CN114625145A - 足式机器人控制方法、装置、足式机器人及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种足式机器人控制方法、装置、足式机器人及存储介质，可实现在不平整地区收获杂草、农作物等植物。一种足式机器人控制方法，应用于足式机器人，所述方法包括：根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径；所述全局路径包括全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点；所述全局地图包括预收获植物信息；所述相近方向是下一个运行方向为多个待选方向中与当前运行方向的角度偏差最小的方向；根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物。

Description

足式机器人控制方法、装置、足式机器人及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及一种机器人领域，特别涉及足式机器人控制方法、装置、足式机器人及存储介质。

背景技术

机器人可运用在农业生产中来促进现代农业的发展。对于果园、山地等处于不平整地区的地形，一般的轮式机器人无法适用这种地形。为了实现果园清除杂草、收割山地里的农作物等，可采用带有机械臂的足式机器人代替一般的轮式机器人来做农活。但是，目前还没有针对足式机器人在不平整地区进行果园清除杂草、收割山地里的农作物的方法。

发明内容

鉴于以上内容，本申请实施例提供一种足式机器人控制方法、装置、足式机器人及存储介质，可实现在不平整地区收获杂草、农作物等预收获植物。

第一方面，本申请的一实施例提供一种足式机器人控制方法，应用于足式机器人，所述方法包括：根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径；所述全局路径包括全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点；所述全局地图包括预收获植物信息；所述相近方向是下一个运行方向为多个待选方向中与当前运行方向的角度偏差最小的方向；根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物。

根据本申请的一些实施例，所述根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径，包括：根据所述足式机器人的尺寸以及所述足式机器人的机械臂的工作空间确定所述全局可通行地图的分辨率；其中，所述足式机器人的尺寸以及所述机械臂的工作空间越大，所述分辨率越低；根据所述分辨率调低预先获取的所述全局可通行地图的分辨率来获取目标全局可通行地图；根据所述全局地图和所述目标全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划所述全局路径；所述全局路径包括目标全局可通过地图中可通行区域的所有栅格点。

根据本申请的一些实施例，所述根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划所述全局路径包括：从所述全局路径的起点开始，从栅格点集中确定与当前点相邻且与所述当前点所形成的向量的方向和所述当前点与所述当前点的前一个点所形成的向量的方向为最相近方向的点为下一个点，直至所述栅格点集中的所有点被确定；所述栅格点集为所述可通行区域的所有栅格点组成的集合；与当前点相邻为在当前点周围360度方向上与当前点之间的距离分别为最近；所述下一个点排除所述栅格点集中已确定的用于形成所述全局路径的点；按照所述栅格点集中的点被确定的顺序形成所述全局路径。

根据本申请的一些实施例，所述根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划所述全局路径还包括：若所述当前点为所述全局路径的起点，则从所述栅格点集中确定与所述起点最近的点为所述下一个点。

根据本申请的一些实施例，所述根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物包括：控制所述足式机器人在所述全局路径的起点收获所述预收获植物；获取预设范围内所述足式机器人周围的局部地图及局部可通行地图；根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述全局路径、所述足式机器人的机械臂的信息和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径；根据所述局部路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物；继续更新所述局部路径及收获所述预收获植物，直至所述全局路径全部完成更新。

根据本申请的一些实施例，所述预设范围为所述足式机器人的感知范围，所述根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述全局路径、所述足式机器人的机械臂的臂长信息和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径，包括：根据所述全局路径、所述足式机器人的当前位置及所述足式机器人的机械臂的臂长信息确定目标点，所述目标点为所述全局路径上的点，所述目标点距离所述足式机器人的当前位置最远，且距离所述当前位置的所述足式机器人的机械臂所形成的圆最近；根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述目标点和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径。

根据本申请的一些实施例，在所述全局地图和局部地图中，存在所述预收获植物的区域为可通行区域。

第二方面，本申请的一实施例提供一种足式机器人控制装置，所述装置包括：路径规划单元，用于根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径；所述全局路径包括全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点；所述全局地图包括预收获植物信息；所述相近方向是下一个运行方向为多个待选方向中与当前运行方向的角度偏差最小的方向；收获单元，用于根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物。

第三方面，本申请的一实施例提供一种足式机器人，所述足式机器人包括处理器和存储器，所述存储器用于存储程序指令，所述处理器调用所述程序指令时，实现如上第一方面任意一种可能的实施例所述的足式机器人控制方法。

第四方面，本申请的一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序使得计算机设备实现如上第一方面任意一种可能的实施例所述的足式机器人控制方法。

本申请的足式机器人控制方法、装置、足式机器人及存储介质，通过根据全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径，且使得全局路径包括全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点，可规划不平整地区的全局路径，且避免足式机器人行走过程中需要转较大的弯，同时还可实现全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点对应的预收获植物均被收获，从而可实现在不平整地区收获杂草、农作物等预收获植物，且在收获预收获植物时方便机器人的行走。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的足式机器人的立体示意图。

图2为本申请实施例的机器人的硬件结构示意图。

图3为本申请实施例的机器人控制方法的流程图。

图4为本申请实施例的果园俯视图。

图5为本申请实施例的2.5D全局路径的平面图。

图6为本申请实施例的机器人控制方法中的根据所述全局路径控制足式机器人收获预收获植物的流程图。

图7为本申请实施例的机器人控制装置的逻辑结构图。

主要元件符号说明

足式机器人 100

机械单元 101

通讯单元 102

传感单元 103

接口单元 104

存储单元 105

显示单元 106

输入单元 107

控制模块 110

电源 111

驱动板 1011

电机 1012

机械结构 1013

机身主体 1014

腿部 1015

足部 1016

头部结构 1017

尾巴结构 1018

载物结构 1019

鞍座结构 1020

摄像头结构 1021

显示面板 1061

触控面板 1071

输入设备 1072

触摸检测装置 1073

触摸控制器 1074

足式机器人控制装置 700

全局路径规划单元 701

收获单元 702

第一收获单元 7021

获取单元 7022

局部路径规划单元 7023

第二收获单元 7024

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

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。

在后续的描述中，使用用于表示部件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

请参阅图1，图1为本发明其中一个实施方式的足式机器人100的硬件结构示意图。在图1所示的实施方式中，足式机器人100包括机械单元101、通讯单元102、传感单元103、接口单元104、存储单元105、显示单元106、输入单元107、控制模块110、及电源111。足式机器人100的各种部件可以以任何方式连接，包括有线或无线连接等。本领域技术人员可以理解，图1中示出的足式机器人100的具体结构并不构成对足式机器人100的限定，足式机器人100可以包括比图示更多或更少的部件，某些部件也并不属于足式机器人100的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略，或者组合某些部件。

下面结合图1对足式机器人100的各个部件进行具体的介绍：

机械单元101为足式机器人100的硬件。如图1所示，机械单元101可包括驱动板1011、电机1012、及机械结构1013，如图2所示，机械结构1013可包括机身主体1014、可伸展的腿部1015、及足部1016，在其他实施方式中，机械结构1013还可包括可伸展的机械臂(图未示)、可转动的头部结构1017、可摇动的尾巴结构1018、载物结构1019、鞍座结构1020、及摄像头结构1021等。需要说明的是，机械单元101的各个部件模块可以为一个也可以为多个，可根据具体情况设置，比如腿部1015可为4个，每个腿部1015可配置3个电机1012，对应的电机1012为12个。

通讯单元102可用于信号的接收和发送，还可以通过与网络和其他设备通信，比如，接收遥控器或其他足式机器人100发送的按照特定步态以特定速度值向特定方向移动的指令信息后，传输给控制模块110处理。通讯单元102包括如WiFi模块、4G模块、5G模块、蓝牙模块、红外模块等。

传感单元103用于获取足式机器人100周围环境的信息数据以及监控足式机器人100内部各部件的参数数据，并发送给控制模块110。传感单元103包括多种传感器，如获取周围环境信息的传感器：激光雷达(用于远程物体检测、距离确定和/或速度值确定)、毫米波雷达(用于短程物体检测、距离确定和/或速度值确定)、摄像头、红外摄像头、全球导航卫星系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)等。如监控足式机器人100内部各部件的传感器：惯性测量单元(IMU，Inertial Measurement Unit)(用于测量速度值、加速度值和角速度值的值)，足底传感器(用于监测足底着力点位置、足底姿态、触地力大小和方向)、温度传感器(用于检测部件温度)。至于足式机器人100还可配置的载荷传感器、触摸传感器、电机角度传感器、扭矩传感器等其他传感器，在此不再赘述。

接口单元104可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等)并且将接收到的输入传输到足式机器人100内的一个或多个部件，或者可以用于向外部装置输出(例如，数据信息、电力等)。接口单元104可包括电源端口、数据端口(如USB端口)、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口等。

存储单元105用于存储软件程序以及各种数据。存储单元105可主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统程序、运动控制程序、应用程序(比如文本编辑器)等；数据存储区可存储足式机器人100在使用中所生成的数据(比如传感单元103获取的各种传感数据，日志文件数据)等。此外，存储单元105可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如磁盘存储器、闪存器、或其他易失性固态存储器。

显示单元106用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元106可包括显示面板1061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板1061。

输入单元107可用于接收输入的数字或字符信息。具体地，输入单元107可包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071，也称为触摸屏，可收集用户的触摸操作(比如用户使用手掌、手指或适合的附件在触控面板1071上或在触控面板1071附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。触控面板1071可包括触摸检测装置1073和触摸控制器1074两个部分。其中，触摸检测装置1073检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器1074；触摸控制器1074从触摸检测装置1073上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给控制模块110，并能接收控制模块110发来的命令并加以执行。除了触控面板1071，输入单元107还可以包括其他输入设备1072。具体地，其他输入设备1072可以包括但不限于遥控操作手柄等中的一种或多种，具体此处不做限定。

进一步的，触控面板1071可覆盖显示面板1061，当触控面板1071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给控制模块110以确定触摸事件的类型，随后控制模块110根据触摸事件的类型在显示面板1061上提供相应的视觉输出。虽然在图1中，触控面板1071与显示面板1061是作为两个独立的部件来分别实现输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板1071与显示面板1061集成而实现输入和输出功能，具体此处不做限定。

控制模块110是足式机器人100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个足式机器人100的各个部件，通过运行或执行存储在存储单元105内的软件程序，以及调用存储在存储单元105内的数据，从而对足式机器人100进行整体控制。

电源111用于给各个部件供电，电源111可包括电池和电源控制板，电源控制板用于控制电池充电、放电、以及功耗管理等功能。在图1所示的实施方式中，电源111电连接控制模块110，在其它的实施方式中，电源111还可以分别与传感单元103(比如摄像头、雷达、音箱等)、电机1012电性连接。需要说明的是，各个部件可以各自连接到不同的电源111，或者由相同的电源111供电。

在上述实施方式的基础上，具体地，在一些实施方式中，可以通过终端设备来与足式机器人100进行通信连接，在终端设备与足式机器人100进行通信时，可以通过终端设备来向足式机器人100发送指令信息，足式机器人100可通过通讯单元102来接收指令信息，并可在接收到指令信息的情况下，将指令信息传输至控制模块110，使得控制模块110可根据指令信息来处理得到目标速度值。终端设备包括但不限于：具备图像拍摄功能的手机、平板电脑、服务器、个人计算机、可穿戴智能设备、其它电器设备。

指令信息可以根据预设条件来确定。在一个实施方式中，足式机器人100可以包括传感单元103，传感单元103可根据足式机器人100所在的当前环境可生成指令信息。控制模块110可根据指令信息来判断足式机器人100的当前速度值是否满足对应的预设条件。若满足，则会保持足式机器人100的当前速度值和当前步态移动；若不满足，则会根据对应的预设条件来确定目标速度值和相应的目标步态，从而可控制足式机器人100以目标速度值和相应的目标步态移动。环境传感器可以包括温度传感器、气压传感器、视觉传感器、声音传感器。指令信息可以包括温度信息、气压信息、图像信息、声音信息。环境传感器与控制模块110之间的通信方式可以为有线通信，也可以为无线通信。无线通信的方式包括但不限于：无线网络、移动通信网络(3G、4G、5G等)、蓝牙、红外。

请参考图3，为本申请实施例的足式机器人控制方法的流程图。所述足式机器人控制方法应用于所述足式机器人。所述足式机器人控制方法包括：

步骤S301：根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径；所述全局路径包括全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点；所述全局地图包括预收获植物信息；所述相近方向是下一个运行方向为多个待选方向中与当前运行方向的角度偏差最小的方向。

在一些实施例中，所述全局地图可为果园的三维地图。请参考图4，为果园的俯视图。在图4中，黑色的点表示果树401。从图4中可看出，果树与果树之间具有一定的横向间距和纵向间距。其中，果树为足式机器人不可通行区域，果树以外为预收获植物的区域，所述预收获植物的区域为机器人的可通行区域。则，在所述全局地图中，存在所述预收获植物的区域为可通行区域。所述预收获植物可为杂草。可理解，所述全局地图还可为二维地图，或者其他三维地图，例如为山地的三维地图等，此时所述山地中的预收获植物为农作物，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，在根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径之前，所述方法还包括：控制所述足式机器人在工作区域内遍历行走；通过足式机器人的传感器获取周围环境信息；根据所述传感器获取的周围环境信息建立全局地图；根据全局地图和足式机器人的运控性能参数建立足式机器人的全局可通行地图。在一些实施例中，可通过遥控器，终端，或者足式机器人内的软件直接控制所述足式机器人在工作区域内遍历行走。所述工作区域可为果园、山地等。所述传感器可为激光雷达、毫米波雷达、摄像头、红外摄像头等中的至少一种。所述全局地图可为三维高程地图。足式机器人的运控性能参数包括足式机器人的抬腿高度参数、足式机器人的横跨斜坡坡度参数、足式机器人的步长参数等。所述足式机器人的抬腿高度参数表示足式机器人能够上的台阶高度限值，所述足式机器人的横跨斜坡坡度参数表示足式机器人能够跨的斜坡坡度限值，所述足式机器人的步长参数表示足式机器人的步长限值。

在一些实施例中，全局地图还可为从终端设备获取，终端设备可为具备图像拍摄功能的手机、平板电脑、服务器、个人计算机、可穿戴智能设备等，此时足式机器人可根据获取的全局地图和足式机器人的运控性能参数建立足式机器人的全局可通行地图，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，全局地图和全局可通行地图还可为从终端设备获取，终端设备可为具备图像拍摄功能的手机、平板电脑、服务器、个人计算机、可穿戴智能设备等，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，所述全局可通行地图为栅格地图，其中，全局可通行地图中的可通行区域的所有栅格点构成机器人的全局路径。

在一些实施例中，所述全局路径的起点可为所述足式机器人的当前位置。可理解，所述全局路径的起点还可为所述工作区域内的用户预设的一点或任意一点，足式机器人可被控制移动至所述全局路径的起点，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，所述根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划所述全局路径包括：从所述全局路径的起点开始，从栅格点集中确定与当前点相邻且与所述当前点所形成的向量的方向和所述当前点与所述当前点的前一个点所形成的向量的方向为相近方向的点为下一个点，直至所述栅格点集中的所有点被确定；所述栅格点集为所述可通行区域的所有栅格点组成的集合；与当前点相邻为在当前点周围360度方向上与当前点之间的距离分别为最近；所述下一个点排除所述栅格点集中已确定的用于形成所述全局路径的点；按照所述栅格点集中的点被确定的顺序形成所述全局路径。

在一些实施例中，若所述当前点为所述全局路径的起点，则从所述栅格点集中确定与所述起点最近的点为所述下一个点。例如，pr为全局路径的起点，若当前点为pr，栅格点集为Pt，则可从栅格点集Pt中选取距离起点pr位置最近的点pi作为下一个点。

在一些实施例中，所述向量的方向为朝向所述向量的方位角最接近的栅格中心的方向。例如，前一个点为pr，当前点为pi，前一个点pr和当前点pi所形成的向量的方位角wc为60°。其中，方位角wc不是正好为0°，45°，90°，135°，180°，225°，270°，315°，或者360°。由于全局可通行地图为栅格地图，足式机器人的行走方向需要为当前栅格与当前栅格周围的8个栅格的中心所形成的方向，即方位角集Ws{0°，45°，90°，135°，180°，225°，270°，315°，360°}中的一个方向。因此，所述向量的方向为方位角集Ws中与方位角wc偏差最小的一个方位角45°。

在一些实施例中，所述从所述栅格点集中确定与当前点相邻且与所述当前点所形成的向量的方向和所述当前点与所述当前点的前一个点所形成的向量的方向为相近方向的点为下一个点包括：确定所述栅格点集中与所述当前点相邻的所有点；从所述所有点中确定与所述当前点所形成的向量的方向与所述当前点与所述当前点的前一个点所形成的向量的方向偏差最小的点为下一个点。例如，当前点为pi，当前点与前一个点所形成的向量的方向为wi，栅格点集为Pt，则从栅格点集Pt中找出与所述当前点pi相邻的所有点Pin，并从所有点Pin中确定最优点pi1为下一个点，其中，最优点pi1与当前点pi形成的向量的方向wi1与当前点与前一个点所形成的向量的方向wi偏差最小。

可理解，若上述的点pi1为当前点，则可继续从栅格点集Pt中找出与所述当前点pi1相邻的所有点Pnn，并从所有点Pnn中确定最优点pn1为下一个点，其中，最优点pn1与当前点pi1形成的向量的方向wn1与当前点与前一个点所形成的向量的方向wi1偏差最小，并继续执行从栅格点集pt中找出与当前点形成的相邻的方向和当前点与前一个点所形成的向量的方向偏差最小的下一个点，直至栅格点集Pt中的所有点被确定，则可根据确定的栅格点集中的点确定全局路径，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，所述方法还包括：从所述栅格点集中删除确定的下一个点。所述直至所述栅格点集中的所有点被确定包括：直至所述栅格点集为空。从而，在确定一个下一个点后，可从所述栅格点集中删除一个确定的下一个点，则在所述栅格点集中的所有点被确定后，栅格点集中的所有点会被删除掉，则在所述栅格点集会为空时，可确定所述栅格点集中的所有点被确定。从而，可使得下一个点排除了为所述栅格点集中已确定的用于形成所述全局路径的点。

在一些实施例中，可在每次从栅格点集中确定一个下一个点后，将所述下一个点与已确定的栅格点集中的其他点所形成的路径的终点连线来最终形成全局路径。在一些实施例中，可在栅格点集为空后，按照栅格点集中的所有点被确定的顺序逐一连线来形成全局路径。所述被确定的顺序可为被确定的时间从先到后的顺序，或者可为被确定的时间从后到先的顺序，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，所述全局路径可为2.5D全局路径。可理解，所述全局路径还可为2D全局路径，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，所述根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径，包括：根据所述足式机器人的尺寸以及所述足式机器人的机械臂的工作空间确定所述全局可通行地图的分辨率；根据所述分辨率调低预先获取的所述全局可通行地图的分辨率来获取目标全局可通行地图；根据所述全局地图和所述目标全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划所述全局路径；所述全局路径包括目标全局可通过地图中可通行区域的所有栅格点。在一些实施例中，所述足式机器人的尺寸以及所述机械臂的工作空间越大，所述分辨率越低。例如，若足式机器人的尺寸和足式机器人的机械臂的工作空间较大，则可将足式机器人可通行地图的分辨率从5厘米调整为30厘米。从而，可通过低分辨率的足式机器人的可通行地图实现足式机器人的高计算速度。在一些实施例中，所述足式机器人的工作范围为所述足式机器人的机械臂可达到的空间区域。可理解，相应地，上述各实施例中的具体规划全局路径可为根据目标全局可通行地图规划全局路径。

请参考图5，为本申请实施例的全局路径的平面图。在图5中，黑色的点表示果树501，黑色的直线表示规划的全局路径502。从图5中可看出，所述全局路径502可以避开果树501并覆盖所有的可通行区域。

步骤S302：根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物。

在一些实施例中，如图6所示，所述根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物包括：

步骤S601：控制所述足式机器人在所述全局路径的起点收获所述预收获植物。

在一些实施例中，控制所述足式机器人在所述全局路径的起点收获所述预收获植物可包括：控制足式机器人在所述全局路径的起点旋转360°，并控制足式机器人的机械臂在足式机器人旋转时收获预收获植物。

可理解，在足式机器人的机械臂收获预收获植物后，例如清除杂草后，足式机器人周围的地面将露出。此时，足式机器人工作区域的环境信息可能会发生变化。

步骤S602：获取预设范围内所述足式机器人周围的局部地图及局部可通行地图。

在一些实施例中，获取预设范围内所述足式机器人周围的局部地图及局部可通行地图可包括：通过足式机器人的传感器获取收获预收获植物后的周围环境信息；根据所述传感器获取的周围环境信息建立预设范围内所述足式机器人周围的局部地图；根据局部地图和足式机器人的运控性能参数建立足式机器人的局部可通行地图。在一些实施例中，所述预设范围为所述足式机器人的传感器所感知的范围。所述局部地图可为三维局部地图。

在一些实施例中，所述局部地图还可为从其他外部设备获取，所述外部设备可为具备图像拍摄功能的无人飞行器、手机、可穿戴智能设备等，此时足式机器人可根据获取的局部地图和足式机器人的运控性能参数建立足式机器人的局部可通行地图，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，所述局部地图和所述局部可通行地图还可为从其他外部设备获取，所述外部设备可为具备图像拍摄功能的无人飞行器、手机、可穿戴智能设备等，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，在所述局部地图中，存在所述预收获植物的区域为可通行区域。

步骤603：根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述全局路径、所述足式机器人的机械臂的信息和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径。

在一些实施例中，根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述全局路径、所述足式机器人的机械臂的信息和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径包括：根据所述全局路径、所述足式机器人的当前位置及所述足式机器人的机械臂的臂长信息确定目标点，所述目标点为所述全局路径上的点，所述目标点距离所述足式机器人的当前位置最远，且距离所述当前位置的所述足式机器人的机械臂所形成的圆最近；根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述目标点和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径。

在一些实施例中，根据所述全局路径、所述足式机器人的当前位置及所述足式机器人的机械臂的臂长信息确定目标点可在步骤S601之前执行。

在一些实施例中，距离所述当前位置的所述足式机器人的机械臂所形成的圆最近为，所述足式机器人的机械臂所形成的圆上至少存在一点与所述目标点之间的距离为所述全局路径上的每个点与所述足式机器人的机械臂所形成的圆上的每个点之间的距离中的最小距离。在一些实施例中，所述目标点在足式机器人的机械臂的工作范围内。

在一些实施例中，根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述目标点和所述足式机器人的当前位置，通过A星(A-Star，A*)等算法确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径。可理解，本案还可通过其他算法确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径，本申请对此不作限制。

步骤S604：根据所述局部路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物。

在一些实施例中，根据所述局部路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物包括：根据所述局部路径进行路径跟踪；判断足式机器人前方是否存在预收获植物；若足式机器人前方存在预收获植物，则控制足式机器人的机械臂收获预收获植物。

在一些实施例中，可根据传感器获取的环境信息、所述局部地图、所述局部可通行地图判断足式机器人前方是否存在预收获植物。

可理解，所述足式机器人还可采用其他方式收获所述预收获植物，例如，在进行路径跟踪时，旋转一定的角度来收获所述预收获植物，本申请对此不作限制。

步骤S605：继续更新所述局部路径及收获所述预收获植物，直至所述全局路径全部完成更新。

在一些实施例中，继续更新所述局部路径及收获所述预收获植物，直至所述全局路径全部完成更新，可包括：判断所述全局路径是否全部完成更新；若所述全局路径没有全部完成更新，则继续更新所述局部路径及收获所述预收获植物直至所述全局路径全部完成更新。

在一些实施例中，可通过比对已更新的局部路径和所述全局路径来判断所述全局路径是否全部完成更新。例如，若已更新的局部路径的终点不是所述全局路径的终点，则判断所述全局路径没有全部完成更新。若已更新的局部路径的终点是所述全局路径的终点，则判断所述全局路径全部完成更新。

在一些实施例中，若所述全局路径没有全部完成更新，则更新所述局部路径及收获所述预收获植物是循环进行的。在足式机器人收获工作范围内的预收获植物的过程中，所述方法持续更新所述全局路径的局部路径及根据更新的局部路径收获所述预收获植物，并判断所述全局路径是否全部完成更新。若所述全局路径没有全部完成更新，则维持全局路径的局部路径的更新及根据更新的局部路径收获所述预收获植物。若所述全局路径全部完成更新，则完成对工作范围内的预收获植物的收获任务。

可理解，所述全局可通行地图的分辨率可为所述足式机器人的机械臂可达到的工作空间，所述工作空间可为圆形。例如，所述足式机器人的机械臂的臂长信息为25厘米，则所述足式机器人的机械臂可达到的工作空间的半径为25厘米，所述全局可通行地图的分辨率可为25厘米，从而全局路径上的任意两个相邻的路径点所对应的实际距离为25厘米，即为机械臂的臂长信息。相应地，步骤S603可为根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述全局路径上的当前路径点的下一个路径点和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径；其中，所述当前路径点为所述足式机器人的当前位置对应在所述全局路径上的路径点，此时，所述目标点为所述全局路径上的当前路径点的下一个路径点，其中，所述当前路径点为所述足式机器人的当前位置对应在所述全局路径上的路径点，本申请对此不作限制。

请参考图7，为本申请实施例的足式机器人控制装置的逻辑结构图。所述足式机器人控制装置700包括全局路径规划单元701及收获单元702。全局路径规划单元701用于根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径；所述全局路径包括全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点；所述全局地图包括预收获植物信息；所述相近方向是下一个运行方向为多个待选方向中与当前运行方向的角度偏差最小的方向。所述收获单元702用于根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物。

在一些实施例中，所述全局路径规划单元701还用于根据所述足式机器人的尺寸以及所述足式机器人的机械臂的工作空间确定所述全局可通行地图的分辨率；其中，所述足式机器人的尺寸以及所述机械臂的工作空间越大，所述分辨率越低。所述全局路径规划单元701还用于根据所述分辨率调低预先获取的所述全局可通行地图的分辨率来获取目标全局可通行地图。所述全局路径规划单元701还用于根据所述全局地图和所述目标全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划所述全局路径；所述全局路径包括目标全局可通过地图中可通行区域的所有栅格点。

预收获在一些实施例中，所述全局路径的起点包括所述足式机器人的当前位置。

在一些实施例中，所述全局路径规划单元701还用于从所述全局路径的起点开始，从栅格点集中确定与当前点相邻且与所述当前点所形成的向量的方向和所述当前点与所述当前点的前一个点所形成的向量的方向为相近方向的点为下一个点，直至所述栅格点集中的所有点被确定；所述栅格点集为所述可通行区域的所有栅格点组成的集合。所述全局路径规划单元701还用于按照所述栅格点集中的点被确定的顺序形成所述全局路径。

在一些实施例中，所述全局路径规划单元701还用于若所述当前点为所述全局路径的起点，则从所述栅格点集中确定与所述起点最近的点为所述下一个点。

在一些实施例中，所述向量的方向为朝向所述向量的方位角最接近的栅格中心的方向。

在一些实施例中，所述全局路径规划单元701还用于确定所述栅格点集中与所述当前点相邻的所有点。所述全局路径规划单元701还用于从所述所有点中确定与所述当前点所形成的向量的方向与所述当前点与所述当前点的前一个点所形成的向量的方向偏差最小的点为下一个点。

在一些实施例中，所述全局路径规划单元701还用于从所述栅格点集中删除确定的下一个点。则，所述直至所述栅格点集中的所有点被确定为直至所述栅格点集为空。

在一些实施例中，所述收获单元702包括第一收获单元7021、获取单元7022、局部路径规划单元7023、及第二收获单元7024。所述第一收获单元7021用于控制所述足式机器人在所述全局路径的起点收获所述预收获植物。所述获取单元7022用于获取预设范围内所述足式机器人周围的局部地图及局部可通行地图。所述局部路径规划单元7023用于根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述全局路径、所述足式机器人的机械臂的信息和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径。所述第二收获单元7024用于根据所述局部路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物。所述局部路径规划单元7023还用于继续更新所述局部路径及收获所述预收获植物，直至所述全局路径全部完成更新。

在一些实施例中，所述局部路径规划单元7023还用于根据所述全局路径、所述足式机器人的当前位置及所述足式机器人的机械臂的臂长信息确定目标点，所述目标点为所述全局路径上的点，所述目标点距离所述足式机器人的当前位置最远，且距离所述当前位置的所述足式机器人的机械臂所形成的圆最近。所述局部路径规划单元7023还用于根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述目标点和所述预收获足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的全局路径中的局部路径。

在一些实施例中，在所述全局地图和局部地图中，存在所述预收获植物的区域为可通行区域。

预收获在一些实施例中，所述第二收获单元7024还用于根据所述局部路径进行路径跟踪。所述第二收获单元7024还用于判断所述足式机器人前方是否存在预收获植物。所述第二收获单元7024还用于若所述足式机器人前方存在预收获植物，则控制所述足式机器人的机械臂收获预收获植物。

本申请实施例中描述的足式机器人控制装置700可以用来实施上述足式机器人控制方法中所述足式机器人执行的操作。

除以上方法和装置外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在处理器上运行时，实现足式机器人控制方法。

本申请通过根据全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径，且使得全局路径包括全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点，可规划不平整地区的全局路径，且避免足式机器人行走过程中需要转较大的弯，同时还可实现全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点对应的预收获植物均被收获，从而可实现在不平整地区收获杂草、农作物等预收获植物，且在收获预收获植物时方便机器人的行走。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅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装置，或一些特征可以忽略，或不执行。

另外，在本申请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，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例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所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，所述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个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请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、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种足式机器人控制方法，应用于足式机器人，其特征在于，所述方法包括：

根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径；所述全局路径包括全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点；所述全局地图包括预收获植物信息；所述相近方向是下一个运行方向为多个待选方向中与当前运行方向的角度偏差最小的方向；

根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径，包括：

根据所述足式机器人的尺寸以及所述足式机器人的机械臂的工作空间确定所述全局可通行地图的分辨率；其中，所述足式机器人的尺寸以及所述机械臂的工作空间越大，所述分辨率越低；

根据所述分辨率调低预先获取的所述全局可通行地图的分辨率来获取目标全局可通行地图；

根据所述全局地图和所述目标全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划所述全局路径；所述全局路径包括目标全局可通过地图中可通行区域的所有栅格点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划所述全局路径包括：

从所述全局路径的起点开始，从栅格点集中确定与当前点相邻且与所述当前点所形成的向量的方向和所述当前点与所述当前点的前一个点所形成的向量的方向为最相近方向的点为下一个点，直至所述栅格点集中的所有点被确定；所述栅格点集为所述可通行区域的所有栅格点组成的集合；与当前点相邻为在当前点周围360度方向上与当前点之间的距离分别为最近；所述下一个点排除所述栅格点集中已确定的用于形成所述全局路径的点；

按照所述栅格点集中的点被确定的顺序形成所述全局路径。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划所述全局路径还包括：

若所述当前点为所述全局路径的起点，则从所述栅格点集中确定与所述起点最近的点为所述下一个点。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物包括：

控制所述足式机器人在所述全局路径的起点收获所述预收获植物；

获取预设范围内所述足式机器人周围的局部地图及局部可通行地图；

根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述全局路径、所述足式机器人的机械臂的信息和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径；

根据所述局部路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物；

继续更新所述局部路径及收获所述预收获植物，直至所述全局路径全部完成更新。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设范围为所述足式机器人的感知范围，所述根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述全局路径、所述足式机器人的机械臂的臂长信息和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径，包括：

根据所述全局路径、所述足式机器人的当前位置及所述足式机器人的机械臂的臂长信息确定目标点，所述目标点为所述全局路径上的点，所述目标点距离所述足式机器人的当前位置最远，且距离所述当前位置的所述足式机器人的机械臂所形成的圆最近；

根据所述局部地图、所述局部可通行地图、所述目标点和所述足式机器人的当前位置，确定所述足式机器人的所述全局路径中的局部路径。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：在所述全局地图和局部地图中，存在所述预收获植物的区域为可通行区域。

8.一种足式机器人控制装置，其特征在于，所述装置包括：

路径规划单元，用于根据预先获取的全局地图和全局可通行地图按照沿相近方向前进原则规划全局路径；所述全局路径包括全局可通行地图中可通行区域的所有栅格点；所述全局地图包括预收获植物信息；所述相近方向是下一个运行方向为多个待选方向中与当前运行方向的角度偏差最小的方向；

收获单元，用于根据所述全局路径控制所述足式机器人收获所述预收获植物。

9.一种足式机器人，其特征在于，所述足式机器人包括处理器和存储器，所述存储器用于存储程序指令，所述处理器调用所述程序指令时，实现如权利要求1至7中任一项所述的足式机器人控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序使得计算机设备实现如权利要求1至7中任一项所述的足式机器人控制方法。

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