CN114510028A - 地图构建方法、控制方法、机器人及计算机可读存储介质 - Google Patents

地图构建方法、控制方法、机器人及计算机可读存储介质 Download PDF

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CN114510028A
CN114510028A CN202111587150.3A CN202111587150A CN114510028A CN 114510028 A CN114510028 A CN 114510028A CN 202111587150 A CN202111587150 A CN 202111587150A CN 114510028 A CN114510028 A CN 114510028A
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obstacle
obstacles
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董济铭
何林
唐旋来
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Shanghai Keenlon Intelligent Technology Co Ltd
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Shanghai Keenlon Intelligent Technology Co Ltd
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    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device

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Abstract

本发明提供一种障碍物地图的构建方法,包括:在机器人的周边生成第一栅格地图;获取探测范围内的障碍物的信息,并将障碍物的信息标记在第一栅格地图中;根据机器人的移动距离在机器人的周边生成第二栅格地图;获取当前位置探测到的障碍物的信息;根据第一栅格地图的障碍物的信息和机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息,设置第二栅格地图中障碍物的信息。本发明提供了一种障碍物地图的构建方法,将障碍物的信息记录在记忆地图中,并且能够根据机器人的移动距离实时更新记忆地图中的障碍物的信息,为机器人合理规划运动路径提供了依据。

Description

地图构建方法、控制方法、机器人及计算机可读存储介质
技术领域
本发明大致涉及智能设备技术领域,尤其是一种障碍物地图构建方法,一种机器人的避障控制方法,一种机器人以及一种计算机可读存储介质。
背景技术
在一定范围内活动并执行工作的机器人,例如餐厅的送餐机器人、仓库的仓储机器人等为保证安全运行,机器人需要避开环境中的障碍物。对于机器人活动范围内的静态障碍物,例如墙壁、立柱、固定货架等,能够预先记录在全局地图中,但对于动态障碍物或者突然出现的静态障碍物,例如餐厅中临时放置在机器人运动路线上的桌椅等,无法实时记录并更新障碍物地图,这种情况下需要利用机器人的探测装置对机器人的周边环境进行探测,并识别出障碍物。
目前采用的技术方案是在机器人移动过程中,当障碍物出现在机器人的视野中后,利用机器人的探测装置进行探测,并在确定为障碍物后,控制机器人规划新的运动路径,以避让障碍物,但随着机器人的移动,其探测范围也会随之发生变化,即障碍物在探测范围内时,机器人能够确认障碍物的位置,但障碍物脱离探测范围后,并不会记录该障碍物,这种情况可能会导致增加机器人的调整次数,反复运动,甚至无法继续执行任务,浪费机器人资源。
背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术,并不当然代表本领域的现有技术。
发明内容
针对现有技术中的一个或多个缺陷,本发明提供一种障碍物地图的构建方法,随机器人运动探测机器人周边的障碍物的信息,将障碍物的信息记录在栅格地图中,并根据机器人的移动距离更新障碍物的信息,为机器人规划运动路径提供依据。本发明还提供中机器人的避障控制方法,根据全局地图,结合利用前述构建方法构建的障碍物地图,为机器人规划更为合理的运动路径。本发明还包括一种执行前述构建方法和避障控制方法的机器人,以及可执行前述构建方法的计算机可读存储介质。
为解决上述技术问题,本发明采用如下的技术方案:
一种障碍物地图的构建方法,用于更新机器人周边的障碍物地图,所述构建方法包括:
在机器人的周边生成第一栅格地图;
利用机器人的探测装置获取探测范围内的障碍物的信息,并将探测到的障碍物的信息标记在第一栅格地图中;
控制机器人移动,并根据机器人的移动距离在机器人的周边生成第二栅格地图;
获取机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息;和
根据所述第一栅格地图的障碍物的信息和所述机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息,设置第二栅格地图中障碍物的信息。
根据本发明的一个方面,其中所述根据机器人的移动距离在机器人的周边生成第二栅格地图的步骤包括:
如果机器人的移动距离大于第一预设距离,根据机器人的当前位置生成基于该当前位置的第二栅格地图,并删除所述第一栅格地图。
根据本发明的一个方面,其中所述根据第一栅格地图的障碍物的信息和机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息设置第二栅格地图中障碍物的信息的步骤包括:
对第一栅格地图和第二栅格地图中重合部分的障碍物的信息进行复制;
根据所述机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息,更新所述第二栅格地图。
根据本发明的一个方面,所述障碍物地图的构建方法还包括:当所述机器人的移动距离不大于第一预设距离时,不更新第一栅格地图的范围,利用机器人的探测装置获取探测范围内的障碍物的信息,并更新所述第一栅格地图中障碍物的信息。
根据本发明的一个方面,其中所述第一栅格地图和第二栅格地图均以所述机器人为中心,并分隔成多个栅格的区域,且第一栅格地图和第二栅格地图的尺寸相同。
根据本发明的一个方面,其中所述第一栅格地图和第二栅格地图中栅格的尺寸均相同,所述第一预设距离为第一栅格地图中栅格的宽度或长度。
根据本发明的一个方面,其中所述机器人的探测装置为摄像头,立体双目视觉和/或激光雷达,其探测范围为机器人前进方向的前方;所述障碍物的信息包括障碍物相对于所述机器人的位置信息和/或障碍物的尺寸信息。
根据本发明的一个方面,其中所述设置第二栅格地图中障碍物的信息的步骤包括:当所述机器人当前位置探测范围内的一个或多个障碍物的信息与来自第一栅格地图的一个或多个障碍物的信息对应时,增加该一个或多个障碍物的置信值。
根据本发明的一个方面,所述障碍物地图的构建方法还包括:删除所述第一栅格地图或第二栅格地图中构成孤立点的障碍物;或者删除第一栅格地图或第二栅格地图中置信值低于阈值的障碍物。
根据本发明的一个方面,其中所述第一栅格地图和第二栅格地图的范围均为以所述机器人为中心、边长为1米的正方形;所述栅格均为边长2厘米的正方形。
一种机器人的避障控制方法,包括:
通过如前所述的障碍物地图的构建方法,构建所述机器人周边的局部障碍物地图;和
根据全局地图和所述局部障碍物地图,对所述机器人进行导航控制。
一种机器人,包括:
主体;
驱动装置,所述驱动装置设置于所述主体上,并可受控以驱动所述机器人移动;
探测装置,所述探测装置设置于所述主体上,并且配置成能够探测所述机器人周边或周边部分区域的障碍物;和
控制系统,所述控制系统设置于所述主体上,并且配置成可执行如前所述的构建方法。
一种计算机可读存储介质,包括存储于其上的计算机可执行命令,所述可执行命令在被处理器执行时实施如前所述的构建方法。
与现有技术相比,在本发明的实施例中提供了一种障碍物地图的构建方法,将障碍物的信息记录在记忆地图中,并且能够根据机器人的移动距离实时更新记忆地图中的障碍物的信息,为机器人合理规划运动路径提供了依据。本发明的实施例还提供了一种机器人的避障控制方法,根据全局地图,结合依靠前述构建方法构建的障碍物地图,控制机器人更为高效合理地避让障碍物。本发明的实施例还包括一种执行前述构建方法和避障控制方法的机器人,以及可执行前述构建方法的计算机可读存储介质。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是现有技术中机器人不对障碍物的信息进行记录情况下的示意图;
图2是本发明的一个实施例中障碍物地图的构建方法的流程示意图;
图3是本发明的一个实施例中包含根据机器人移动距离生成第二栅格地图的流程示意图;
图4是本发明的一个实施例中包含更新第二栅格地图的流程示意图;
图5A是本发明的一个实施例中第一栅格地图和机器人探测范围的示意图;
图5B是本发明的一个实施例中第二栅格地图和第一栅格地图叠加的示意图;
图6是本发明的一个实施例中判断障碍物的信息置信值的流程示意图;
图7是本发明的一个实施例中机器人的避障控制方法的流程示意图;
图8是本发明的一个实施例中机器人的框架示意图。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语"第一"、"第二"仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,"多个"的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接:可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
图2示出了根据本发明的一个实施例中障碍物地图的构建方法100,下面结合图2详细描述。
如图2所示,障碍物地图的构建方法100中,在步骤S101,在机器人的周边生成第一栅格地图,即在机器人周边一定范围内的区域均匀分隔成多个栅格,其中第一栅格地图的范围大小和栅格大小可以根据实际情况确定,例如机器人活动区域内常见障碍物的尺寸,机器人的运动速度等。
在步骤S102,利用机器人的探测装置获取探测范围内的障碍物的信息,并将探测到的障碍物的信息标记在第一栅格地图中,根据本发明的一个优选实施例,机器人的探测装置可以是机器人中常规设置的探测装置,例如是摄像头,立体双目视觉和/或激光雷达,探测装置用于保证机器人正常运行,其探测范围如图1所示,为机器人前进方向的前方区域,用于获取机器人运动路径上的信息,例如障碍物或运动路径节点等。障碍物的信息包括障碍物相对于机器人的位置信息和/或障碍物的尺寸信息,例如由障碍物与机器人之间的距离和方位角构成的位置信息,以及通过扫描障碍物边界获得的障碍物尺寸信息。在本发明的一个优选实施例中,在获得了障碍物的信息后,通过填充栅格的方式将障碍物相对于机器人的位置信息和/或尺寸信息标记在第一栅格地图上,例如图5A所示,根据探测装置的探测结果,在第一栅格地图中障碍物对应的栅格内进行标记,当障碍物的尺寸大于栅格尺寸时,将障碍物对应的多个栅格均进行标记,以此反映障碍物的占据栅格的信息,也就是障碍物的尺寸,进一步的,根据本实用新型的一些实施例,栅格可以设置成小尺寸,例如是边长为2厘米的正方形,避免障碍物的尺寸仅占据单独栅格部分区域的情况,以提高障碍物地图中障碍物边界的准确性。
在步骤S103,控制机器人移动,并根据机器人的移动距离在机器人的周边生成第二栅格地图。本步骤中的控制机器人移动包括控制机器人移动以执行其正常的工作任务,也包括控制机器人移动以对探测到的障碍物进行避让,即当机器人主动移动时,根据机器人的移动距离生成第二栅格地图。根据本发明的一个优选实施例,第一栅格地图和第二栅格地图均以机器人为中心并且第二栅格地图与第一栅格地图的尺寸相同,第一栅格地图和第二栅格地图之间存在部分重合栅格,机器人的移动距离决定重合栅格的数量。
当机器人的位置发生变化后,其探测装置的探测范围也随之改变,在步骤S104,获取机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息,同样的,根据本发明的一些实施例,障碍物的信息包括障碍物相对于机器人的位置信息和/或障碍物的尺寸信息,进一步的,本步骤中获取的障碍物的信息可以与步骤S102中获取的障碍物的信息的类型相同。在步骤S105,根据第一栅格地图的障碍物的信息和机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息,设置第二栅格地图中障碍物的信息,具体方法在下述实施例中详细描述。
图3示出了本发明另一个实施例中的障碍物地图的构建方法200,其中构建方法200具体包括根据机器人移动距离生成第二栅格地图的流程,下面集合图3详细描述。
障碍物地图的构建方法200中步骤S201和步骤S202与构建方法100中的步骤S101和步骤S102基本相同,不再赘述。在步骤S203,判断机器人的移动距离是否大于第一预设距离,其中第一预设距离可以根据机器人的移动速度,栅格地图的栅格大小,以及探测装置的探测精度等因素确定,根据本发明的优选实施例,第一预设距离可以设置为栅格地图中一个栅格的大小,例如是栅格的宽度或长度。如果机器人的移动距离不大于第一预设距离,在步骤S204,不更新第一栅格地图,同时利用机器人的探测装置获取探测范围内的障碍物的信息,并更新第一栅格地图中障碍物的信息。机器人的移动距离不大于第一预设距离,即机器人的位置并未发生较大变化,所以在机器人周边生成的第一栅格地图不需要更新范围,但机器人周边的障碍物可能发生变化。将机器人的移动距离不大于第一预设距离主要包括两种情况,第一种情况是机器人并未移动或轻微晃动,此时机器人的位置并未发生较大变化,相应的,机器人与障碍物之间的位置关系也为发生变化,但可能会产生新的障碍物,例如操作人员临时放置了其他物品等,这种情况下利用机器人的探测装置重新获取探测范围内的障碍物的信息,并将新的探测数据补充到第一栅格地图中;第二种情况是机器人虽然并未移动,但进行了转向,如前所述,机器人探测装置的探测范围集中在其前进方向上,因此当机器人转向后,其探测范围也发生了变化,利用探测装置获取新的探测范围内的障碍物的信息,并利用新获取的信息更新第一栅格地图。
当机器人的移动距离大于第一预设距离时,在步骤S205,在机器人周边生成第二栅格地图,这种情况下,机器人的位置发生了较大的变化,例如机器人的移动距离超出了一个栅格的尺寸,机器人探测装置的探测范围在机器人前进方向上移动相同的距离,此时在机器人的周边生成第二栅格地图,其后续步骤S206与构建方法100中的步骤S104基本相同,在步骤S207,根据第一栅格地图的障碍物的信息和机器人当前位置的障碍物的信息,设置第二栅格地图中障碍物的信息,并删除第一栅格地图,始终保持机器人周边存在预设范围的栅格地图,同时降低机器人存储压力,避免数据存储过多影响机器人正常运动。
图4是本发明的又一实施例中障碍物地图的构建方法300的流程示意图,其中具体包括了更新第二栅格地图的步骤,下面结合图4详细描述。
在构建方法300中,步骤S301、S302、S303、S304、S305和S306分别与构建方法200中的步骤S201、S202、S203、S204、S205和S206基本相同,不再赘述。在步骤S307,对第一栅格地图和第二栅格地图中重合部分的障碍物的信息进行复制,例如图5A所示,机器人在T3位置时,其探测装置的探测范围内包括障碍物X1、X2和X3,均标记在第一栅格地图的对应位置处,如图5B所示,当机器人移动到T4位置时,例如移动了两个栅格尺寸的距离,其探测装置的探测范围内包括障碍物X2、X3和X4,同时第一栅格地图和第二栅格地图之间存在重合部分(图5B中填充范围内),重合部分内的障碍物为X1,将障碍物X1的信息复制到第二栅格地图中,此时虽然机器人在T4位置处时,障碍物X1并不在机器人探测装置的探测范围内,但依然被标记在第二栅格地图中,以第二栅格地图作为记录有障碍物的记忆地图,此时的记忆地图包括X1、X2、X3和X4共四个障碍物的信息,而在传统方法中,如图1所示,机器人不会对障碍物的信息进行记录,例如机器人在T1位置处时,其探测范围为图1中实线框的范围,障碍物X在其探测范围内,此时控制机器人规划路线,避让障碍物X,当运动到T2位置处时,其探测范围为虚线框的范围,障碍物X脱离其探测范围,在这种情况下,由于并未对障碍物X进行记录,T2位置处的机器人在规划运动路径时仅会参考全局地图和探测范围内的障碍物,并不会考虑到障碍物X,存在将障碍物X所在的位置纳入新的运动路径中的可能,增加机器人的调整次数,影响机器人继续运动。在极端情况下,例如存在两个障碍物,机器人为避让障碍物1而朝向障碍物2运动,在探测到障碍物2后,为避让障碍物2又折返回障碍物1处,反复运动而导致无法继续执行任务,浪费机器人资源。由于机器人并不会构建记忆地图,在图5A和图5B所示的情况下,机器人运动到T4位置处后并不会记录障碍物X1,在规划运动路径时也不会考虑到障碍物X1的阻挡。
在步骤S308,将步骤S306中获取的机器人当前位置的障碍物的信息补充至第二栅格地图中,并删除第一栅格地图,根据本发明的一个优选实施例,可以采用填充栅格的方式将障碍物的信息标记在第二栅格地图中,例如将障碍物在第二栅格地图中对应位置处的栅格进行填充,以区别于其他栅格。在机器人持续保持运动的过程中,栅格地图按照本实施例中的构建方法300随机器人移动而更新,可以通过实时判断机器人的当前位置获取机器人的移动距离,然后根据机器人的移动距离更新栅格地图,当机器人的移动距离大于第一预设距离时,实时更新栅格地图,机器人周边预设的范围内始终保持有栅格地图,并将机器人运动过程中探测到的障碍物的信息保留在栅格地图中,而因机器人移动导致脱离当前栅格地图范围的障碍物的信息,由于距离机器人当前位置较远,并不需要保留在当前栅格地图中,随之前的栅格地图而滚动删除,不会增加机器人的运算压力,同时又能够为机器人当前运行提供障碍物信息支持。
根据本发明的一个优选实施例,其中第一栅格地图和第二栅格地图的范围均为以机器人为中心,边长为1米的正方形,能够全面地表现机器人的周边环境,其中的栅格均为边长为2厘米的正方形。栅格地图的范围可以根据机器人的应用环境,常见障碍物的类型以及机器人的自身特性等因素确定,获取障碍物的信息主要通过机器人的探测装置,如果机器人的探测装置的探测范围为机器人当前位置的前方20厘米,栅格地图的范围设置过大的话会导致栅格地图的大部分区域因无法探测到而不能被有效利用,同样的,如果栅格地图的范围小于机器人的探测装置的探测范围,那么机器人探测装置获取的障碍物的信息无法完全对应在栅格地图中,超出栅格地图范围的部分也不会进行标记。栅格地图的边界也可以设置成其他形状,例如机器人的活动范围主要是长条形的甬道,栅格地图可以设置成长方形。
如前所述,在机器人持续运动的过程中,栅格地图中的障碍物的信息随机器人的位置变化进行更新,虽然脱离栅格地图范围的障碍物的信息被滚动删除,机器人当前位置的栅格地图中依然存在障碍物的信息过多的可能,影响机器人的运算速度,同时现实环境中的障碍物可能以被移除,可以将该障碍物在栅格地图中的标记删除,以免影响机器人正常运行。图6示出了根据本发明的一个优选实施例中判断障碍物的信息置信值的方法400的流程,用于判断栅格地图中标记的障碍物是否仍然存在或是否出现误判,并删除错误的障碍物标记,下面结合图6详细描述。
本实施例中对栅格地图中的障碍物的信息设置了置信值,用于表示栅格地图中标记有障碍物的栅格与现实环境中障碍物对应的准确程度。在步骤S401,判断障碍物的信息的置信值是否低于阈值,其中阈值可以根据实际应用情况设定,也可以在进行测试后选定符合实际情况的数值。在步骤S402,如果栅格地图中某一个障碍物的信息其置信值不低于设定的阈值,则认为该障碍物的信息是准确的,在现实环境中,栅格对应的位置处存在障碍物,保留该障碍物的信息。如果某一个障碍物的信息其置信值低于设定的阈值,则认为障碍物已移除或利用探测装置探测障碍物时存在误判,在步骤S403,删除该障碍物的信息。
置信值的变化规则可以根据实际应用情况设定,在本发明的一些实施例中,栅格地图中栅格的尺寸较小,例如是边长为2厘米的正方形,如果栅格地图中存在构成孤立点的障碍物,即栅格地图中存在单独的一个或多个栅格被标记为具有障碍物,而该栅格周围均无障碍物的情况,由于现实的工作环境中并不存在符合这一特征的障碍物,因此可以降低该栅格对应障碍物的信息的置信值,或直接删除该障碍物的信息。根据本发明的一个优选实施例,当机器人当前位置探测范围内的一个或多个障碍物的信息与来自第一栅格地图的一个或多个障碍物的信息对应时,增加该一个或多个障碍物的置信值,例如图5B所示,当机器人处于T4位置时,障碍物X2和X3位于机器人探测装置的探测范围内,如果障碍物X2和X3与第一栅格地图中的位置对应,则表明当机器人处于T3位置处时,其探测装置也获取了障碍物X2和X3信息,在这种情况下,认为在现实环境中相应的位置处,确实存在障碍物X2和X3。相应的,在本发明的一些实施例中,如果障碍物X2并未被机器人的探测装置获取,而根据第一栅格地图,障碍物X2确实位于机器人在T4位置处时的探测范围内,这种情况下则降低障碍物X2的信息的置信值,当置信值低于阈值时,则删除该障碍物的信息。判断置信值与阈值的大小可以实时进行,监测栅格地图中所有障碍物的信息的置信值,也可以周期性判断,例如机器人的移动距离大于第一预设距离,更新第二栅格地图后进行判断,还可以根据栅格地图中记录的障碍物的信息的数量判断,当障碍物的信息的数量大于预设值时,判断栅格地图中所有障碍物的信息的置信值与阈值的大小关系。
如图7所示的本发明的一个实施例中机器人的避障控制方法500的流程,在步骤S501,利用前述实施例中的障碍物地图的构建方法建立机器人周边的局部障碍物地图,在步骤S502,根据全局地图和局部障碍物地图,对机器人进行导航控制,其中全局地图是机器人活动区域内的地图,全局地图中包括机器人活动区域内静态障碍物的信息,例如墙壁、货架等。
本发明的实施例中还包括一种机器人1,如图8所示,机器人1包括主体10、驱动装置20、探测装置30和控制系统40,其中主体19是机器人1的主要框架结构,用于承载机器人1的其他部件,驱动装置20设置在主体10上,并可受控驱动机器人1移动,例如是由电机驱动的转轮或履带。探测装置30也设置于主体10上,并且能够探测机器人周边或周边部分区域的障碍物,例如是摄像头,立体双目视觉或激光雷达,机器人1利用探测装置30能够获取探测范围内的障碍物信息。控制系统40同样设置于主体10上,并且可以用于执行前述实施例中的障碍物地图的构建方法,在机器人周边生成局部障碍物地图。根据前述的构建方法,探测装置30向控制系统40提供探测到的障碍物的信息,控制系统40控制机器人1运动。
本发明的实施例还包括一种计算机可读存储介质,包括存储于其上的计算机可执行命令,可执行命令在被处理器执行时实施如前述任一实施例中的构建方法。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种障碍物地图的构建方法,用于更新机器人周边的障碍物地图,所述构建方法包括:
在机器人的周边生成第一栅格地图;
利用机器人的探测装置获取探测范围内的障碍物的信息,并将探测到的障碍物的信息标记在第一栅格地图中;
控制机器人移动,并根据机器人的移动距离在机器人的周边生成第二栅格地图;
获取机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息;和
根据所述第一栅格地图的障碍物的信息和所述机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息,设置第二栅格地图中障碍物的信息。
2.根据权利要求1所述的构建方法,其中所述根据机器人的移动距离在机器人的周边生成第二栅格地图的步骤包括:
如果机器人的移动距离大于第一预设距离,根据机器人的当前位置生成基于该当前位置的第二栅格地图,并删除所述第一栅格地图。
3.根据权利要求1或2所述的构建方法,其中所述根据第一栅格地图的障碍物的信息和机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息设置第二栅格地图中障碍物的信息的步骤包括:
对第一栅格地图和第二栅格地图中重合部分的障碍物的信息进行复制;
根据所述机器人当前位置探测范围内的障碍物的信息,更新所述第二栅格地图。
4.根据权利要求2所述的构建方法,还包括:当所述机器人的移动距离不大于第一预设距离时,不更新第一栅格地图的范围,利用机器人的探测装置获取探测范围内的障碍物的信息,并更新所述第一栅格地图中障碍物的信息。
5.根据权利要求2或4所述的构建方法,其中所述第一栅格地图和第二栅格地图均以所述机器人为中心,并分隔成多个栅格的区域,且第一栅格地图和第二栅格地图的尺寸相同。
6.根据权利要求5所述的构建方法,其中所述第一栅格地图和第二栅格地图中栅格的尺寸均相同,所述第一预设距离为第一栅格地图中栅格的宽度或长度。
7.根据权利要求4所述的构建方法,其中所述机器人的探测装置为摄像头,立体双目视觉和/或激光雷达,其探测范围为机器人前进方向的前方;所述障碍物的信息包括障碍物相对于所述机器人的位置信息和/或障碍物的尺寸信息。
8.根据权利要求4所述的构建方法,其中所述设置第二栅格地图中障碍物的信息的步骤包括:当所述机器人当前位置探测范围内的一个或多个障碍物的信息与来自第一栅格地图的一个或多个障碍物的信息对应时,增加该一个或多个障碍物的置信值。
9.根据权利要求8所述的构建方法,还包括:删除所述第一栅格地图或第二栅格地图中构成孤立点的障碍物;或者删除第一栅格地图或第二栅格地图中置信值低于阈值的障碍物。
10.根据权利要求6所述的构建方法,其中所述第一栅格地图和第二栅格地图的范围均为以所述机器人为中心、边长为1米的正方形;所述栅格均为边长2厘米的正方形。
11.一种机器人的避障控制方法,包括:
通过如权利要求1-10中任一项所述的障碍物地图的构建方法,构建所述机器人周边的局部障碍物地图;和
根据全局地图和所述局部障碍物地图,对所述机器人进行导航控制。
12.一种机器人,包括:
主体;
驱动装置,所述驱动装置设置于所述主体上,并可受控以驱动所述机器人移动;
探测装置,所述探测装置设置于所述主体上,并且配置成能够探测所述机器人周边或周边部分区域的障碍物;和
控制系统,所述控制系统设置于所述主体上,并且配置成可执行如权利要求1-10中任一项所述的构建方法。
13.一种计算机可读存储介质,包括存储于其上的计算机可执行命令,所述可执行命令在被处理器执行时实施如权利要求1-10中任一项所述的构建方法。
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