CN114527764A - 路径行走方法、系统、终端设备 - Google Patents

路径行走方法、系统、终端设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114527764A
CN114527764A CN202210199625.XA CN202210199625A CN114527764A CN 114527764 A CN114527764 A CN 114527764A CN 202210199625 A CN202210199625 A CN 202210199625A CN 114527764 A CN114527764 A CN 114527764A
Authority
CN
China
Prior art keywords
path
coordinate
current
walking
deviation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210199625.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王硕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Umouse Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Umouse Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Umouse Technology Development Co Ltd filed Critical Shenzhen Umouse Technology Development Co Ltd
Priority to CN202210199625.XA priority Critical patent/CN114527764A/zh
Publication of CN114527764A publication Critical patent/CN114527764A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0234—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons
    • G05D1/0236—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons in combination with a laser
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
    • G05D1/024—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors in combination with a laser
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0242—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using non-visible light signals, e.g. IR or UV signals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0257—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using a radar
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种路径行走方法、系统以及终端设备，该路径行走方法的步骤包括：S10、判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；S20、若是，则确定能否直达路径坐标数组中的终点坐标，在能够直达终点坐标时直接前往终点坐标，在无法直达终点坐标时确定最长直线路径，以按照直线路径进行行走，并在直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向执行步骤S10；S30、若否，基于当前索引坐标确定路径偏离程度，根据路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作，并在基于纠偏操作后的行走方向行走时执行步骤S20，直至到达路径坐标数组中的终点坐标。本发明能够提升机器人行走时的行走效率。

Description

路径行走方法、系统、终端设备
技术领域
本发明涉及终端设备技术领域，尤其是涉及一种路径行走方法、系统以及终端设备。
背景技术
目前扫地机器人主要基于栅格地图进行清扫。当机器人从A点行走至B点时，可通过各种算法直接计算出所需经过的栅格坐标数组。
如何基于这些栅格坐标走出一条高效率的路径一直是被普遍关注的问题。若依次遍历中途的每格坐标，则机器人行走的路径转弯次数过多，效率较低；若直接计算每一时间段内的角速度和加速度，则需要大量的时间空间完成计算。
综上，现有的关于机器人行走路径的规划方式存在计算方式复杂且行走效率低下的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种路径行走方法、系统以及终端设备，旨在提升机器人进行行走时的行走效率。
为实现上述目的，本发明提供一种路径行走方法，所述路径行走包括：
S10、判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
S20、若是，则确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标，在能够直达所述终点坐标时直接前往所述终点坐标，在无法直达所述终点坐标时确定最长直线路径，以按照所述直线路径进行行走，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向执行所述步骤S10；
S30、若否，基于所述当前索引坐标确定路径偏离程度，根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作，并在基于纠偏操作后的行走方向行走时执行所述步骤S20，直至到达所述路径坐标数组中的终点坐标。
可选地，所述确定最长直线路径的步骤，包括：
从所述路径坐标数组中确定行走方向发生改变时所对应的第一索引坐标，并将所述当前索引坐标和所述第一索引坐标进行连接得到直线路径。
可选地，所述在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向的步骤，包括：
在所述直线路径中存在障碍物时确定第一目标行径角，并根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值调整当前行走方向；
根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值调整当前行走方向，包括：
根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值实时调整机器人两轮之间的轮速，以调整当前行走方向。
可选地，所述在所述直线路径中存在障碍物时确定第一目标行径角的步骤，包括：
在所述直线路径中存在障碍物时获取与所述当前索引坐标相邻的第二索引坐标，并根据所述当前索引坐标和所述第二索引坐标的连线确定第一目标行径角。
可选地，所述确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标的步骤，包括：
确定所述当前索引坐标与所述终点坐标连线中间是否会经过障碍物；
若没有障碍物则确定能够直达所述终点坐标。
可选地，所述路径偏离程度包括：一级路径偏离；
所述根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作的步骤，包括：
在所述路径偏离程度为所述一级路径偏离时，基于所述当前索引坐标直接获取所述路径坐标数组中的行走方向发生改变时对应的第三索引坐标；
根据所述当前索引坐标和所述第三索引坐标的连线确定第二目标行径角，并基于所述第二目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
可选地，所述路径偏离程度包括：二级路径偏离；
所述根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作的步骤，还包括：
在所述路径偏离程度为所述二级路径偏离程度时，获取在路径偏离之前路径数组中的第四索引坐标，并确定路径数组中前进方向上与所述第四索引坐标相间隔的第五索引坐标；
根据所述当前索引坐标和所述第五索引坐标的连线确定第三目标行径角，并根据所述第三目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
可选地，所述路径偏离程度包括：三级路径偏离；
所述根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作的步骤，还包括：
在所述路径偏离程度为所述三级路径偏离时直接返回距离所述当前索引坐标距离最近的所述路径坐标数组中的第五索引坐标，以完成对当前行走方向的纠偏操作。
为实现上述目的，本发明还提供一种路径行走系统，所述路径行走系统，包括：
判断模块，用于判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
调整模块，用于确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标，在能够直达所述终点坐标时直接前往所述终点坐标，在无法直达所述终点坐标时确定最长直线路径，以按照所述直线路径进行行走，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
纠偏模块，用于基于所述当前索引坐标确定路径偏离程度，根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作，并在基于纠偏操作后的行走方向确定最长直线路径，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标，直至到达所述路径坐标数组中的终点坐标。
其中，本发明路径行走系统的各个功能模块各自在运行时均实现如上所述的路径行走方法的步骤。
为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的路径行走程序，所述路径行走程序被所述处理器执行时实现如上所述的路径行走方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的路径行走方法的步骤。
本发明提供一种路径行走方法、系统、终端设备以及计算机程序产品，路径行走方法包括以下步骤：S10、判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；S20、若是，则确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标，在能够直达所述终点坐标时直接前往所述终点坐标，在无法直达所述终点坐标时确定最长直线路径，以按照所述直线路径进行行走，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向执行所述步骤S10；S30、若否，基于所述当前索引坐标确定路径偏离程度，根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作，并在基于纠偏操作后的行走方向行走时执行所述步骤S20，直至到达所述路径坐标数组中的终点坐标。
相比于现有技术中通过遍历经过的每格坐标，并计算每一时间段内的角速度和加速度的机器人行走方式，本发明首先判断当前索引坐标是否在预设的路径坐标数组中。若是，则根据判断结果确定是否按照规划的直线路径行走，若否，则对行走方向进行纠偏操作，并按照纠偏操作后的行走方向继续规划直线路径。此次，本发明提出了一种机器人行走策略，降低了计算行走路径所需的时间和空间复杂度，即所需的时间及空间更小，同时具备更强的鲁棒性，并且不对机器人的位姿信息和行走过程中的实时障碍物有很高要求，本发明进一步提升了了机器人路径规划与行走的效率。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；
图2为本发明路径行走方法一实施例的流程示意图；
图3为本发明路径行走系统一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、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发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
需要说明的是，本发明实施例终端设备可以是用于实现路径行走的终端设备，该终端设备具体可以是机器人等。
如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及路径行走程序。操作系统是管理和控制设备硬件和软件资源的程序，支持路径行走程序以及其它软件或程序的运行。在图1所示的设备中，用户接口1003主要用于与客户端进行数据通信；网络接口1004主要用于与服务器建立通信连接；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的路径行走程序，并执行以下操作：
S10、判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
S20、若是，则确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标，在能够直达所述终点坐标时直接前往所述终点坐标，在无法直达所述终点坐标时确定最长直线路径，以按照所述直线路径进行行走，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向执行所述步骤S10；
S30、若否，基于所述当前索引坐标确定路径偏离程度，根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作，并在基于纠偏操作后的行走方向行走时执行所述步骤S20，直至到达所述路径坐标数组中的终点坐标。
进一步地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的路径行走程序，还执行以下操作：
从所述路径坐标数组中确定行走方向发生改变时所对应的第一索引坐标，并将所述当前索引坐标和所述第一索引坐标进行连线得到直线路径。
进一步地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的路径行走程序，还执行以下操作：
在所述直线路径中存在障碍物时确定第一目标行径角，并根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值调整当前行走方向；
处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的路径行走程序，还执行以下操作：
根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值实时调整机器人两轮之间的轮速，以调整当前行走方向。
进一步地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的路径行走程序，还执行以下操作：
在所述直线路径中存在障碍物时获取与所述当前索引坐标相邻的第二索引坐标，并根据所述当前索引坐标和所述第二索引坐标的连线确定第一目标行径角。
进一步地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的路径行走程序，还执行以下操作：
确定所述当前索引坐标与所述终点坐标连线中间是否会经过障碍物；
若没有障碍物则确定能够直达所述终点坐标。
进一步地，所述路径偏离程度包括：一级路径偏离；
处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的路径行走程序，还执行以下操作：
在所述路径偏离程度为所述一级路径偏离时，基于所述当前索引坐标直接获取所述路径坐标数组中的行走方向发生改变时对应的第三索引坐标；
根据所述当前索引坐标和所述第三索引坐标的连线确定第二目标行径角，并基于所述第二目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
进一步地，所述路径偏离程度包括：二级路径偏离；
处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的路径行走程序，还执行以下操作：
在所述路径偏离程度为所述二级路径偏离程度时，获取在路径偏离之前路径数组中的第四索引坐标，并确定路径数组中前进方向上与所述第四索引坐标相间隔的第五索引坐标；
根据所述当前索引坐标和所述第五索引坐标的连线确定第三目标行径角，并根据所述第三目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
进一步地，所述路径偏离程度包括：三级路径偏离；
处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的路径行走程序，还执行以下操作：
所述根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作的步骤，还包括：
在所述路径偏离程度为所述三级路径偏离时直接返回距离所述当前索引坐标距离最近的所述路径坐标数组中的第五索引坐标，以完成对当前行走方向的纠偏操作。
参照图2，图2为本发明路径行走方法第一实施例的流程示意图。
在本实施例中，提供了路径行走方法的实施例，本发明路径行走方法可应用于清洁机器人(例如扫地机、拖地机、洗地机或者扫拖一体机)，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
步骤S10，判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
机器人在确定了由起点至终点的行走策略后开始行走，并在行走过程中判断当前索引坐标是否为路径坐标数组中的索引坐标，只有在判断到当前索引坐标为路径坐标数组中的索引坐标时，才继续基于该当前索引坐标确定最长直线路径，以按照该直线路径进行行走。
需要说明的是，机器人可以包括扫地机器人。机器人根据路径数组、机器人实时位置、栅格地图各点的状态(已清扫/障碍物)，实时下发双轮速度控制机器人由A点行走至B点。在本实施例中，机器人在行走之前，需要根据栅格地图计算得出的路径坐标数组(arr)，路径坐标数组中包含多组索引坐标，比如，A点至B点的路径坐标数组为[(1,2)(1,3)(2,4)(2,5)(3,6)(4,7)]，其中，(1,2)为起点A坐标，(4,7)为终点B坐标。在开始行走时，机器人位于数组索引0的位置，即(1，2)，并根据索引0和索引1(1，3)的坐标计算出自旋角度，以调整自旋方向。因此初始动作一定是自旋，除非计算出的自旋角度刚好等于机器人的当前朝向角。
步骤S20，若是，则确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标，在能够直达所述终点坐标时直接前往所述终点坐标，在无法直达所述终点坐标时确定最长直线路径，以按照所述直线路径进行行走，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向执行所述步骤S10；
需要说明的是，在本实施例中，由于直线路径是最高效的行走方式，因此，在本实施例中预先将直线路径作为最优路径，当在直线路径中存在障碍物时，该直线路径将不再可行，需要调整机器人当前朝向角，进而重新规划直线路径。
机器人在判断到当前索引坐标为路径坐标数组中的索引坐标时，首先需要判断是否能够从当前索引坐标直达终点坐标，在能够直达终点坐标时，直线无障碍前往终点坐标，快速完成行走。而在无法直达终点坐标时，将根据该当前索引坐标确定最长直线路径，进而在按照该直线路径进行行走时，进一步判断该直线路径中是否存在障碍物，以根据不同的判断结果确定不同的行走路径，其中，该判断结果可以包括：直线路径中存在障碍物和直线路径中不存在障碍物。并且，机器人在按照行走路径行走时需要随时判断当前索引坐标是否为路径坐标数组中的索引坐标，以根据判断结果决定是否需要对机器人的行走路径进行纠偏。
需要说明的是，在本实施例中，清洁机器人(例如扫地机/拖地机/扫拖一体机/洗地机)判断行走路径中是否存在障碍物的方式可以包括：通过清洁机器人所携带的传感器实时感应行走路径中的障碍物，或者，根据历史行走记录在清扫建图过程中预先标记障碍物。其中，通过清洁机器人所携带的传感器实时感应行走路径中的障碍物，可以包括：清洁机器人可通过激光机发射的激光雷达信号检测是否存在障碍物或者通过惯性导航扫地机的红外信号反馈是否存在障碍物。
步骤S30，若否，基于所述当前索引坐标确定路径偏离程度，根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作，并在基于纠偏操作后的行走方向行走时执行所述步骤S20，直至到达所述路径坐标数组中的终点坐标。
机器人在判断到当前索引坐标不是路径坐标数组中的索引坐标时，意味着当前的行走路径已发生偏移，因此需要对当前的行走方向进行纠偏，使得机器人返回包含路径坐标数组中索引坐标的行走路径，并在纠偏完成后，根据纠偏后的行走方向再次确定最长直线路径和判断该直线路径中是否存在障碍物以确定行走路径。
需要说明的是，在本实施例中，由于机器人的轮速的控制误差与坐标的定位误差，无法保证机器人在行走时始终位于路径坐标数组中的某一点，因此当机器偏离arr时，此时需要判断偏离的程度，以根据偏离的程度针对行走方向执行相应的纠偏操作。
在本实施例中，机器人在确定了由起点至终点的行走策略后开始行走，并在行走过程中判断当前索引坐标是否为路径坐标数组中的索引坐标，在判断到当前索引坐标为路径坐标数组中的索引坐标时，预先判断能否从当前坐标索引坐标直达终点坐标，在无法直达终点坐标时继续基于该当前索引坐标确定最长直线路径，以按照该直线路径进行行走。进一步判断该直线路径中是否存在障碍物，以根据不同的判断结果确定不同的行走路径，机器人在按照该行走路径行走时需要继续判断当前索引坐标是否为路径坐标数组中的索引坐标，以根据判断结果决定是否需要再次规划直线路径进行行走。机器人在判断到当前索引坐标不是路径坐标数组中的索引坐标时，确定当前的行走路径已发生偏移，因此需要对当前的行走方向进行纠偏，并在纠偏完成后，根据纠偏后的行走方向再次确定最长直线路径和判断该直线路径中是否存在障碍物以确定行走路径。
相比于现有技术中通过遍历经过的每格坐标，并计算每一时间段内的角速度和加速度的机器人行走方式，本发明首先判断当前索引坐标是否在预设的路径坐标数组中。若是，则根据判断结果确定是否按照规划的直线路径行走，若否，则对行走方向进行纠偏操作，并按照纠偏操作后的行走方向继续规划直线路径。此次，本发明提出了一种机器人行走策略，降低了计算行走路径所需的时间和空间复杂度，即所需的时间及空间更小，同时具备更强的鲁棒性，并且不对机器人位姿信息和行走过程中的实时障碍物有很高要求，在此基础上，本发明进一步提升了机器人路径规划与行走的效率。
进一步地，基于上述本发明路径行走方法的第一实施例，提出本发明路径行走方法的第二实施例。
本实施例与第一实施例的区别在于，在本实施例中，上述步骤S20中，“确定最长直线路径”的步骤，可以包括：
步骤S201，从所述路径坐标数组中确定行走方向发生改变时所对应的第一索引坐标，并将所述当前索引坐标和所述第一索引坐标进行连接得到直线路径。
机器人在规划直线路径时，首先获取行走方向发生改变时对应的索引坐标，即第一索引坐标，该第一索引坐标也归属于路径坐标数组，进而将当前索引坐标与该第一索引坐标进行连线，得到直线路径，使得机器人可以按照该直线路径行走。
具体地，例如，机器人在判断到当前索引坐标为路径坐标数组中的索引坐标时，为了提升行走效率，将直接规划直线路径，以按照该直线路径进行行走。假设当前索引坐标(cur)位于arr的索引i处，则判断i+1、i+2、i+3、……、i+n是否位于同一方向上(在本实施例中八个方向分别是0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°)，假设i+n的时候方向改变，此时将cur(索引i)与索引i+n进行连线，直接计算当前朝向与该连线之间的夹角，机器人锁定这一直线前往即可。
进一步地，上述步骤S20中，“在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向”，可以包括：
步骤S202，在所述直线路径中存在障碍物时确定第一目标行径角，并根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值调整当前行走方向。
需要说明的是，在本实施例中，机器人在判断直线路径中是否存在障碍物时，判断结果可以分为直线路径中存在障碍物以及直线路径中不存在障碍物。
当判断到在直线路径中不存在障碍物时，机器人可直接按照该直线路径行走；当判断到在直线路径中存在障碍物时，获取第一目标行径角，并确定机器人的当前朝向角和该第一目标行径角之间的角度差值，以根据该角度差值调整行径方向，其中，机器人的当前朝向角为机器人的当前朝向与X坐标轴的夹角，在本实施例中也可使用Y坐标轴作为参考轴线。
其中，根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值调整当前行走方向，可以包括：
步骤a，根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值实时调整机器人两轮之间的轮速，以调整当前行走方向。
机器人在确定第一目标行径角后，能够根据机器人的当前朝向角和该目标行径角之间的角度差值实时调整机器人两轮之间的轮速，以调整机器人的当前行走方向，实现了机器人实时行走方向的快速调整，进而提升了机器人的行走效率。
进一步地，上述步骤S202中，“在所述直线路径中存在障碍物时确定第一目标行径角”，可以包括：
步骤b，在所述直线路径中存在障碍物时获取与所述当前索引坐标相邻的第二索引坐标，并根据所述当前索引坐标和所述第二索引坐标的连线确定第一目标行径角。
需要说明的是，在本实施例中，机器人在检测到直线路径中存在障碍物时，需要调整两轮的速度，进而调整机器人行走方向。
具体地，例如，当机器人的当前索引坐标为i时，获取第二索引坐标i+1，其中，第二索引坐标i+1为索引坐标i右相邻的坐标，并将索引坐标i与第二索引坐标i+1之间的连线与X坐标轴的夹角作为第一目标行径角。需要说明的是，在本实施例中，也可以将Y坐标轴作为参考轴线。
进一步地，上述步骤S202中，“确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标”，可以包括：
步骤c，确定所述当前索引坐标与所述终点坐标连线中间是否会经过障碍物；
步骤d，若没有障碍物则确定能够直达所述终点坐标。
当判断到当前索引坐标为路径坐标数组中的索引坐标时，为了最快到达路径坐标数组中的终点坐标，机器人在进行行走之前，需要预先判断能否从当前索引坐标直接前往该终点坐标。
具体地，例如，机器人需要预先判断确定所述当前索引坐标与所述终点坐标连线中间是否会经过障碍物，若是在该连线上不存在障碍物，则能够以直线路径前往该终点坐标，若是在该连线上存在障碍物，则无法以直线路径前往终点坐标，此时，机器人将进一步规划最长直线路径，以实现高效行走。
在本实施例中，机器人在规划直线路径时，首先获取行走方向发生改变时对应的索引坐标，即第一索引坐标，该第一索引坐标也归属于路径坐标数组，进而将当前索引坐标与该第一索引坐标进行连线，得到直线路径。当判断到在直线路径中不存在障碍物时，机器人可直接按照该直线路径行走；当判断到在直线路径中存在障碍物时，获取第一目标行径角，并确定机器人的当前朝向角和该第一目标行径角之间的角度差值，以根据该角度差值调整行径方向。
本发明将行走方向发生改变时对应的索引坐标和当前索引坐标进行连接得到直线路径，并在直线路径中存在障碍物时根据当前索引坐标和与该当前索引坐标相邻的索引坐标调整机器人方向，实现了机器人行走方向的灵活调整，避免了计算复杂的角速度和加速度，提升了机器人的行走效率。
进一步地，基于上述本发明路径行走方法的第一实施例和第二实施例，提出本发明路径行走方法的第三实施例。
在本实施例中，在上述步骤S30中，“根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作”，可以包括：
步骤S301，在所述路径偏离程度为所述一级路径偏离时，基于所述当前索引坐标直接获取所述路径坐标数组中的行走方向发生改变时对应的第三索引坐标；
步骤S302，根据所述当前索引坐标和所述第三索引坐标的连线确定第二目标行径角，并基于所述第二目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
需要说明的是，在本实施例中，机器人在检测到的当前行走路径已发生偏离时，在对行走方向进行纠偏之前，需要预先确定偏离程度，在本实施例中定义了三种路径偏离程度，分别为一级路径偏离程度、二级路径偏离程度和三级路径偏离程度，其中，一级路径偏离程度为行径方向偏离程度最轻的情况，而三级路径偏离程度为行径方向偏离程度最重的情况。
具体地，例如，在路径偏离程度为一级路径偏离程度时，此时当前索引坐标虽不在路径坐标数组中，但是与路径坐标数组中的某个索引坐标相邻，此时可以忽略此次路径偏离，直接基于当前索引坐标规划直线路径，即，首先获取行走方向发生改变时对应的索引坐标即第三索引坐标，并将当前索引坐标与该第三索引坐标进行连线，得到直线路径，使得机器人可以按照该直线路径行走，以完成此次纠偏操作。
进一步地，上述步骤S30中，“根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作”，可以包括：
步骤S303，在所述路径偏离程度为所述二级路径偏离程度时，获取在路径偏离之前路径数组中的第四索引坐标，并确定路径数组中前进方向上与所述第四索引坐标相间隔的第五索引坐标；
步骤S304，根据所述当前索引坐标和所述第五索引坐标的连线确定第三目标行径角，并根据所述第三目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
需要说明的是，在本实施例中，在路径偏离程度为二级路径偏离程度时，假设失位前一刻机器位于arr的索引i上，为了使得过渡平滑，目标行径角为cur与i+2的坐标计算得来。
具体地，例如，在判断到路径偏离程度为二级路径偏离程度时，获取在行走路径偏离之前处于路径坐标数组中的第四索引坐标，进而根据该第四索引坐标，若第四索引坐标处的索引为i，那么将索引为i+2对应的索引坐标确定为第五索引坐标，进而将当前索引坐标和第五索引坐标之间的连线与X坐标轴之间的夹角确定为第三目标行径角，并确定第三目标行径角与机器人当前的朝向角之间的角度差值，进而根据该角度差值调整机器人的行径方向。
进一步地，上述步骤S30中，“根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作”，可以包括：
步骤S305，在所述路径偏离程度为所述三级路径偏离时直接返回距离所述当前索引坐标距离最近的所述路径坐标数组中的第六索引坐标，以完成对当前的行走方向的纠偏操作。
在路径偏离程度为三级路径偏离程度时，意味着此时机器人路径偏移程度较严重，机器人将直接返回距离当前索引坐标最近的路径坐标数组中的索引坐标，即第六索引坐标，以再次规划直线路径进行行走，提升了机器人的行走效率。
在本实施例中，预先对机器人的路径偏离程度进行确认，进而根据不同的路径偏离程度采取相应的纠偏操作，并在纠偏完成后继续优先按照直线路径行走。因此，本发明在优先按照直线路径行走的过程中，根据不同路径偏离程度采取针对性的纠偏操作，实现了机器人行走过程中的灵活纠偏，且在本实施例中不对机器人位姿信息和行走过程中的实时障碍物有很高要求，提升了机器人的行走效率，使得机器人能够快速且准确的地到达路径坐标数组中的终点坐标。
此外，本发明实施例还提出一种路径行走系统，参照图3，图3为本发明路径行走一实施例的功能模块示意图。如图3所示，本发明路径行走系统，包括：
判断模块10，用于判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
调整模块20，用于确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标，在能够直达所述终点坐标时直接前往所述终点坐标，在无法直达所述终点坐标时确定最长直线路径，以按照所述直线路径进行行走，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
纠偏模块30，用于基于所述当前索引坐标确定路径偏离程度，根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作，并在基于纠偏操作后的行走方向确定最长直线路径，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标，直至到达所述路径坐标数组中的终点坐标。
进一步地，所述调整模块20，包括：
连接单元，用于从所述路径坐标数组中确定行走方向发生改变时所对应的第一索引坐标，并将所述当前索引坐标和所述第一索引坐标进行连接得到直线路径。
进一步地，所述调整模块20，还包括：
调整单元，用于在所述直线路径中存在障碍物时确定第一目标行径角，并根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值调整当前行走方向。
所述调整单元，包括：
轮速调整子单元，用于根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值实时调整机器人两轮之间的轮速，以调整当前行走方向。
进一步地，所述调整单元，还包括：
确定子单元，用于在所述直线路径中存在障碍物时获取与所述当前索引坐标相邻的第二索引坐标，并根据所述当前索引坐标和所述第二索引坐标的连线确定第一目标行径角。
进一步地，所述调整模块，包括：
确定障碍物单元，用于确定所述当前索引坐标与所述终点坐标连线中间是否会经过障碍物；
确定直达单元，用于若没有障碍物则确定能够直达所述终点坐标。
进一步地，所述路径偏离程度包括：一级路径偏离；
所述纠偏模块30，包括：
获取单元，用于在所述路径偏离程度为所述一级路径偏离时，基于所述当前索引坐标直接获取所述路径坐标数组中的行走方向发生改变时对应的第三索引坐标；
第一纠偏单元，用于根据所述当前索引坐标和所述第三索引坐标的连线确定第二目标行径角，并基于所述第二目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
进一步地，所述路径偏离程度包括：二级路径偏离；
所述纠偏模块30，还包括：
确定单元，用于在所述路径偏离程度为所述二级路径偏离程度时，获取在路径偏离之前路径数组中的第四索引坐标，并确定路径数组中前进方向上与所述第四索引坐标相间隔的第五索引坐标；
第二纠偏单元，用于根据所述当前索引坐标和所述第五索引坐标的连线确定第三目标行径角，并根据所述第三目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
进一步地，所述路径偏离程度包括：三级路径偏离；
所述纠偏模块30，还包括：
第三纠偏单元，用于在所述路径偏离程度为所述三级路径偏离时直接返回距离所述当前索引坐标距离最近的所述路径坐标数组中的第五索引坐标，以完成对当前行走方向的纠偏操作。
本发明路径行走系统的各个功能模块的具体实施方式与上述路径行走方法各实施例基本相同，在此不做赘述。
此外，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上路径行走方法的任一项实施例所述的路径行走方法的步骤。
本发明计算机程序产品的具体实施例与上述路径行走方法的各实施例基本相同，在此不作赘述。
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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。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、物品或者装置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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是机器人等)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 (10)

1.一种路径行走方法，其特征在于，所述路径行走方法应用于机器人，所述路径行走方法包括以下步骤：
S10、判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
S20、若是，则确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标，在能够直达所述终点坐标时直接前往所述终点坐标，在无法直达所述终点坐标时确定最长直线路径，以按照所述直线路径进行行走，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向执行所述步骤S10；
S30、若否，根据所述当前索引坐标确定路径偏离程度，根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作，并基于纠偏操作后的行走方向执行所述步骤S20，直至到达所述路径坐标数组中的终点坐标。
2.如权利要求1所述的路径行走方法，其特征在于，所述确定最长直线路径的步骤，包括：
从所述路径坐标数组中确定行走方向发生改变时所对应的第一索引坐标，并将所述当前索引坐标和所述第一索引坐标进行连接得到直线路径。
3.如权利要求1所述的路径行走方法，其特征在于，所述在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向的步骤，包括：
在所述直线路径中存在障碍物时确定第一目标行径角，并根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值调整当前行走方向；
根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值调整当前行走方向，包括：
根据机器人的当前朝向角和所述第一目标行径角之间的角度差值实时调整机器人两轮之间的轮速，以调整当前行走方向。
4.如权利要求3所述的路径行走方法，其特征在于，所述在所述直线路径中存在障碍物时确定第一目标行径角的步骤，包括：
在所述直线路径中存在障碍物时获取与所述当前索引坐标相邻的第二索引坐标，并根据所述当前索引坐标和所述第二索引坐标的连线确定第一目标行径角，其中，所述第二索引坐标为所述路径坐标数组中的索引坐标。
5.如权利要求1所述的路径行走方法，其特征在于，所述确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标的步骤，包括：
确定所述当前索引坐标与所述终点坐标连线中间是否会经过障碍物；
若没有障碍物则确定能够直达所述终点坐标。
6.如权利要求1所述的路径行走方法，其特征在于，所述路径偏离程度包括：一级路径偏离；
所述根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作的步骤，包括：
在所述路径偏离程度为所述一级路径偏离时，基于所述当前索引坐标直接获取所述路径坐标数组中的行走方向发生改变时对应的第三索引坐标；
根据所述当前索引坐标和所述第三索引坐标的连线确定第二目标行径角，并基于所述第二目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
7.如权利要求1所述的路径行走方法，其特征在于，所述路径偏离程度包括：二级路径偏离；
所述根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作的步骤，还包括：
在所述路径偏离程度为所述二级路径偏离程度时，获取在路径偏离之前路径数组中的第四索引坐标，并确定路径数组中前进方向上与所述第四索引坐标相间隔的第五索引坐标；
根据所述当前索引坐标和所述第五索引坐标的连线确定第三目标行径角，并根据所述第三目标行径角对当前的行走方向进行纠偏操作。
8.如权利要求1所述的路径行走方法，其特征在于，所述路径偏离程度包括：三级路径偏离；
所述根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作的步骤，还包括：
在所述路径偏离程度为所述三级路径偏离时直接返回距离所述当前索引坐标距离最近的第六索引坐标，以完成对当前行走方向的纠偏操作，其中，所述第六索引坐标为所述路径坐标数组中的索引坐标。
9.一种路径行走系统，其特征在于，所述路径行走系统包括：
判断模块，用于判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
调整模块，用于确定能否直达所述路径坐标数组中的终点坐标，在能够直达所述终点坐标时直接前往所述终点坐标，在无法直达所述终点坐标时确定最长直线路径，以按照所述直线路径进行行走，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标；
纠偏模块，用于基于所述当前索引坐标确定路径偏离程度，根据所述路径偏离程度针对当前行走方向进行纠偏操作，并在基于纠偏操作后的行走方向确定最长直线路径，并在所述直线路径中存在障碍物时调整当前行走方向，基于调整后的行走方向判断当前索引坐标是否为预设的路径坐标数组中的索引坐标，直至到达所述路径坐标数组中的终点坐标。
10.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的路径行走程序，所述路径行走程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的路径行走方法的步骤。
CN202210199625.XA 2022-03-01 2022-03-01 路径行走方法、系统、终端设备 Pending CN114527764A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210199625.XA CN114527764A (zh) 2022-03-01 2022-03-01 路径行走方法、系统、终端设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210199625.XA CN114527764A (zh) 2022-03-01 2022-03-01 路径行走方法、系统、终端设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114527764A true CN114527764A (zh) 2022-05-24

Family

ID=81625842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210199625.XA Pending CN114527764A (zh) 2022-03-01 2022-03-01 路径行走方法、系统、终端设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114527764A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114847809A (zh) * 2022-07-07 2022-08-05 深圳市云鼠科技开发有限公司 清洁机器人的环境探索方法、装置、清洁机器人及介质

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114847809A (zh) * 2022-07-07 2022-08-05 深圳市云鼠科技开发有限公司 清洁机器人的环境探索方法、装置、清洁机器人及介质
CN114847809B (zh) * 2022-07-07 2022-09-20 深圳市云鼠科技开发有限公司 清洁机器人的环境探索方法、装置、清洁机器人及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sedighi et al. Guided hybrid A-star path planning algorithm for valet parking applications
CN110260867B (zh) 一种机器人导航中位姿确定、纠正的方法、设备及装置
JP7212074B2 (ja) 自律移動ロボットの縁沿い走行の制御方法
EP4102186A1 (en) Method for constructing self-driving map and related device
CN107179078A (zh) 一种基于时间窗优化的agv路径规划方法
EP2821876A2 (en) Route planning method, route planning unit, and autonomous mobile device
JP2017016645A (ja) 半自律車両、及び、半自律車両を制御する方法
CN111006667B (zh) 高速场景下的自动驾驶轨迹生成系统
Pecora et al. On mission-dependent coordination of multiple vehicles under spatial and temporal constraints
CN111256722A (zh) 一种路径规划方法、装置、设备和存储介质
JP2010160735A (ja) 移動ロボット、走行計画マップ生成方法、管理システム
JPH10260724A (ja) 通路環境の地図生成方法
CN114527764A (zh) 路径行走方法、系统、终端设备
Gu et al. Runtime-bounded tunable motion planning for autonomous driving
CN113031616A (zh) 一种清洁机器人返回路径规划方法、系统和清洁机器人
JP2019105578A (ja) 車線変更可否判定システムおよび車線変更可否判定プログラム
CN114995464B (zh) 局部路径规划的控制方法及装置、机器人、存储介质
CN113448325A (zh) 一种扫地机器人控制方法及扫地机器人
CN113485378B (zh) 基于交通规则的移动机器人路径规划方法、系统及存储介质
CN116149314A (zh) 机器人全覆盖作业方法、装置及机器人
CN114442634A (zh) 一种车辆的路径规划方法、装置、设备及介质
Björnberg Shared control for vehicle teleoperation with a virtual environment interface
CN111158370B (zh) 一种自动导引车agv部署方法、系统及自动导引车agv
CN114397893A (zh) 路径规划方法、机器人清扫方法及相关设备
CN113176784A (zh) 一种用于自动驾驶的时空联合轨迹优化方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination