CN114355887A - 机器人窄道通行方法、装置、机器人及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人窄道通行方法、装置、机器人及存储介质，机器人窄道通行方法包括：当机器人退出窄道时，检测所述机器人是否发生打滑；若所述机器人未发生打滑，则获取所述机器人的目标检测装置采集的第一检测数据，并根据所述第一检测数据走出所述窄道；或，若发生打滑，则规划参考路径，并根据所述参考路径走出所述窄道。本发明提高了机器人退出窄道的成功率。

Description

机器人窄道通行方法、装置、机器人及存储介质

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人窄道通行方法、装置、机器人及存储介质。

背景技术

目前，机器人在运行至窄道末端时，若发现运行前方不能通行，且由于窄道很窄不能转向出来时，机器人会后退运行，以退出窄道，但由于窄道的环境较复杂，如窄道时弯曲的，或者机器人身后有障碍物档住，很容易导致机器人在后退出窄道时被困住，无法退出窄道。因此如何提高机器人退出窄道的成功率成为了目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机器人窄道通行方法、装置、机器人及存储介质，旨在解决如何提高机器人退出窄道的成功率的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种机器人窄道通行方法，包括以下步骤：

当机器人退出窄道时，检测所述机器人是否发生打滑；

若所述机器人未发生打滑，则获取所述机器人的目标检测装置采集的第一检测数据，并根据所述第一检测数据走出所述窄道；或，

若发生打滑，则规划参考路径，并根据所述参考路径走出所述窄道。

可选地，根据所述第一检测数据走出所述窄道的步骤，包括：

根据所述第一检测数据确定窄道中的退出目标点；

根据所述退出目标点控制所述机器人后退，以走出所述窄道。

可选地，所述方法还包括：

根据所述第一检测数据判断所述机器人在窄道中是否可以转向；

若可以转向，则控制所述机器人进行转向；

若所述机器人成功转向至目标角度，则沿边走出所述窄道；

若不可以转向，或，所述机器人在转向过程中碰撞到障碍物，未成功转向至所述目标角度，则跳转至所述根据所述退出目标点控制所述机器人后退的步骤。

可选地，根据所述第一检测数据确定所述窄道中的退出目标点的步骤，包括：

获取所述第一检测数据中预设区域的点云数据；对所述点云数据进行排序，以获取点云序列；

计算所述点云序列的第一参考向量；

根据所述第一参考向量构建第一参考线；

基于所述第一参考线计算所述窄道中的退出目标点。

可选地，根据所述第一参考向量构建第一参考线的步骤，包括：

确定所述点云序列中的任意点和除所述任意点之外的其它点，计算各所述其它点和所述任意点之间的第一差值；

若所述任意点满足预设条件，则根据所述任意点和所述第一参考向量构建第一参考线；所述预设条件为所述任意点对应的各所述第一差值的向量角算子均不等于预设的目标向量角算子。

可选地，基于所述第一参考线计算所述窄道中的退出目标点的步骤，包括：

获取所述点云数据中预设点在所述第一参考线上的第一投影点；

根据所述第一投影点和所述预设点确定参考点；

判断所述参考点和所述机器人的历史路径之间的偏差值是否大于预设偏差值；

若是，则将所述历史路径的历史路径点作为所述窄道中的退出目标点；若否，则将所述参考点作为所述退出目标点。

可选地，根据所述目标退出点控制所述机器人后退的步骤，包括：

根据所述参考点和所述第一参考向量确定机器人的角速度和加速度；

根据所述角速度和所述加速度控制所述机器人朝向所述退出目标点后退。

可选地，规划参考路径的步骤，包括：

将所述机器人的当前姿态调整为所述机器人打滑前的历史姿态；

基于所述机器人的历史路径规划参考路径。

可选地，基于所述机器人的历史路径规划参考路径的步骤，包括：

获取机器人打滑前的位置坐标点；

确定所述机器人的历史路径中的历史路径点，并根据各所述历史路径点构建第二参考线；根据各所述历史路径点确定第二参考向量；

确定所述位置坐标点在所述第二参考线上的第二投影点；

根据所述第二投影点和预设路径偏移量确定参考起点；

根据所述参考起点和所述第二参考向量确定预设长度的参考路径。

可选地，根据所述参考路径走出所述窄道的步骤，包括：

检测所述机器人基于所述参考路径行进第一距离后是否继续发生打滑；

若继续发生打滑，则根据预设路径偏移量对所述参考路径进行更新，以获取新参考路径；

基于所述新参考路径执行所述根据所述参考路径走出所述窄道的步骤。

可选地，根据预设路径偏移量对所述参考路径进行更新的步骤，包括：

根据所述第二投影点和预设路径偏移量确定新参考起点；

根据新参考起点和所述第二参考向量确定预设长度的新参考路径。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种机器人窄道通行装置，包括：

检测模块，用于当机器人退出窄道时，检测所述机器人是否发生打滑；

第一退出模块，用于若所述机器人未发生打滑，则获取所述机器人后方的目标检测装置采集的第一检测数据，并根据所述第一检测数据走出所述窄道；或，

第二退出模块，用于若发生打滑，则规划参考路径，并根据所述参考路径走出所述窄道。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种机器人，机器人包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的机器人窄道通行程序，机器人窄道通行程序被处理器执行时实现如上述的机器人窄道通行方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，存储介质上存储有机器人窄道通行程序，机器人窄道通行程序被处理器执行时实现如上述的机器人窄道通行方法的步骤。

本发明通过在机器人退出窄道时，若机器人未发生打滑，表明机器人后面没有遇到障碍物，则会根据机器人采集的第一检测走出窄道，从而使得机器人后方没有障碍物时，可以正常退出窄道，而不会被窄道困住，提高了机器人退出窄道的成功率；并且在机器人发生打滑，表明机器人后面有障碍物，规划参考路径，再根据参考路径退出窄道，从而避免了机器人在退出窄道时，后方出现障碍物无法退出窄道的现象发生，提高了机器人退出窄道的成功率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种固件升级方法的应用场景的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种清洁机器人的立体示意图；

图3是本申请实施例提供的清洁机器人的另一结构示意图；

图4是本申请实施例提供的基站的另一结构示意图；

图5为本发明机器人窄道通行方法第一实施例的流程示意图；

图6为本发明机器人窄道通行装置的装置模块示意图；

图7为本发明机器人窄道通行方法中检测打滑的流程示意图；

图8为本发明机器人窄道通行方法中未打滑时的流程示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供了一种窄道通行方法的应用场景，参见图1，该应用场景包括清洁机器人100和基站200。该清洁机器人100用于对待清洁空间的地面进行自动清洁，基站200为配合清洁机器人100使用的清洁设备，用于对清洁机器人100进行充电或者对清洁机器人100的清洁件进行清洗。该清洁机器人100上设有清洁件和驱动装置，驱动装置用于驱动清洁机器人100，清洁件用于对待清洁空间的地面进行自动清洁。清洁件可以为拖地模块或者扫地模块，该拖地模块用于对地面进行拖地清洁，拖地模块可以为拖擦件，拖擦件可以为抹布。该扫地模块用于对地面进行扫地清洁，且该扫地模块可以为边刷。

图2为本申请实施例提供的清洁机器人100的立体示意图。图3是图1所示清洁机器人100的另一结构示意图。

如图2至图3所示，清洁机器人100包括机器人主体101、驱动电机102、传感器单元103、处理器104、电池105、行走单元106、存储器107、通信单元108、机器人交互单元109、清洁件1101、和充电部件111等。

机器人主体101可以为圆形结构、方形结构等。在本申请实施例中，以机器人主体101为D字形结构为例进行说明。如图2所示，机器人主体101前部为倒圆角的矩形结构，后部为半圆形结构。在本申请实施例中，机器人主体101为左右对称结构。

清洁件用于对地面进行清洁，清洁件的数量可以为一个或多个。清洁件设置在机器人主体101的底部，具体为机器人主体101的底部靠前的位置。在机器人主体101内部设有驱动电机102，在机器人主体101的底部伸出两个转轴，清洁件套接在转轴上。驱动电机102可带动转轴旋转，从而转轴带动清洁件旋转。

处理器104设置在机器人主体101内部，处理器104用于控制清洁机器人100执行具体的操作。该处理器104例如可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、或微处理器(Microprocessor)等。如图3所示，处理器104与电池105、存储器107、驱动电机102、行走单元106、传感器单元103、以及机器人交互单元109等部件电连接，以对这些部件进行控制。

电池105设置在机器人主体101内部，电池105用于为清洁机器人100提供电力。

机器人主体101上还设有充电部件111，该充电部件111用于从外部设备获取电力，从而向清洁机器人100的电池105进行充电。

存储器107设置在机器人主体101上，存储器107上存储有程序，该程序被处理器104执行时实现相应的操作。存储器107还用于存储供清洁机器人100使用的参数。其中，存储器107包括但不限于磁盘存储器、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光学存储器等。

通信单元108设置在机器人主体101上，通信单元108用于让清洁机器人100和外部设备进行通信，通信单元108包括但不限于无线保真(WIreless-Fidelity，WI-FI)通信模块1081和短距离通信模块1082等。清洁机器人100可以通过WI-FI通信模块1081连接WI-FI路由器，从而与终端进行通信。清洁机器人100通过短距离通信模块1082与基站进行通信。其中，基站为配合清洁机器人100使用的清洁设备。

在机器人主体101上设置的传感器单元103包括各种类型的传感器，例如激光雷达1031、碰撞传感器1032、距离传感器1033、跌落传感器1034、计数器1035、和陀螺仪1036等，跌落传感器1034可包括悬崖传感器，距离传感器1033可包括沿边传感器。

机器人交互单元109设置在机器人主体101上，用户可通过机器人交互单元109和清洁机器人100进行交互。机器人交互单元109例如包括开关按钮1091、和扬声器1092等部件。用户可通过按压开关按钮1091，控制清洁机器人100启动工作或停止工作。清洁机器人100可通过扬声器1092向用户播放提示音。

应该理解，本申请实施例描述的清洁机器人100只是一个具体示例，并不对本申请实施例的清洁机器人100构成具体限定，本申请实施例的清洁机器人100还可以为其它的具体实现方式。例如，在其它的实现方式中，清洁机器人100可以比图2所示的清洁机器人100有更多或更少的部件。再如清洁机器人100可以为扫拖一体机器人，即该清洁机器人100的底部设有拖擦件、边刷、和吸风口，从而该清洁机器人100可以对地面同时进行拖地和扫地。

本申请实施例还提供了一种基站200，基站200用于和清洁机器人100配合使用，例如，基站200可以向清洁机器人100进行充电、基站200可以向清洁机器人100提供停靠位置等。在清洁机器人100为拖地机器人时，基站200还可以清洗拖地机器人1002的拖擦件1101。其中，拖擦件1101用于对地面进行拖地清洁。

图4为图1所示基站200的一结构示意图。

参阅图4，本申请实施例的基站200包括控制器206、通信单元207、存储器208、水泵209和基站交互单元210等。

控制器206设置在基站主体内部，控制器206用于控制基站200执行具体的操作。控制器206例如可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、或微处理器(Microprocessor)等。其中，控制器206与通信单元207、存储器208、水泵209和基站交互单元210电连接。

存储器208设置在基站主体上，存储器208上存储有程序，该程序被控制器206执行时实现相应的操作。存储器208还用于存储供基站200使用的参数。其中，存储器208包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等。

水泵209设置在基站主体内部，具体来说，水泵209有两个，一个水泵209用于控制清水箱向清洗槽203提供清洁用水，另一个水泵209用于将清洗拖擦件1101后的脏污水收集到污水箱中。

通信单元207设置在基站主体上，通信单元207用于和外部设备进行通信，通信单元207包括但不限于无线保真(WIreless-Fidelity，WI-FI)通信模块2071和短距离通信模块2072等。基站200可以通过WI-FI通信模块2071连接WI-FI路由器，从而与终端进行通信。基站200可通过短距离通信模块2072与清洁机器人100进行通信。

基站交互单元210用于和用户进行交互。基站交互单元210例如包括显示屏2101和控制按钮2102，显示屏2101和控制按钮2102设置在基站主体上，显示屏2101用于向用户展示信息，控制按钮2102用于供用户进行按压操作，以控制基站200的开机或停机等。

基站主体上还设有供电部件，而清洁机器人100上设有充电部件111，当清洁机器人100停靠在基站200上的预设停靠位置后，清洁机器人100的充电部件111和基站200的供电部件接触，从而基站200向清洁机器人100进行充电。其中，基站200的电能可来源于市电。

参照图5，本发明提供一种机器人窄道通行方法，在机器人窄道通行方法的第一实施例中，机器人窄道通行方法包括以下步骤：

步骤S10，当机器人退出窄道时，检测所述机器人是否发生打滑；

在本实施例中，窄道包括长条平整窄道、长条不平整窄道、弯曲窄道和后方有障碍物窄道等。

一般来说，机器人上设置的激光雷达可以检测到四周一定范围内的障碍物，但难以检测到较近范围内的后方障碍物，因此，可以通过机器人是否打滑，判断机器人后方是否存在障碍物。

具体地，机器人在检测到前方窄道宽度不足以通过，两边有障碍物不能转向，可后退出窄道，或者，机器人在检测到生成的导航路径在机器人后方，且窄道宽度比较小不能转向时，机器人可跟随路径向后退。在机器人退出窄道时，可检测机器人是否发生打滑，根据检测的结果执行不同的操作。例如，如图7所示，在机器人开始退出窄道时，检测机器人是否发生打滑，若是，则确定存在后方不可见障碍物；若否，则表明不存在后方不可见障碍物，其中，后方不可见障碍物是指机器人上的激光雷达检测不到的障碍物。

步骤S20，若所述机器人未发生打滑，则获取所述机器人的目标检测装置采集的第一检测数据，并根据所述第一检测数据走出所述窄道；

当经过判断发现机器人未发生打滑，表明不存在后方不可见障碍物，则获取机器人中的目标检测装置采集到的第一检测数据，如激光雷达数据(根据机器人上的激光雷达获取的机器人周边环境的数据)，机器人会根据第一检测数据沿着窄道后退。

例如，如图8所示，在机器人开始退出窄道，且未发生打滑时，会使用机器人获取到的点云数据(其中，点云数据是在一个三维坐标系统中的一组向量的集合)来计算参考线，并根据参考线计算目标点，根据点云数据P控制机器人行进后退；再根据激光雷达数据，检测机器人是否可以转向，若否，则继续执行根据参考线计算目标点，根据点云数据P控制机器人行进后退的步骤。若是，则控制机器人转向；若机器人碰到障碍物，未达到目标角度，则继续执行根据参考线计算目标点，根据点云数据P控制机器人行进后退的步骤。若转向成功，且达到目标角度，则机器人回到普通沿边模式。

机器人在根据激光雷达数据退出障碍物时，需要计算机器人的行进路径，然后根据行进路径走出窄道。行进路径的计算可以是先确定机器人后方的检测区域，并确定该检测区域内的点云集合P，P＝{P_L，P_R}。其中，机器人坐标系的原点为机器人中心，机器人坐标系的x轴为机器人前方，机器人坐标系的y轴为机器人右边，P_L为y大于零的点云数据的集合，表示机器人后方左侧存在障碍物；P_R为y小于零的点云数据的集合，表示机器人后方右侧障碍物。再对P_L和P_R中的点p1，...，pn按照x坐标的大小进行排序，得到一个点云序列a＝{p1，p2，...，pn}，再根据点云序列a计算参考向量。即对点云序列中的所有点云数据中每一点云数据都按照以下方式进行计算：先计算点云序列中前一个点云数据和后一个点云数据的差值，计算所有点云数据对应的差值的和值，将此和值作为参考向量；然后根据求向量角的算子angle()，在点云集合中找到一个点pk，使得对每一个除pk之外的点pi，都满足angle(pi-pk)＞angle(V_k)或angle(pi-pk)＜angle(V_k)；再选择距离机器人坐标系原点较近的一个退出目标点作为参考点。

可以设置一条经过参考点，方向和参考向量相同的直线，并将此直线作为参考线。然后再根据参考线计算退出目标点。即可以坐标系的负x上取一点k＝(d，0)，其中，d例如可以设置为-0.2。然后再设置点k在参考线上的投影点。确定投影点对应的参考点，再检测投影点对应的参考点与历史路径(即机器人进入窄道的路径)的偏差，若偏差大于某一定值，则以历史路径中的历史路径点作为退出目标点。若偏差小于或等于某一定值，则将投影点对应的参考点作为退出目标点。并根据退出目标点来构建机器人的行进路径。再控制机器人根据行进路径走出目标窄道。

步骤S30，若发生打滑，则规划参考路径，并根据所述参考路径走出所述窄道。

当经过判断发现机器人发生打滑，则确定机器人后方存在(不可见)障碍物，此时机器人需要避开后方障碍物才能走出窄道。即机器人在检测到打滑后，会调整姿态至打滑前，并根据历史路径(即机器人进入窄道的路径)规划参考路径，再根据参考路径走出窄道。并在机器人根据参考路径走出窄道时，检测是否在一段距离内发生打滑。若是，则在参考路径的基础上加一个偏移量，得到新的参考路径，机器人根据新的参考路径后退，直至机器人不打滑，且走出窄道。若多次添加偏移量后，依然发生打滑，则确定机器人走出窄道失败。并且本实施例中，对于弯曲的弯道和后方有障碍物的窄道，机器人可以后走出窄道，避免了机器人走出窄道时被困。其中，机器人走出窄道的方式可以是前进、后退等。

例如，在检测到打滑(说明后方有障碍物)时，对机器人的姿态进行调整，即调整姿态至打滑前，然后再使用打滑前姿态和历史路径规划参考路径，并根据参考路径后退，确定一定距离内是否打滑，若是，则在参考路径基础上加一个偏移量得到新的参考路径，并跟随新的参考路径后退，直至退出窄道。若更新参考路径的次数大于一个阈值，则确定机器人后退失败。

在本实施例中，通过在机器人退出窄道时，若机器人未发生打滑，则会根据机器人采集的第一检测数据走出窄道，从而使得机器人可以正常退出窄道，而不会被窄道困住，提高了机器人退出窄道的成功率。并且在机器人发生打滑，会规划参考路径，再根据参考路径退出窄道，从而避免了机器人在退出窄道时，后方出现障碍物无法退出窄道的现象发生，提高了机器人退出窄道的成功率。

进一步地，基于上述本发明的第一实施例，提出本发明机器人窄道通行方法的第二实施例，在本实施例中，上述实施例步骤S20，根据所述第一检测数据走出所述窄道的步骤的细化，包括：

步骤a，根据所述第一检测数据确定窄道中的退出目标点；

在本实施例中，若机器人未发生打滑，且获取到第一检测数据，如激光雷达数据后，然后就可以直接确定窄道中的退出目标点，即可以根据第一检测数据构建点云数据，并将点云数据中满足一定条件的点作为退出目标点。而一定条件可以是机器人可以正常走出窄道。

步骤b，根据所述退出目标点控制所述机器人后退，以走出所述窄道。

并在确定退出目标点后，就可以直接控制机器人后退，以便机器人走出窄道。

在本实施例中，通过根据第一检测数据确定退出目标点后，就控制机器人走出窄道，从而保障了机器人能顺利走出窄道。

进一步地，在机器人退出窄道时，还可以采用如下步骤进行。

步骤c，根据所述第一检测数据判断所述机器人在窄道中是否可以转向；

步骤d，若可以转向，则控制所述机器人进行转向；若所述机器人成功转向至目标角度，则沿边走出所述窄道；

在本实施例中，当机器人的目标检测装置采集到第一检测数据后，可以根据该第一检测数据确定机器人在窄道中是否可以转向。例如可以根据第一检测数据确定窄道宽度，并确定机器人自身的尺寸，根据机器人自身的尺寸和窄道宽度确定机器人在窄道中是否可以转向。或者根据第一检测数据确定窄道中是否存在障碍物，若存在障碍物，则确定该障碍物是否影响机器人的转向操作，若影响，则确定机器人在窄道中不可以转向，若不影响，则确定机器人在窄道中可以转向。

当经过判断发现机器人在窄道中可以转向时，可以直接控制机器人进行转向，并在检测到机器人成功转向至目标角度(提前设置的固定角度)后，控制机器人沿边走出该窄道。或者在另一场景中，当检测到机器人成功转向至目标角度，且在转向过程中未碰撞到障碍物，则可以根据机器人的目标检测装置最新检测到的第一检测数据确定退出目标点，并控制机器人根据退出目标点走出窄道。

步骤e，若不可以转向，或所述机器人在转向过程中碰撞到障碍物，未成功转向至所述目标角度，则跳转至所述根据所述退出目标点控制所述机器人后退的步骤。

当经过判断发现机器人在窄道中不可以转向时，或者检测到机器人在转向过程中有碰撞到障碍物，未成功转向至目标角度时，则可以跳转至根据退出目标点控制机器人后退的步骤，直至机器人走出窄道。

在本实施例中，在确定机器人可以转向时，控制机器人转向至目标角度，并沿边走出窄道，在不可以转向时，根据退出目标点控制机器人后退，从而保障了机器人能顺利走出窄道。

具体地，根据所述第一检测数据确定所述窄道中的退出目标点的步骤，包括：

步骤a1，获取所述第一检测数据中预设区域的点云数据；对所述点云数据进行排序，以获取点云序列；

在本实施例中，在确定退出目标点时，可以根据第一检测数据确定预设区域的点云数据，需要说明的是，该预设区域为机器人后方(包含后方左侧和后方右侧)用户提前设置的任意范围的区域。然后再对获取到的机器人的后方左侧的点云数据按照x坐标(即横坐标)的大小进行排序，得到后方左侧的点云序列。并且会对机器人的后方右侧的点云数据按照x坐标的大小进行排序，得到后方右侧的点云序列。

步骤a2，计算所述点云序列的第一参考向量；根据所述第一参考向量构建参考线，基于所述第一参考线计算所述窄道中的退出目标点。

再对后方左侧的点云数据和后方右侧的点云数据都进行相同的操作，即计算点云序列的第一参考向量，也就是先计算点云序列中前一个点云数据和后一个点云数据的差值，并计算所有点云数据(包括后方左侧的点云数据和后方右侧的点云数据)对应的差值的和值，将此和值作为第一参考向量。再选择距离坐标系中原点较近的一个目标点作为参考点。此时就可以设置一条经过参考点，方向和第一参考向量相同的直线，并将此直线作为参考线。并在参考线中确定窄道中的退出目标点。

在本实施例中，根据第一检测数据构建点云数据，并进行排序得到点云序列，根据点云序列的第一参考向量构建参考线，根据参考线计算退出目标点，从而保障了获取到的退出目标点的准确性。

具体地，根据所述第一参考向量构建参考线的步骤，包括：

步骤a21，确定所述点云序列中的任意点和除所述任意点之外的其它点，计算各所述其它点和所述任意点之间的第一差值；

步骤a22，若所述任意点满足预设条件，则根据所述任意点和所述第一参考向量构建第一参考线；所述预设条件为所述任意点对应的各所述第一差值的向量角算子均不等于预设的目标向量角算子。

在本实施例中，在构建参考线时，可以在确定点云序列后，先随机在点云序列中选择一个点作为任意点，并将点云序列中除任意点之外的其它所有的点作为其它点，然后针对每个其它点都计算一个操作，即计算其它点和任意点之间的差值(即第一差值)。再检测第一差值是否满足预设条件，若满足预设条件，则可以直接根据任意点和第一参考向量构建第一参考线，并且第一参考线是一条经过任意点，方向为第一参考向量对应方向上的一条直线。其中，预设条件可以是任意点对应的各个第一差值的向量角算子均不等于预设的目标向量角算子。例如，若点云序列中的任意点为pk，其它点为pi；设angle()为求向量角的算子，则任意点需要满足的预设条件可以是angle(pi-pk)＞angle(Vk)或angle(pi-pk)＜angle(Vk)。其中，angle(Vk)为目标向量角算子。

此外，在另一场景中，若满足预设条件的任意点的数量为两个以上时，可以选取距离机器人中心最近的最近任意点，并根据最近任意点和第一参考向量构建第一参考线。即第一参考线经过最近任意点，且方向为第一参考向量对应的方向。

在本实施例中，通过计算点云序列中其它点和任意点之间的第一差值，并在任意点满足预设条件时，构建第一参考线，从而保障了构建的第一参考线的有效性。

具体地，基于所述第一参考线计算所述窄道中的退出目标点的步骤，包括：

步骤a23，获取所述点云数据中预设点在所述第一参考线上的第一投影点；

步骤a24，根据所述第一投影点和所述预设点确定参考点；

步骤a25，判断所述参考点和所述机器人中的历史路径点之间的偏差值是否大于预设偏差值；

在本实施例中，计算退出目标点时，需要先在各个点云数据中选择一个预设点，如坐标系的负x上取一点k＝(d，0)，其中，d可以设置为-0.2。再设置点k在第一参考线上的第一投影点。并确定第一投影点对应的参考点，即可以先设置第一投影点对应的参考点距离参考线的距离参数，再计算点k和第一投影点的向量作差之后各分量的平分和，再计算平分和与距离参数的乘积，并计算乘积和第一投影点的和值，将其作为第一投影点对应的参考点。再检测第一投影点对应的参考点与历史路径(即机器人进入窄道的路径)的偏差，确定第一投影点对应的参考点和机器人中的历史路径点之间的偏差值，并检测偏差值是否大于预设偏差值(用户提前设置的任意偏差值)。并根据不同的检测结果执行不同的操作。其中，历史路径点可以是历史路径中和第一投影点对应的参考点关联的某一个点。

步骤a26，若是，则将所述历史路径的历史路径点作为所述窄道中的退出目标点；若否，则将所述参考点作为所述退出目标点。

当经过判断发现偏差值大于预设偏差值，则直接将历史路径中的历史路径点作为窄道中的退出目标点。若偏差值小于或等于预设偏差值，则将第一投影点对应的参考点作为退出目标点。

在本实施例中，通过确定预设点在第一参考线上的第一投影点，并在确定第一投影点对应的参考点和历史路径点之间的偏差值大于预设偏差值时，将历史路径点作为退出目标点，从而保障了获取到的退出目标点的准确性。

具体地，根据所述目标退出点控制所述机器人后退的步骤，包括：

步骤a27，根据所述参考点和所述第一参考向量确定机器人的角速度和加速度；

步骤a28，根据所述角速度和所述加速度控制所述机器人朝向所述退出目标点后退。

在本实施例中，在确定退出目标点后，并控制机器人后退时，可以先确定机器人的角速度和加速度。在确定角速度时，可以计算第一参考向量的第一算子和参考点对应的负数的第二算子，再计算第一算子和第一算子对应投影点的乘积与第二算子和第二算子对应投影点的乘积之间的和值，并将此和值作为机器人的角速度。计算参考点的范数，根据此参考点对应投影点和范数之间的乘积确定加速度。然后再控制机器人按照角速度和加速度朝向退出目标点后退，直至走出窄道。

在本实施例中，通过根据参考点和第一参考向量计算角速度和加速度，并根据角速度和加速度控制机器人后退，从而保障了机器人能正常的退出窄道。

进一步地，基于上述本发明的第一实施例，提出本发明机器人窄道通行方法的第三实施例，在本实施例中，上述实施例步骤S30，规划参考路径的步骤的细化，包括：

步骤g，将所述机器人的当前姿态调整为所述机器人打滑前的历史姿态，

步骤h，基于所述机器人的历史路径规划参考路径。

在本实施例中，在确定机器人发生打滑后，可以获取机器人在打滑前的姿态(即历史姿态)，并将机器人的当前姿态调整为机器人打滑前的历史姿态。并在历史姿态下确定机器人在当前时刻和打滑前之间的偏移量。或者是用户提前设置一定值，并将此定值作为偏移量。再根据此偏移量规划参考路径。

在本实施例中，通过将机器人的当前姿态调整为历史姿态后，再规划参考路径，从而保障了获取到的参考路径的准确有效性。

具体地，基于所述机器人的历史路径规划参考路径的步骤，包括：

步骤h1，获取机器人打滑前的位置坐标点；

步骤h2，确定所述机器人的历史路径中的历史路径点，并根据各所述历史路径点构建第二参考线；根据各所述历史路径点确定第二参考向量；

步骤h3，确定所述位置坐标点在所述第二参考线上的第二投影点；

步骤h4，根据所述第二投影点和预设路径偏移量确定参考起点；

步骤h5，根据所述参考起点和所述第二参考向量确定预设长度的参考路径。

在本实施例中，在规划参考路径时，还需要先确定机器人在打滑前的位置坐标点，以便根据此位置坐标点来进行参考路径的规划。并且在确定机器人的历史路径，需要确定历史路径中的所有历史路径点，然后再根据各个历史路径点确定第二参考向量，并构建第二参考线，其构建第二参考线的方式和构建第一参考线的方式相同，在此不做阐述。当确定第二参考线后，可以确定机器人在打滑前的位置坐标点在第二参考线上的投影点，并将其作为第二投影点。获取提前设置的路径偏移量，其中，路径偏移量可以是在历史姿态下确定机器人在当前时刻和打滑前之间的偏移量。或者是用户提前设置的定值。再根据第二投影点和预设路径偏移量计算参考起点。并设置一条预设长度的参考路径，该参考路径经过参考起点，且方向为第二参考向量对应的方向。

此外，在另一场景中，根据所述第二投影点和预设路径偏移量确定参考起点的步骤还包括：计算所述第二投影点与所述第二投影点的范数之间的第一比例孩子，计算预设路径偏移量和预设数值之间的第一和值，计算所述第一比例值和所述第一和值之间的第一乘积。

在本实施例中，通过根据机器人的历史路径点构建第二参考线，并确定机器人打滑前的位置坐标点在第二参考线上的第二投影点，以便根据第二投影点确定参考起点，根据参考起点确定参考路径，从而保障了获取到的参考路径的有效性。

具体地，根据所述参考路径走出所述窄道的步骤，包括：

步骤x，检测所述机器人基于所述参考路径行进第一距离后是否继续发生打滑；

在本实施例中，当机器人根据参考路径在窄道中运行时，可以在机器人运行一定距离，如第一距离后，继续检测机器人是否发生打滑，并根据不同的检测结果执行不同的操作。

步骤y，若继续发生打滑，则根据预设路径偏移量对所述参考路径进行更新，以获取新参考路径；

若继续发生打滑，则会在参考路径的基础上添加或减少一个预设路径偏移量，以完成对参考路径的更新，并将更新后的参考路径作为新参考路径。再控制机器人根据新参考路径运行，以退出窄道。若机器人持续发生打滑，则检测路径更新的次数，若次数大于预设次数，则确定机器人无法退出窄道，并输出相应的提示信息。若未发生打滑，则继续控制机器人运行。

在本实施例中，通过在确定机器人基于参考路径运行后，若继续发生打滑，则根据偏移量对参考路径进行更新，得到新参考路径，并根据新参考路径继续执行退出窄道的步骤，从而保障了机器人退出窄道的成功率。

具体地，根据预设路径偏移量对所述参考路径进行更新的步骤，包括：

步骤y1，根据所述第二投影点和预设路径偏移量确定新参考起点；

步骤y2，根据新参考起点和所述第二参考向量确定预设长度的新参考路径。

在本实施例中，在对参考路径进行更新时，可以先确定第二投影点对应的参考起点，并在参考起点的基础上进行一个预设路径偏移量的变化，得到新参考起点，再并设置一条预设长度的新参考路径，该新参考路径经过新参考起点，且方向为第二参考向量对应的方向。

在本实施例中，通过根据第二投影点和预设路径偏移量确定新参考起点，再根据新参考起点确定新参考路径，从而保障了获取到的新参考路径的准确有效性。

此外，参照图6，本发明实施例还提供一种机器人窄道通行装置，包括：

检测模块A10，用于当机器人退出窄道时，检测所述机器人是否发生打滑；

第一退出模块A20，用于若所述机器人未发生打滑，则获取所述机器人后方的目标检测装置采集的第一检测数据，并根据所述第一检测数据走出所述窄道；或，

第二退出模块A30，用于若发生打滑，则规划参考路径，并根据所述参考路径走出所述窄道。

可选地，第一退出模块A20，用于：

根据所述第一检测数据确定窄道中的退出目标点；

根据所述退出目标点控制所述机器人后退，以走出所述窄道。

可选地，第一退出模块A20，用于：

根据所述第一检测数据判断所述机器人在窄道中是否可以转向；

若可以转向，则控制所述机器人进行转向；

若所述机器人成功转向至目标角度，则沿边走出所述窄道；

若不可以转向，或，所述机器人在转向过程中碰撞到障碍物，未成功转向至所述目标角度，则跳转至所述根据所述退出目标点控制所述机器人后退的步骤。

可选地，第一退出模块A20，用于：

获取所述第一检测数据中预设区域的点云数据；对所述点云数据进行排序，以获取点云序列；

计算所述点云序列的第一参考向量；

根据所述第一参考向量构建第一参考线；

基于所述第一参考线计算所述窄道中的退出目标点。

可选地，第一退出模块A20，用于：

确定所述点云序列中的任意点和除所述任意点之外的其它点，计算各所述其它点和所述任意点之间的第一差值；

若所述任意点满足预设条件，则根据所述任意点和所述第一参考向量构建第一参考线；所述预设条件为所述任意点对应的各所述第一差值的向量角算子均不等于预设的目标向量角算子。

可选地，第一退出模块A20，用于：

获取所述点云数据中预设点在所述第一参考线上的第一投影点；

根据所述第一投影点和所述预设点确定参考点；

判断所述参考点和所述机器人的历史路径之间的偏差值是否大于预设偏差值；

若是，则将所述历史路径的历史路径点作为所述窄道中的退出目标点；若否，则将所述参考点作为所述退出目标点。

可选地，第一退出模块A20，用于：

根据所述参考点和所述第一参考向量确定机器人的角速度和加速度；

根据所述角速度和所述加速度控制所述机器人朝向所述退出目标点后退。

可选地，第二退出模块A30，用于：

将所述机器人的当前姿态调整为所述机器人打滑前的历史姿态；

基于所述机器人的历史路径规划参考路径。

可选地，基于所述机器人的历史路径规划参考路径的步骤，包括：

获取机器人打滑前的位置坐标点；

确定所述机器人的历史路径中的历史路径点，并根据各所述历史路径点构建第二参考线；根据各所述历史路径点确定第二参考向量；

确定所述位置坐标点在所述第二参考线上的第二投影点；

根据所述第二投影点和预设路径偏移量确定参考起点；

根据所述参考起点和所述第二参考向量确定预设长度的参考路径。

可选地，第二退出模块A30，用于：

检测所述机器人基于所述参考路径行进第一距离后是否继续发生打滑；

若继续发生打滑，则根据预设路径偏移量对所述参考路径进行更新，以获取新参考路径；

基于所述新参考路径执行所述根据所述参考路径走出所述窄道的步骤。

可选地，第二退出模块A30，用于：

根据所述第二投影点和预设路径偏移量确定新参考起点；

根据新参考起点和所述第二参考向量确定预设长度的新参考路径。

其中，机器人窄道通行装置的各个功能模块实现的步骤可参照本发明机器人窄道通行方法的各个实施例，此处不再赘述。

此外，本发明还提供一种机器人，所述机器人包括：存储器、处理器、通信总线以及存储在所述存储器上的机器人窄道通行程序：

所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器用于执行所述机器人窄道通行程序，以实现上述机器人窄道通行方法各实施例的步骤。

本发明还提供了一种存储介质，存储介质可以为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述一个或者一个以上程序还可被一个或者一个以上的处理器执行以用于实现上述机器人窄道通行方法各实施例的步骤。

本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述机器人窄道通行方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

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。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种机器人窄道通行方法，其特征在于，所述机器人窄道通行方法包括如下步骤：

当机器人退出窄道时，检测所述机器人是否发生打滑；

若所述机器人未发生打滑，则获取所述机器人的目标检测装置采集的第一检测数据，并根据所述第一检测数据走出所述窄道；或，

若发生打滑，则规划参考路径，并根据所述参考路径走出所述窄道。

2.如权利要求1所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述根据所述第一检测数据走出所述窄道的步骤，包括：

根据所述第一检测数据确定窄道中的退出目标点；

根据所述退出目标点控制所述机器人后退，以走出所述窄道。

3.如权利要求2所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述方法，还包括：

根据所述第一检测数据判断所述机器人在窄道中是否可以转向；

若可以转向，则控制所述机器人进行转向；

若所述机器人成功转向至目标角度，则沿边走出所述窄道；

若不可以转向，或，所述机器人在转向过程中碰撞到障碍物，未成功转向至所述目标角度，则跳转至所述根据所述退出目标点控制所述机器人后退的步骤。

4.如权利要求2所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述根据所述第一检测数据确定所述窄道中的退出目标点的步骤，包括：

获取所述第一检测数据中预设区域的点云数据；对所述点云数据进行排序，以获取点云序列；

计算所述点云序列的第一参考向量；

根据所述第一参考向量构建第一参考线；

基于所述第一参考线计算所述窄道中的退出目标点。

5.如权利要求4所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述根据所述第一参考向量构建第一参考线的步骤，包括：

确定所述点云序列中的任意点和除所述任意点之外的其它点，计算各所述其它点和所述任意点之间的第一差值；

若所述任意点满足预设条件，则根据所述任意点和所述第一参考向量构建第一参考线；所述预设条件为所述任意点对应的各所述第一差值的向量角算子均不等于预设的目标向量角算子。

6.如权利要求4所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述基于所述第一参考线计算所述窄道中的退出目标点的步骤，包括：

获取所述点云数据中预设点在所述第一参考线上的第一投影点；

根据所述第一投影点和所述预设点确定参考点；

判断所述参考点和所述机器人的历史路径之间的偏差值是否大于预设偏差值；

若是，则将所述历史路径的历史路径点作为所述窄道中的退出目标点；若否，则将所述参考点作为所述退出目标点。

7.如权利要求6所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述根据所述目标退出点控制所述机器人后退的步骤，包括：

根据所述参考点和所述第一参考向量确定机器人的角速度和加速度；

根据所述角速度和所述加速度控制所述机器人朝向所述退出目标点后退。

8.如权利要求1所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述规划参考路径的步骤，包括：

将所述机器人的当前姿态调整为所述机器人打滑前的历史姿态；

基于所述机器人的历史路径规划参考路径。

9.如权利要求8所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述基于所述机器人的历史路径规划参考路径的步骤，包括：

获取机器人打滑前的位置坐标点；

确定所述机器人的历史路径中的历史路径点，并根据各所述历史路径点构建第二参考线；根据各所述历史路径点确定第二参考向量；

确定所述位置坐标点在所述第二参考线上的第二投影点；

根据所述第二投影点和预设路径偏移量确定参考起点；

根据所述参考起点和所述第二参考向量确定预设长度的参考路径。

10.如权利要求9所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述根据所述参考路径走出所述窄道的步骤，包括：

检测所述机器人基于所述参考路径行进第一距离后是否继续发生打滑；

若继续发生打滑，则根据预设路径偏移量对所述参考路径进行更新，以获取新参考路径；

基于所述新参考路径执行所述根据所述参考路径走出所述窄道的步骤。

11.如权利要求10所述的机器人窄道通行方法，其特征在于，所述根据预设路径偏移量对所述参考路径进行更新的步骤，包括：

根据所述第二投影点和预设路径偏移量确定新参考起点；

根据新参考起点和所述第二参考向量确定预设长度的新参考路径。

12.一种机器人窄道通行装置，其特征在于，所述机器人窄道通行装置包括：

检测模块，用于当机器人退出窄道时，检测所述机器人是否发生打滑；

第一退出模块，用于若所述机器人未发生打滑，则获取所述机器人后方的目标检测装置采集的第一检测数据，并根据所述第一检测数据走出所述窄道；或，

第二退出模块，用于若发生打滑，则规划参考路径，并根据所述参考路径走出所述窄道。

13.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的机器人窄道通行程序，所述机器人窄道通行程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的机器人窄道通行方法的步骤。

14.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有机器人窄道通行程序，所述机器人窄道通行程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的机器人窄道通行方法的步骤。

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