，执行脱困指令；或者，测量得到的估算旋转角度为45°(即自主移动设备可能因为打滑而未能按控制指令要求旋转到位，此处也属于上述的疑似困境点)，则其差值为90°-45°＝45°，也大于第一预设阈值5°，则也会执行脱困指令。反之，若所述第一预设阈值设置为5°，若自主移动设备命令以自身为中心旋转了第一预设角度90°，而测量得到的估算旋转角度为87°，则其差值为90°-87°＝3°，小于第一预设阈值5°，则此时测量的估算旋转角度与第一预设阈值的差值可能是由于陀螺仪误差造成的，可以认为该差值在误差范围内，则不执行脱困指令。所述第一预设阈值的设定不能太小，比如0.1°，因为需要考虑陀螺仪、加速度计等传感器自身的累计误差引起的影响，避免误判被困。所述第一预设阈值的设定也不能太大，比如50°，这也可能引起误判；比如命令自主移动设备旋转的第一预设角度为45°，而自主移动设备没有旋转，则所述估算旋转角度与所述第一预设角度的差值为45°，小于设定的第一预设阈值50°，使自主移动设备认为没有发生被困，但实际上自主移动设备无法转动，应判定为陷入被困状态。由此可见，第一预设阈值的设定需要根据传感器性能、自主移动设备设定的旋转的第一预设角度等因素综合设定。优选地，第一预设阈值的范围在5°至30°之间，误判比较少。

另外，所述第一预设阈值也可以不是一个固定值，而是与第一预设角度有关的数值，比如与第一预设角度成正比。例如，设定第一预设阈值为第一预设角度的10％，则如上例情况，当第一预设角度为90°时，第一预设阈值为90°×10％＝9°，若测量此时的估算旋转角度为85°，则90°-85°＝5°，小于上述第一预设阈值9°，不执行脱困指令；相反，若测量此时的估算旋转角度为10°，则90°-10°＝80°，大于上述第一预设阈值9°，则执行脱困指令。此时，优选地，会对第一预设角度设置最低值，比如第一预设角度必须大于15°，从而保证第一预设阈值足够大，足以大于陀螺仪、加速度计等传感器的累积误差。

如图2a所示，可以是自主移动设备以后退第一预设距离后的当前方向为初始方向(在图2a中，即垂直向上的方向)，先沿第一旋转方向(本实施例中比如可以是顺时针方向)原地旋转第二预设角度θ(比如85°)，然后控制其轮组一边向前运动一边沿第二旋转方向(本实施例中比如可以是逆时针方向)(一边向前运动一边旋转必然会走出一段弧线，在本实施例中该弧线是以固定点O点为圆心的圆弧，但在其它实施例中未必是以某一固定点为圆心的圆弧)旋转某个设定角度(可以称为第一设定角度，比如为80°)，此处的旋转某个设定角度是自主移动设备相对于自身的旋转，与自主移动设备的向前运动无关；当通过陀螺仪计算得到的角度值显示自主移动设备自身的旋转角度已达到了控制指令要求的80°，假设此时自主移动设备已到达图2a中的C点，此时判断该C点坐标位置(C点坐标位置比如可以通过多个航位推算传感器和/或运动单元计算得到)与A点的相对位置关系，若发现C点位置已绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点(即自主移动设备由图2a所示的A点下方的初始位置通过上述弧线运动绕过A点而到达A点的上方的C点)，则认为自主移动设备成功规避了自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点，然后进行后续的正常运行。对该实施例及该图的详细说明详见下面与图2b相应部分的详细介绍，此处暂且略过。

如图2c所示的实施例中，自主移动设备以后退第一预设距离后的当前方向为初始方向，先沿第一旋转方向(本实施例中比如可以是顺时针方向)原地旋转第二预设角度θ(比如85°)，然后控制其轮组一边向前运动一边沿第二旋转方向(本实施例中比如可以是逆时针方向)旋转某个设定角度(可以称为第一设定角度，比如为175°)(一边向前运动一边旋转必然会走出一段弧线，但该弧线不一定是以某个固定点为圆心的圆弧)，此处的旋转某个设定角度是自主移动设备相对于自身的旋转，与自主移动设备的向前运动无关；当通过陀螺仪计算得到的角度值显示自主移动设备自身的旋转角度已达到了控制指令要求的175°，假设自主移动设备此时已到达E1点，判断该E1点坐标位置(E1点坐标位置比如可以通过多个航位推算传感器和/或运动单元计算得到)与A点的相对位置关系；若发现E1点并未绕过A点(即自主移动设备所在的E1点如图2c所示，仍处于自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点的下方，没有超越A点朝向自主移动设备的初始位置的一侧)，则再指示其轮组一边向前运动一边沿第一旋转方向旋转某个设定角度(可以称为第二设定角度，在此例中，比如为180°，不同于第一设定角度；但在其它实施例中，第二设定角度也可以等于第一设定角度；下同)，假设当自主移动设备按指令旋转180°后到达C点，此时判断该C点坐标位置(C点坐标位置比如可以通过多个航位推算传感器和/或运动单元计算得到)与A点的位置关系，若判断此时的C点位置已绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点(即自主移动设备由图2c所示的A点下方的初始位置绕过A点而到达A点的上方的C点)，则认为自主移动设备成功规避了自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点，然后进行后续的正常运行。

如图2d所示的实施例，自主移动设备以后退后的当前方向为初始方向，先沿第一旋转方向(比如顺时针方向)原地旋转第二预设角度θ(比如85°)，然后控制其轮组一边向前运动一边沿第二旋转方向(比如逆时针方向)旋转某个设定角度(可以称为第一设定角度，比如为175°)，当通过比如陀螺仪计算得到的角度值显示自主移动设备自身的旋转角度已达到控制指令设定的175°，假设自主移动设备此时已到达E1点，判断该E1点坐标位置与A点的相对位置关系；若发现自主移动设备此时的位置E1点并未绕过A点，则再指示其轮组一边向前运动一边沿第一旋转方向旋转某个设定角度(可以称为第二设定角度，在此例中比如为180°)，自主移动设备此时到达E2点，判断E2点坐标位置与A点的相对位置关系；若发现E2点坐标位置仍未绕过A点(如图2d所示，E2点在A点的下方，未绕过A点而到达A点的上方)，则继续指示自主移动设备的轮组一边向前运动一边沿第二旋转方向旋转某个设定角度(比如180°，可以称为第一设定角度。需要注意的是，此处的第一设定角度与上一重复循环步骤的第一设定角度175°可以不同。本发明中，为了表述及总结的方便，同一个术语“第一设定角度”或“第二设定角度”或“第三设定角度”或“第四设定角度”或“第一目标距离”或“第二目标距离”，在不同的重复循环步骤中可以不同，比如在B点的第一设定角度与在E2点的第一设定角度由于属于不同且独立的重复循环步骤(均属于上述步骤S1至S3的重复循环步骤)，因此虽然都称为“第一设定角度”，但其数值可以不同，且该不同也不会造成对技术方案的误解或混淆，也不会造成该发明技术方案的自相矛盾，而且使表述更加简洁方便。下同)，假设自主移动设备此时到达C点，则判断该C点坐标位置与A点的相对位置关系，若发现C点位置已绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点(即自主移动设备由图2d所示的A点下方绕过A点而到达A点的上方的C点)，则认为自主移动设备成功规避了自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点，然后进行后续的正常运行。

如图2e所示的实施例，自主移动设备在后退第一预设距离后不原地旋转，而是保持此时的方向，在此方向上直接控制其轮组一边向前运动一边沿第二旋转方向(本例中为逆时针方向)旋转设定角度(比如90°)，当通过陀螺仪计算得到的角度值显示自主移动设备自身的旋转已达到90°，假设自主移动设备此时到达E1点，判断该E1点坐标位置与A点的相对位置关系；若发现E1点并未绕过A点，则再指示其轮组一边向前运动一边沿第一旋转方向(本例中为顺时针方向)旋转某个设定角度(比如180°)，假设自主移动设备此时到达C点，判断该C点坐标位置与A点的相对位置关系，若发现C点位置已绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点(即自主移动设备由图2e所示的A点下方绕过A点而到达A点的上方的C点)，则认为自主移动设备成功规避了自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点。

自主移动设备沿折线运动的一个实施例可参见图2f，自主移动设备以后退后的当前方向为初始方向，先沿第一旋转方向(比如顺时针方向)原地旋转第三设定角度θ’(比如85°)，然后自主移动设备控制其轮组向前直线运动第一目标距离，当通过比如码盘或光流检测到的位移量已达到指令设定的第一目标距离时，假设自主移动设备此时到达了E1点，判断该E1点坐标位置与A点的相对位置关系；若发现E1点并未绕过A点，则指示其轮组沿第二旋转方向(比如逆时针方向)原地旋转第四设定角度(比如135°)，然后控制其轮组向前直线运动第二目标距离，当通过比如码盘或光流检测到的位移量已达到控制指令设定的该第二目标距离时，假设自主移动设备此时到达了E2点，再次判断E2点坐标位置与A点的相对位置关系；若发现E2点坐标位置仍未绕过A点(如图2f所示，E2点在A点的下方，未绕过A点而到达A点的上方)，则此时指示其轮组沿第一旋转方向(比如顺时针方向)原地旋转某个设定角度(比如60°，为表述简洁，在该循环步骤中仍称为第三设定角度，但与前一循环步骤的第三设定角度可相同或不同，比如在此例中为60°，不同于上一循环中的85°)，然后控制其轮组向前直线运动某个目标距离(为表述简洁，在该循环步骤中仍称为第一目标距离，但与前一循环步骤的第一目标距离可相同或不同)，当通过比如码盘或光流检测到的位移量已达到控制指令设定的该目标距离时，假设自主移动设备此时到达了E3点，判断E3点坐标位置与A点的相对位置关系；如图2f所示，若发现E3点位置已绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置A点(即自主移动设备由图2f所示的A点下方绕过A点而到达A点的上方的E3点)，则可以认为自主移动设备此时成功规避了位置A点。可选地，此时还可以继续控制自主移动设备的轮组沿第一旋转方向(比如顺时针方向)原地旋转某个设定角度(比如90°，为便于表述，对应于旋转方向，此处的设定角度可以称为第三设定角度，但该第三设定角度可以与之前的循环步骤中的第三设定角度相同或不同)，然后控制其轮组向前直线运动某个目标距离(为表述简洁，在该循环步骤中仍称为第一目标距离，但与前一循环步骤的第一目标距离可相同或不同)，使其到达如图2f所示的线段BA延长线的上部，即延长线段BA与自主移动设备的当前轨迹相交的C点，使其保持原运行方向。

由上述实施例可见，自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，是很灵活的。其中的各角度、各距离，既可以是设定的固定值，也可以依据具体之前的旋转角度、移动距离根据算式得到的计算值，还可以是随机值。比如，还可以基于公式r＝v/ω，并设定线速度v和角速度ω，控制自主移动设备移动的圆弧(在图2a中为弧线BC)对应的圆的半径r(在图2a中即OB距离)大于其后退的第一预设距离l1，从而保证半径为r的圆对应的圆弧足够大，从而能够使得自主移动设备在运行过足够大的角度或足够大的距离(圆弧)后能够绕过其感知装置处于疑似失效状态的位置A点。

上述的自主移动设备沿曲线运动、以及沿折线运动，可以混合使用。

通过上述步骤，自主移动设备基于其感知装置采集的环境数据自动判断感知装置是否处于疑似失效状态，并在确定感知装置处于疑似失效状态时能够自动脱困。

在本发明的一个可选的实施例中，感知装置包括图像采集设备(比如视觉摄像头)；则执行步骤S110可以具体为：自主移动设备在工作环境中运行；获取图像采集设备采集的图像。

执行步骤S120时，依据感知装置采集的环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，包括如下至少之一方法：

第一种方法，如果从采集的图像中提取的图像特征的数量小于预设数量，和/或不合格图像的比例大于不合格图像预设比例，则确定图像采集设备处于疑似失效状态。

在上文中阐述“疑似失效状态”的定义时提到，视觉摄像头处于“疑似失效状态”的原因之一为：视觉摄像头虽发生故障，但仍能提供图像，而图像上缺少用以定位建图的特征信息。因此，在判断视觉摄像头是否处于疑似失效状态时可以从视觉摄像头采集的图像中提取图像特征(即图像中代表物体的特征点)，如果提取的图像特征的数量小于预设数量(比如图像中提取的特征点的数量小于SLAM算法中要求的识别环境物体的特征点的最低数量，此时无法基于采集的图像识别环境物体，也就无法通过视觉SLAM算法消除航位推算传感器产生的累积误差)，可以确定视觉摄像头处于疑似失效状态。

所述不合格图像的比例，是指在某个时间段内采集的不合格图像的数量与该段时间内采集的图像总数量之比。例如以300ms的时间间隔采集并处理一张图像，设定时间段为6s，则从当前时间向前最近的6s时间内可以采集并处理20张图像中，如果这20张图像中不符合上面“如果从采集的图像中提取的图像特征的数量小于预设数量”标准的图像数量(可以称为不合格图像)有19张(当然也可以是根据本领域技术人员在上述判断方式的启发下想到的其它判断图像是否合格的方式，比如根据提取的图像特征数量与该图像的所有像素的比例等)，那么不合格图像的比例就达到19/20，即95％，若不合格图像的预设比例设置为90％，那么这种情况下不合格图像的比例大于不合格图像的预设比例，因此就判断为图像采集设备处于疑似失效状态。在有的实施例中，不合格图像的预设比例可以设置为0，也就是说，我们算法中设置了在这6s内的所有20张图像都不合格时才会确定图像采集设备处于疑似失效状态。当然也可以改变时间段，比如不是6s而是1分钟或3s。当然本领域技术人员根据上述实施例也可以很容易想到用合格图像的比例小于合格图像预设比例的方式判断图像采集设备是否处于疑似失效状态，此处不再赘述。

第二种方法，在采集的图像进行去噪处理之后，如果同一图像内的最亮像素点与最暗像素点之间的图像对比度低于预设对比度，则确定图像采集设备处于疑似失效状态。

上文中还提到视觉摄像头处于“疑似失效状态”的另一个原因为：所述视觉摄像头虽未出故障，但外部光线太强或太暗，超出视觉摄像头所拍摄图像中的特征信息的可识别范围，也会导致图像中缺少用于定位建图的特征信息而使得图像不可用，从而可能使视觉摄像头处于疑似失效状态。针对这个原因，在判断视觉摄像头是否处于疑似失效状态时，可以在对被采集的图像进行去噪处理之后，获取同一图像内的最亮像素点与最暗像素点之间的图像对比度，如果该图像对比度低于预设对比度，也就是说，图像中的可识别的特征信息太少，则确定图像采集设备处于疑似失效状态。

第三种方法，如果在采集的多个图像中都提取到同一个图像特征(对应于环境中的同一物体(比如某个特定桌子的某个特定的角)的特征，可以是从不同角度和/或不同距离拍摄的该同一物体的特征点)，且按所述图像被获取的时间顺序排列多个图像形成图像序列，如果在图像序列中提取的同一个图像特征的运动轨迹与自主移动设备的航位推算传感器和/或运动单元的预估运动状态不符，则确定图像采集设备处于疑似失效状态。所述预估运动状态是指基于各航位推算传感器和/或运动单元获取的参数根据SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法计算得到的运动状态(比如包括位姿、速度、角速度等运动参数的运动状态)；预估运动状态与实际运动状态非常接近，但由于传感器的误差、算法可能引入的误差以及航位推算传感器自身不可避免的累积误差，预估运动状态与实际运动状态可能存在一定的偏差。但预估运动状态仍可以作为实际运动状态的很好的近似。

在本发明的另一个可选的实施例中，还可以通过对比视觉摄像头拍摄的多张图像，如果多张图像上的特征点没有变化(即所述特征点对应于环境中的物体没有变化，且图像中的特征点的数量、图像中分别代表多个物体的多个特征点在图像中的相对位置关系均没有变化)，而自主移动设备的IMU、码盘及轮组运行正常，也可以确定视觉摄像头处于疑似失效状态。码盘也称轮编码器，是用于测量自主移动设备的位移的数字编码器，所谓编码器即是将某种物理量转换为数字格式的装置，可采用电接触、磁效应、电容效应和光电转换等机理，形成各种类型的编码器。它具有分辨能力强、测量精度高和工作可靠等优点。码盘主要包括两种类型，光栅式和光流式(类似于用于检测光电鼠标运动方向和位移的光流传感器)。

需要说明的是，上述航位推算传感器可以包括IMU(惯性测量单元)、码盘；而IMU可以包括陀螺仪、加速度计。运动单元可以是轮组。

在本发明的一个可选的实施例中，感知装置包括测距装置(比如激光雷达)；则执行步骤S110可以具体为：自主移动设备在工作环境中运行；获取测距装置采集的距离信息，距离信息包括自主移动设备与障碍物之间的距离。

在本发明的一些可选的实施例中，步骤S120还可以通过以下两种方法判断测距装置是否处于疑似失效状态：

第一种方法，如果自主移动设备的航位推算传感器提供的数据指示自主移动设备的轮组正常运行，但测距装置采集的距离信息在第一预设时长内没有发生变化，或发生的变化量在预设阈值范围内，则确定测距装置处于疑似失效状态；

上文中阐述测距装置处于疑似失效状态的一个原因是：测距装置检测到与周围障碍物之间的距离无变化或变化量很小，而轮组仍在转动，则可能是因为轮组原地打滑导致自主移动设备没有实际位移，导致自主移动设备根据感知装置、码盘提供的里程数据以及其它传感器的信息仍不能明确判断自身是否陷入困境，则此时测距装置可能已失效。基于这个原因，在判断测距装置是否处于疑似失效状态时，可以采用上一段所述的第一种方法进行判断。

第二种方法，如果测距装置在第二预设时长内没有接收到可识别的光线，则确定测距装置处于疑似失效状态。如果测距装置长时间内没有接收到可识别的光线，也可以确定测距装置处于疑似失效状态。

根据本发明的一个可选的实施例，在执行步骤S160的“执行脱困指令”之前，还需要检测感知装置持续处于疑似失效状态的持续时间，并将疑似失效状态的持续时间与第三预设时长进行比对；若感知装置处于疑似失效状态的持续时间超过第三预设时长，则执行步骤S160的执行脱困指令。

在本发明的一种可选的实施例中，步骤S1602可以通过以下方法实现：以第二预设距离为半径、以预设位置为圆心确定目标轨迹圆弧，预设位置位于自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置的前方区域；自主移动设备沿目标轨迹圆弧移动第三预设距离或自主移动设备沿目标轨迹圆弧移动过以第二预设角度为弦切角的角度。

在本实施例中，如图2a所示，所述脱困指令包括：自主移动设备后退第一预设距离l1至地点B(所述第一预设距离l1可以是具体的距离值，比如0.5米；或者也可以是自主移动设备或其某个部件的尺寸的设定比例值，比如若自主移动设备是左右对称结构，将其后部中间至其前部中间的距离定义为纵向尺寸，则所述第一预设距离可以是所述纵向尺寸的2倍，若所述纵向尺寸为0.4米，则依据上述比例得到的所述第一预设距离即为0.8米)，然后以预设位置点O为圆心(所述预设位置点O位于所述自主移动设备的当前位置的前方区域；所述自主移动设备此时的当前位置在图2a中即点B，点B的前方区域在图2a中是指B点上方的区域)，以第二预设距离OB(OB大于所述第一预设距离l1即AB两点间距离)为半径确定出一段目标轨迹圆弧BC。所述自主移动设备沿所述目标轨迹圆弧BC移动第三预设距离由B点移动到C点(在本实施例中，所述第三预设距离为圆弧距离；但不排除在其它实施例中以直线或折线或非圆的其它弧线方式移动)，从而摆脱了如图2a所示的疑似困境点A；或者如图2b所示，自主移动设备沿所述目标轨迹圆弧BC移动过以第二预设角度θ2为弦切角的角度(具体做法可以参考如下方法：由图2b中过点B的法线BD绕点B向逆时针方向旋转第二预设角度θ2的弦切角，过点B沿所述第二预设角度θ2作直线，并找到该直线与目标轨迹圆相交的点C，然后自主移动设备再沿目标轨迹圆弧移动到由上述方法确定的点C)。θ2可以等于θ，也可以不等于θ。

由上述步骤以及对目标轨迹圆弧的设定，并使自主移动设备沿目标轨迹圆弧在离开疑似困境点A一定距离的点B处以距所述疑似困境点A更远的距离和更大的角度运行，能够提高自主移动设备绕开疑似困境点A的可能性。

在本发明的其它实施例中，所述脱困指令在自主移动设备后退第一预设距离l1至地点B之后，还包括：自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

图3是根据本发明实施例的另一种自主移动设备的脱困方法的流程图，如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤S302，自主移动设备在工作环境中运行；获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，其中，疑似失效状态指自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态。

步骤S304，如果判断出感知装置处于疑似失效状态，自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度。

步骤S306，获取自主移动设备的估算旋转角度，将估算旋转角度与第一预设角度进行对比，若估算旋转角度与第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令，脱困指令包括：自主移动设备后退第一预设距离；自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

需要说明的是，图3所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

图4是根据本发明实施例的另一种自主移动设备的脱困方法的流程图，如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤S410，自主移动设备在工作环境中运行；获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据。

步骤S420，根据自主移动设备的感知装置采集的环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，如果判断出感知装置处于疑似失效状态，则执行步骤S430；否则执行上述步骤S410。

步骤S430，检测感知装置处于疑似失效状态的持续时间，并将疑似失效状态的持续时间与第三预设时长进行比对，若所述感知装置处于疑似失效状态的持续时间超过所述第三预设时长，执行步骤S440，否则执行步骤S410。

步骤S440，自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度。

步骤S450，检测所述自主移动设备的估算旋转角度。

步骤S460，将所述自主移动设备的估算旋转角度与所述第一预设角度进行对比，若的差值(所述差值为绝对值)超过设定的第一预设阈值，则执行步骤S470；否则，则执行上述步骤S410。

步骤S470，执行脱困指令，所述脱困指令包括：

步骤S4701，自主移动设备后退第一预设距离；

步骤S4702，自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

图5是根据本发明实施例的另一种自主移动设备的脱困方法的流程图，如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤S510，自主移动设备在工作环境中运行；获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据。

步骤S520，根据自主移动设备的感知装置采集的环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，如果判断出感知装置处于疑似失效状态，则执行步骤S530；否则执行上述步骤S510。

步骤S530，自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度。

步骤S540，检测所述自主移动设备的估算旋转角度。

步骤S550，将所述自主移动设备的估算旋转角度与所述第一预设角度进行对比，若二者的差值(所述差值为绝对值)超过设定的第一预设阈值，则执行步骤S560；否则，则执行上述步骤S510。

步骤S560，检测所述感知装置处于疑似失效状态的持续时间，并将所述疑似失效状态的持续时间与第三预设时长进行比对，若所述感知装置处于疑似失效状态的持续时间超过所述第三预设时长，则执行步骤S570，否则，执行步骤S510。

步骤S570，执行脱困指令，所述脱困指令包括：

步骤S5701，自主移动设备后退第一预设距离；

步骤S5702，自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

图4和图5所示的自主移动设备的脱困方法相对于图1所示的自主移动设备的脱困方法的区别在于，引入判断自动移动设备的感知装置处于疑似失效状态的时长是否超过预设时长(第三预设时长)作为执行脱困指令的一个触发条件，需要说明的是，该步骤可以在执行疑似失效状态检测指令(自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度,检测所述自主移动设备的估算旋转角度,将所述自主移动设备的估算旋转角度与所述第一预设角度进行对比)之前执行，也可以在疑似失效状态检测指令之后执行，不做限制。

此外，图4和图5所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

图6是根据本发明实施例的一种自主移动设备的控制装置的结构图，如图6所示，该装置包括：

运行单元60，用于驱动自主移动设备在工作环境中运行；

判断模块62，用于获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，其中，疑似失效状态指自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态；

第一控制模块64，在判断出感知装置处于疑似失效状态的情况下，用于控制自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度；

第二控制模块66，用于获取自主移动设备的估算旋转角度，将估算旋转角度与第一预设角度进行对比，若估算旋转角度与第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令，脱困指令包括：自主移动设备后退第一预设距离；自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

需要说明的是，图6所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

图7示出了一种清洁机器人的示意图，如图7所示，该清洁机器人包括：清洁模块710、运动模块720及处理模块730。

运动模块720连接处理模块730，用于在处理模块730的控制下驱动清洁机器人移动。

处理模块730用于执行上述的自主移动设备的脱困方法。

清洁模块710用于清洁运动模块720移动过的地面的表面。

上述清洁机器人还包括：通信模块740、定位模块750及感知装置760。

定位模块750用于采集位置数据，感知装置760可以是用于采集图像数据的图像采集设备，或者是用于测量自主移动设备与周围物体距离的测距装置。具体的，定位模块750可以为里程计、惯性测量单元IMU中的一个或多个。当然，具体实施时，为了准确实现清洁机器人的定位，还可在清洁机器人上设置超声波传感器。

通信模块740用于通过无线网络与用户终端连接，将所述区域环境地图发送至用户终端显示；并将接收自所述用户终端的用户设置的清洁机器人的位姿发送给处理模块730。

处理模块730还用于对用户设置的清洁机器人的位姿进行修正，得到所述清洁机器人在所述区域环境地图中的位姿。

可选地，上述清洁机器人还包括：显示模块770及输入模块780。

显示模块770用于显示所述区域环境地图；

输入模块780用于接收用户根据所述区域环境地图设置的清洁机器人的位姿；

本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，该非易失性计算机存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时控制该非易失性计算机所在的设备执行以上的自主移动设备的脱困方法。

存储介质用于存储执行以下功能的程序：自主移动设备在工作环境中运行；获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，其中，疑似失效状态指自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态；如果判断出感知装置处于疑似失效状态，自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度；获取自主移动设备的估算旋转角度，将估算旋转角度与第一预设角度进行对比，若估算旋转角度与第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令，脱困指令包括：自主移动设备后退第一预设距离；自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

本发明实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行以上的自主移动设备的脱困方法。

处理器用于运行执行以下功能的程序：自主移动设备在工作环境中运行；获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据环境数据判断感知装置是否处于疑似失效状态，其中，疑似失效状态指自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态；如果判断出感知装置处于疑似失效状态，自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度；获取自主移动设备的估算旋转角度，将估算旋转角度与第一预设角度进行对比，若估算旋转角度与第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令，脱困指令包括：自主移动设备后退第一预设距离；自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过自主移动设备发现感知装置处于疑似失效状态的位置。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述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，在本发明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。

所述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，本发明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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种自主移动设备的脱困方法，其特征在于，包括：

自主移动设备在工作环境中运行；

获取所述自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据所述环境数据判断所述感知装置是否处于疑似失效状态，其中，所述疑似失效状态指所述自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态；

如果判断出所述感知装置处于所述疑似失效状态，所述自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度；

获取所述自主移动设备的估算旋转角度，将所述估算旋转角度与所述第一预设角度进行对比，若所述估算旋转角度与所述第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令，所述脱困指令包括：

所述自主移动设备后退第一预设距离；

所述自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于疑似失效状态的位置；

其中，

所述感知装置包括：图像采集设备；

依据所述环境数据判断所述感知装置是否处于疑似失效状态，包括：

根据所述图像采集设备采集的图像判断所述图像采集设备是否处于疑似失效状态；或

所述感知装置包括：测距装置；

依据所述环境数据判断所述感知装置是否处于疑似失效状态，包括：

根据所述测距装置采集的距离信息判断所述测距装置是否处于疑似失效状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，包括：

获取所述图像采集设备采集的图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，包括：获取所述测距装置采集的距离信息，所述距离信息包括所述自主移动设备与障碍物之间的距离。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，依据所述环境数据判断所述感知装置是否处于疑似失效状态，包括如下至少之一：

如果从采集的所述图像中提取的图像特征的数量小于预设数量，和/或不合格图像的比例大于不合格图像预设比例，则确定所述图像采集设备处于所述疑似失效状态；

在采集的所述图像进行去噪处理之后，如果同一图像内的最亮像素点与最暗像素点之间的图像对比度低于预设对比度，则确定所述图像采集设备处于所述疑似失效状态；

如果在采集的多个所述图像中都提取到同一个图像特征，且按所述图像被获取的时间顺序排列多个所述图像形成图像序列，如果在所述图像序列中提取的所述同一个图像特征的运动轨迹与所述自主移动设备的航位推算传感器和/或运动单元的预估运动状态不符，则确定所述图像采集设备处于所述疑似失效状态。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，依据所述环境数据判断所述感知装置是否处于疑似失效状态，包括如下至少之一：

如果所述自主移动设备的航位推算传感器提供的数据指示所述自主移动设备的轮组正常运行，但所述测距装置采集的所述距离信息在第一预设时长内没有发生变化，或发生的变化在预设阈值范围内，则确定所述测距装置处于所述疑似失效状态；

如果所述测距装置在第二预设时长内没有接收到可识别的光线，则确定所述测距装置处于所述疑似失效状态。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在判断出所述感知装置处于所述疑似失效状态之后，检测所述感知装置处于疑似失效状态的持续时间，并将所述疑似失效状态的持续时间与第三预设时长进行比对；

若所述感知装置处于疑似失效状态的持续时间超过所述第三预设时长，且所述估算旋转角度与所述第一预设角度的差值大于所述第一预设阈值，则执行所述脱困指令。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自主移动设备沿曲线运动，包括：

S1，控制所述自主移动设备的轮组一边向前运动一边沿第二旋转方向旋转第一设定角度；

S2，当所述自主移动设备自身的旋转角度已达到所述第一设定角度时，判断所述自主移动设备此时所处的位置；

S3，将所述自主移动设备此时所处的位置与所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置进行对比；若所述自主移动设备此时所处的位置绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，执行步骤S1或S4；

S4，控制所述自主移动设备的轮组一边向前运动一边沿第一旋转方向旋转第二设定角度；

S5，当所述自主移动设备自身的旋转角度已达到所述第二设定角度时，判断所述自主移动设备此时所处的位置；

S6，将所述自主移动设备此时所处位置与所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置进行对比；若所述自主移动设备此时所处位置绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置，则正常运行；

否则，重复执行上述步骤S1至S3或步骤S4至S6，直至所述自主移动设备此时所处位置绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置；所述第一旋转方向与所述第二旋转方向相同或不同；所述第一设定角度与所述第二设定角度相同或不同。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述自主移动设备后退第一预设距离之后，所述方法还包括：

S0，所述自主移动设备以后退所述第一预设距离后的方向为初始方向，沿所述第一旋转方向原地旋转第二预设角度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述自主移动设备沿曲线运动，还包括：

以第二预设距离为半径、以预设位置为圆心确定目标轨迹圆弧，所述预设位置位于所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置的前方区域；

所述自主移动设备沿所述目标轨迹圆弧移动第三预设距离或所述自主移动设备沿所述目标轨迹圆弧移动过以所述第二预设角度为弦切角的角度。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自主移动设备沿折线运动，包括：

S1’，所述自主移动设备沿第一旋转方向原地旋转第三设定角度；

S2’，所述自主移动设备从当前位置以当前方向直线运动第一目标距离；

S3’，当所述自主移动设备的运动距离已达到所述第一目标距离时，判断所述自主移动设备此时所处的位置；

S4’，将所述自主移动设备此时所处的位置与所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置进行对比；若所述自主移动设备此时所处的位置绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置，则正常运行；否则，执行步骤S1’或S5’；

S5’，控制所述自主移动设备沿第二旋转方向原地旋转第四设定角度；

S6’，所述自主移动设备从当前位置以当前方向直线运动第二目标距离；

S7’，将所述自主移动设备此时所处的位置与所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置进行对比；若所述自主移动设备此时所处的位置绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置，则正常运行；

否则，重复执行上述步骤S1’至S4’或步骤S5’至S7’，直至所述自主移动设备此时所处位置绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于所述疑似失效状态的位置；所述第一旋转方向与所述第二旋转方向相同或不同；所述第三设定角度与所述第四设定角度相同或不同；所述第一目标距离与所述第二目标距离相同或不同。

11.一种自主移动设备的脱困装置，其特征在于，包括：

运行单元，用于驱动自主移动设备在工作环境中运行；

判断模块，用于获取自主移动设备的感知装置采集的环境数据，并依据所述环境数据判断所述感知装置是否处于疑似失效状态，其中，所述疑似失效状态指所述自主移动设备通过自身的感知装置的反馈信息无法判断自身是否处于困境的状态；

所述感知装置包括：图像采集设备；

所述判断模块，还用于根据所述图像采集设备采集的图像判断所述图像采集设备是否处于疑似失效状态；或

所述感知装置包括：测距装置；

所述判断模块，还用于根据所述测距装置采集的距离信息判断所述测距装置是否处于疑似失效状态；

第一控制模块，在判断出所述感知装置处于疑似失效状态的情况下，用于控制所述自主移动设备以自身为中心旋转第一预设角度；

第二控制模块，用于获取所述自主移动设备的估算旋转角度，将所述估算旋转角度与所述第一预设角度进行对比，若所述估算旋转角度与所述第一预设角度的差值大于第一预设阈值，则执行脱困指令，所述脱困指令包括：

所述自主移动设备后退第一预设距离；

所述自主移动设备沿曲线运动，或沿折线运动，以绕过所述自主移动设备发现所述感知装置处于疑似失效状态的位置。

12.一种非易失性计算机存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时控制所述非易失性计算机存储介质所在的设备执行权利要求1至10中任意一项所述的自主移动设备的脱困方法。