CN114578379A - 识别柔性障碍物的方法、装置及自行走设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种识别柔性障碍物的方法、装置及自行走设备，用于自行走设备，所述自行走设备包括出风口，所述识别方法包括：检测行走方向上是否存在障碍物；若存在障碍物，所述自行走设备根据障碍物的位置调整方位，使得所述出风口面向障碍物；自行走设备停止行走，向障碍物输出空气流并发射检测信号；接收障碍物的多组反射信号，判断多组反射信号是否相同；若多组反射信号不同，判断所述障碍物为柔性障碍物。本申请通过提供柔性障碍物的识别方法，自行走设备能够及早进行避让，避免弄脏或损坏窗帘，也避免机器本身被缠绕困住，确保清扫任务的顺利进行，同时提升机器对工作环境的友好度，改善用户体验。

Description

识别柔性障碍物的方法、装置及自行走设备

技术领域

本申请涉及控制领域，尤其涉及一种障碍物检测的方法、装置及自行走设备。

背景技术

在家庭环境中，落地窗帘、床单下摆、沙发套下摆等柔性障碍物是较为常见的。现有自行走设备(比如扫地机器人、擦地机器人等)，在执行任务过程中，将柔性障碍物和普通障碍物(通常为刚性)等同处理，即通过感知传感器，获取障碍物与机身的距离，以确定是否需要进行避让。

当自行走设备与柔性障碍物距离很小时，自行走设备的侧边容易挤压柔性障碍物而使其发生变形，无法可靠地进行避让，使得自行走设备陷入窗帘之中，并被窗帘包裹缠绕，或者自行走设备将窗帘卷入底盘，弄脏甚至损坏窗帘，同时也使得自行走设备的任务中止。

发明内容

本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本申请提供一种识别柔性障碍物的方法，用于自行走设备，所述自行走设备包括出风口，所述识别方法包括：检测行走方向上是否存在障碍物；若存在障碍物，所述自行走设备根据障碍物的位置调整方位，使得所述出风口面向障碍物；自行走设备停止行走，向障碍物输出空气流并发射检测信号；接收障碍物的多组反射信号，判断多组反射信号是否相同；若多组反射信号不同，判断所述障碍物为柔性障碍物。

进一步的，所述自行走设备根据障碍物的位置调整方位的步骤包括：自行走设备靠近障碍物并转向，以使所述出风口靠近并面向所述障碍物；其中，所述出风口与所述障碍物的距离不大于所述自行走设备的宽度的一半。

进一步的，判断所述障碍物为柔性障碍物的步骤包括：当反射信号中的任两组反射信号的差值大于预设值时，判断当前障碍物为柔性障碍物。

进一步的，所述方法还包括：停止向所述柔性障碍物吹风，检测所述柔性障碍物的静态位置；调整自行走设备与柔性障碍物的距离；自行走设备沿所述静态位置的边缘行走。

进一步的，所述柔性障碍物的静态位置为虚拟矩形区域，所述柔性障碍物位于所述虚拟矩形区域内部；所述自行走设备与所述柔性障碍物的最小距离与虚拟矩形区域的短边的比值为1/4～1/2。

进一步的，所述方法还包括：在自行走设备调整方位前，判断所述障碍物是否为大尺寸障碍物；若所述障碍物为大尺寸障碍物，所述自行走设备根据大尺寸障碍物的位置调整方位。

进一步的，所述大尺寸障碍物的宽度与自行走设备的宽度的比值不小于1。

另一方面，本申请还提供一种识别柔性障碍物的装置，所述装置包括检测模块、第一判断模块、行走模块、风机模块及第二判断模块，检测模块配置为发射检测信号；第一判断模块配置为基于反射信号判断是否存在障碍物；行走模块配置为实现行走动作；风机模块配置为产生空气流，所述空气流用于吹向障碍物；第二判断模块配置为根据障碍物的多组反射信号，判断障碍物是否为柔性障碍物。

又一方面，本申请还提供一种自行走设备，所述自行走设备包括如前所述的装置。

进一步的，所述检测模块为激光雷达。

本申请通过提供柔性障碍物的识别方法，自行走设备能够及早进行避让，避免弄脏或损坏窗帘，也避免机器本身被缠绕困住，确保清扫任务的顺利进行，同时提升机器对工作环境的友好度，改善用户体验。

附图说明

图1是本申请识别柔性障碍物的方法的流程示意图。

图2至图6是自行走设备进行清扫工作的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请提供一种识别柔性障碍物的方法，用于自行走设备，例如扫地机器人、擦地机器人等。所述自行走设备包括出风口，空气流可从出风口导出。

请结合图1，所述方法包括：

步骤S10：检测行走方向上是否存在障碍物。

步骤S20：若存在障碍物，所述自行走设备100根据障碍物的位置调整方位，使得所述出风口面向障碍物。

步骤S30：自行走设备停止行走，向障碍物输出空气流并发射检测信号。

步骤S40：接收障碍物的多组反射信号，判断多组反射信号是否相同。

步骤S50：若多组反射信号不同，判断所述障碍物为柔性障碍物。

结合图2，在步骤S10中，可通过激光雷达发出检测信号，并基于反射信号判断行走方向上是否存在障碍物。优选的，防止桌腿、椅腿等小尺寸障碍物构成干扰，首先判断障碍物是否为大尺寸障碍物，障碍物的尺寸可通过障碍物的反射信号来确定。可选的，大尺寸障碍物的宽度与自行走设备100的宽度的比值不小于1。以图2为例，宽度方向垂直于自行走设备100的行进方向。

结合图3，在步骤S20中，自行走设备100转向以使所述出风口靠近所述障碍物，所述出风口与所述障碍物的距离不大于所述自行走设备100的宽度的一半，以免距离太远，使得自行走设备100的出风无法造成障碍物周围的空气流动，也就无法使柔性障碍物发生变形。

在步骤S30中，在出风口靠近且面向障碍物时，开启吹风，同时发出检测信号。可选的，为避免风力过小而无法吹动柔性障碍物，可在检测时增大风力。

在步骤S40中，接收障碍物的多组(两组或两组以上)反射信号，并判断多组反射信号是否相同。多组反射信号可以是连续的多组，也可以是间隔开的多组。可选的，将人两组反射信号进行比较，进而确定反射信号是否相同。

在步骤S50中，当多组反射信号发生变化(任一组反射信号相对其他组反射信号存在差值，差值可用于表征柔性障碍物被风吹时的变形程度)时，说明障碍物是在移动的，因而可以判断当前障碍物为可以随风运动的柔性障碍物200。优选的，为防止误差造成的误判，可设定一个预设值，当任两组反射信号的差值大于预设值时，才会判断当前障碍物为柔性障碍物200。本实施例中，柔性障碍物为窗帘、床单下摆、沙发下摆等在风吹动时易于发生变形的障碍物。

请结合图4及图5，可选的，所述方法还包括在步骤S50后停止向所述柔性障碍物200吹风，获取所述柔性障碍物200的静态位置；调整自行走设备100与柔性障碍物200的距离；自行走设备100沿所述静态位置的边缘行走。

也就是说，在检测到柔性障碍物200后，自行走设备100首先确定柔性障碍物200的位置，再进行贴边清洁。可选的，可以将柔性障碍物200的静态位置视为虚拟矩形区域A，柔性障碍物200位于虚拟矩形区域A内，自行走设备沿虚拟矩形区域A的长边或短边行进。所述自行走设备与所述柔性障碍物200的最小距离与虚拟矩形区域A的短边的比值为1/4～1/2，进而使得自行走设备100与柔性障碍物保持适宜的距离行走(图4)，尽可能地清洁柔性障碍物的周边区域，同时避免与柔性障碍物接触。

当自行走设备行走到两个窗帘中间的位置时，检测模块检测到自身与障碍物的距离增大，此时自行走设备向障碍物靠近并判断其是否为柔性障碍物，即重复上述识别柔性障碍物的方法，其中第一次检测到的障碍物为非柔性障碍物，第二次检测到的障碍物为柔性障碍物。最终使得自行走设备沿图5及图6所示的轨迹行走，从而绕开柔性障碍物。

通常认为，墙壁两侧的窗帘的外形尺寸是大致相同的，因此可调用虚拟矩形区域的尺寸，控制自行走设备绕过该柔性障碍物。

另一方面，本申请还提供一种识别柔性障碍物的装置，所述装置包括检查模块、第一判断模块、行走模块、风机模块、第二判断模块，检测模块配置为发射检测信号；第一判断模块配置为基于反射信号判断是否存在障碍物；行走模块配置为实现行走动作；风机模块配置为产生空气流(或者说产生风)；第二判断模块配置为根据障碍物的多组反射信号是否相同，判断障碍物是否为柔性障碍物。可选的，所述检测模块为激光雷达单元，检测信号对应为激光雷达信号。

又一方面，本申请还提供一种自行走设备，例如扫地机器人、擦地机器人等能够自动行走且执行相应工作的设备。

本申请通过提供柔性障碍物的识别方法，自行走设备能够及早进行避让，避免弄脏或损坏窗帘，也避免机器本身被缠绕困住，确保清扫任务的顺利进行，同时提升机器对工作环境的友好度，改善用户体验。

以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种识别柔性障碍物的方法，用于自行走设备，所述自行走设备包括出风口，其特征在于，所述识别方法包括：

检测行走方向上是否存在障碍物；

若存在障碍物，所述自行走设备根据障碍物的位置调整方位，使得所述出风口面向障碍物；

自行走设备停止行走，向障碍物输出空气流并发射检测信号；

接收障碍物的多组反射信号，判断多组反射信号是否相同；

若多组反射信号不同，判断所述障碍物为柔性障碍物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自行走设备根据障碍物的位置调整方位的步骤包括：

自行走设备靠近障碍物并转向，以使所述出风口靠近并面向所述障碍物；

其中，所述出风口与所述障碍物的距离不大于所述自行走设备的宽度的一半。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，判断所述障碍物为柔性障碍物的步骤包括：

当反射信号中的任两组反射信号的差值大于预设值时，判断当前障碍物为柔性障碍物。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

停止向所述柔性障碍物吹风，检测所述柔性障碍物的静态位置；

调整自行走设备与柔性障碍物的距离；

自行走设备沿所述静态位置的边缘行走。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述柔性障碍物的静态位置为虚拟矩形区域，所述柔性障碍物位于所述虚拟矩形区域内部；

所述自行走设备与所述柔性障碍物的最小距离与虚拟矩形区域的短边的比值为1/4～1/2。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在自行走设备调整方位前，判断所述障碍物是否为大尺寸障碍物；

若所述障碍物为大尺寸障碍物，所述自行走设备根据大尺寸障碍物的位置调整方位。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述大尺寸障碍物的宽度与自行走设备的宽度的比值不小于1。

8.一种识别柔性障碍物的装置，其特征在于，所述装置包括：

检测模块，配置为发射检测信号；

第一判断模块，配置为基于反射信号判断是否存在障碍物；

行走模块，配置为实现行走动作；

风机模块，配置为产生空气流，所述空气流用于吹向障碍物；

第二判断模块，配置为根据障碍物的多组反射信号，判断障碍物是否为柔性障碍物。

9.一种自行走设备，其特征在于，所述自行走设备包括如权利要求8所述的装置。

10.如权利要求9所述的自行走设备，其特征在于，所述检测模块为激光雷达。

Images