CN114701986B - 执行机构的控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种执行机构的控制方法和控制装置。基于本申请，利用任务执行设备自身产生的感测信号，可以在该任务执行设备的执行机构的下降期间内，监测到表示碰撞即将发生或刚刚发生的危险事件，并且，响应于监测到的危险事件，可以立即停止执行机构的继续下降，以在碰撞发生之前就抑制可能出现的危害、或在碰撞刚刚发生时就抑制其产生的危害，从而，可以借助任务执行设备自身的感测能力，避免或减轻执行机构的下降操作可能产生的碰撞危害。
Description
技术领域
本申请涉及控制领域，特别涉及一种执行机构的控制方法、一种执行机构的控制装置、应用该控制方法的一种电子设备以及一种任务执行设备。
背景技术
随着科技发展，对物品的人工取放可以由执行机构代替。
例如，叉车装设有货叉，该货叉可以作为执行机构托举货物，并且，当被货叉托举的货物随叉车的移动而被运送到指定地点后，货叉下落即可将货物放置在该指定地点。
再例如，产品制造的流水线中，可以布置有机械手臂，该机械手臂可以作为执行机构将工件在工位之间取放。
在执行机构执行物品取放任务的过程中，执行机构通常会有拿取物品后的升举、以及意图放置物品的下降，其中，在执行机构的下降过程中，若有人或其他物品位于执行机构的下方，则，执行机构容易与人或其他物品发生碰撞，进而造成人身伤害、物品受损、或执行机构损伤等碰撞危害。
发明内容
在各实施例中，提供了一种执行机构的控制方法、一种执行机构的控制装置、应用该控制方法的一种电子设备以及一种任务执行设备，有助于避免或减轻执行机构的下降操作可能产生的碰撞危害。
在一个实施例中，提供了一种执行机构的控制方法，所述执行机构包括叉车的货叉，所述叉车还包括移动底盘、承载于所述移动底盘的货叉框架、以及感测机构，所述货叉装设于所述货叉框架，并且，所述控制方法包括：
利用所述感测机构产生的感测信号，监测所述货叉的下降期间内的危险事件，其中，所述危险事件表示所述货叉的下降存在碰撞危险；
响应于监测到的所述危险事件，停止所述货叉的下降，其中：
所述感测信号包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号，所述预设空间范围覆盖预先设定的危险位置区域，并且，所述危险位置区域包括与所述货叉的下降路径重叠的第一空间区域、以及邻近所述第一空间区域的第二空间区域；
所述感测机构包括装设于所述货叉框架的视觉定位机构和避障感测机构，其中：所述视觉定位机构的感测视野朝向所述货叉，所述预设空间范围包括针对所述视觉定位机构设定的第一扇区空间，并且，所述第一扇区空间以覆盖所述货叉的延伸方向为基准侧展；所述避障感测机构的感测视野朝向相对于所述货叉呈预定角度偏差的侧向方向，所述预设空间范围还包括针对所述避障感测机构设定的第二扇区空间，并且，所述第二扇区空间以所述侧向方向为基准侧展；
所述利用所述感测机构产生的感测信号，监测所述货叉的下降期间内的危险事件，包括：根据所述位置感测信号确定所述目标对象的空间位置信息；基于所述空间位置信息，将所述目标对象和所述危险位置区域进行定位匹配，其中，所述危险位置区域由所述叉车的设备坐标系中的设备模型表征；以及，基于所述定位匹配结果，确定所述目标对象与所述危险位置区域的相对位置关系，其中，所述相对位置关系用于表征所述目标对象是否位于危险位置区域内。
可选地，所述位置感测信号包括来自于所述视觉定位机构的三维位置信号、以及来自于所述避障感测机构的二维位置信号；所述根据所述位置感测信号确定所述目标对象的空间位置信息，包括：利用所述视觉定位机构在设备坐标系中的部署位置，将基于所述三维位置信号解算得到所述目标对象在所述视觉定位机构的第一视野坐标系中的三维空间位置、以及所述二维位置信号中包含的所述目标对象在所述避障感测机构的第二视野坐标系中的二维空间位置，分别转换为所述设备坐标系中的第一空间位置信息和第二空间位置信息；所述基于所述空间位置信息，将所述目标对象和所述危险位置区域进行定位匹配，包括：将所述第一空间位置信息和所述第二空间位置信息与所述设备坐标系中的所述设备模型进行定位匹配；所述基于所述定位匹配结果，确定所述目标对象与所述危险位置区域的相对位置关系，包括：响应于所述第一空间位置信息和所述第二空间位置信息中的至少之一与所述设备模型的定位匹配成功，得到所述目标对象位于所述危险位置区域内的所述相对位置关系。
可选地，所述第一空间区域包括针对所述视觉定位机构设定的三维位置区域，所述第一空间区域在竖直方向上的区域边界根据所述货叉的下方的物理平面的高度位置、以及所述货叉的高度位置动态调整。
可选地，所述感测信号包括用于表征所述货叉的下降状态的状态感测信号；所述危险事件包括第二危险事件，所述第二危险事件表示所述货叉已发生引发所述下降状态异常的碰撞；所述利用所述感测机构产生的感测信号，监测所述货叉的下降期间内的危险事件，包括：根据所述状态感测信号监测所述货叉在所述下降期间内的所述下降状态；响应于所述下降状态发生突变的监测结果，确定所述第二危险事件发生。
可选地，所述感测信号包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号、以及所述货叉的下降状态的状态感测信号，其中，所述预设空间范围覆盖预先设定的危险位置区域，所述危险位置区域用于表征所述目标对象存在进入到所述货叉的下降路径中的风险；所述危险事件包括第一危险事件和第二危险事件，其中，所述第一危险事件表示所述目标对象即将在所述下降路径中被所述货叉碰撞，所述第二危险事件表示所述货叉已发生引发所述下降状态异常的碰撞；所述利用所述感测机构产生的感测信号，监测所述货叉的下降期间内的危险事件，包括：根据所述位置感测信号监测所述目标对象与所述危险位置区域的相对位置关系，并且，响应于所述目标对象位于所述危险位置区域内的监测结果，确定所述第一危险事件发生；根据所述状态感测信号监测所述货叉在所述下降期间内的所述下降状态，并且，响应于所述下降状态发生突变的监测结果，确定所述第二危险事件发生；所述响应于监测到的所述危险事件，停止所述货叉的下降，包括：响应于所述第一危险事件和所述第二危险事件中的任意一个的发生，停止所述货叉的下降。
可选地，所述状态感测信号包含位移感测信号，其中，所述位移感测信号用于表征所述货叉的位移变化状态；所述根据所述状态感测信号监测所述货叉在所述下降期间内的所述下降状态，包括：基于所述位移变化状态，监测所述货叉的下降速度；响应于所述下降速度的突变，确定所述货叉的所述下降状态发生突变。
可选地，所述状态感测信号包含动力感测信号，其中，所述动力感测信号用于表征向所述货叉输出的动力输出状态；所述根据所述状态感测信号监测所述货叉在所述下降期间内的所述下降状态，包括：基于所述动力输出状态，监测所述货叉在所述下降过程中的动力输出承受的驱动负载；响应于所述驱动负载的突变，确定所述货叉的所述下降状态发生突变。
可选地，进一步包括：控制停止下降的所述货叉回升预定高度。
在另一个实施例中，提供了一种执行机构的控制装置，所述执行机构包括叉车的货叉，所述叉车还包括移动底盘、承载于所述移动底盘的货叉框架、以及感测机构，所述货叉装设于所述货叉框架，并且，所述控制装置包括：
危险监测模块，用于利用所述感测机构产生的感测信号，监测所述货叉的下降期间内的危险事件，其中，所述危险事件表示所述货叉的下降存在碰撞危险；
危险响应模块，用于响应于监测到的所述危险事件，停止所述货叉的下降，其中：
所述感测信号包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号，所述预设空间范围覆盖预先设定的危险位置区域，并且，所述危险位置区域包括与所述货叉的下降路径重叠的第一空间区域、以及邻近所述第一空间区域的第二空间区域；
所述感测机构包括装设于所述货叉框架的视觉定位机构和避障感测机构，其中：所述视觉定位机构的感测视野朝向所述货叉，所述预设空间范围包括针对所述视觉定位机构设定的第一扇区空间，并且，所述第一扇区空间以覆盖所述货叉的延伸方向为基准侧展；所述避障感测机构的感测视野朝向相对于所述货叉呈预定角度偏差的侧向方向，所述预设空间范围还包括针对所述避障感测机构设定的第二扇区空间，并且，所述第二扇区空间以所述侧向方向为基准侧展；
所述危险监测模块包括位置监测子模块，所述感测信号包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号，并且，所述位置监测子模块用于：根据所述位置感测信号确定所述目标对象的空间位置信息；基于所述空间位置信息，将所述目标对象和所述危险位置区域进行定位匹配，其中，所述危险位置区域由所述叉车的设备坐标系中的设备模型表征；以及，基于所述定位匹配结果，确定所述目标对象与所述危险位置区域的相对位置关系，其中，所述相对位置关系用于表征所述目标对象是否位于危险位置区域内。
可选地，所述感测信号包括用于表征所述货叉的下降状态的状态感测信号；所述危险事件包括第二危险事件，所述第二危险事件表示所述货叉已发生引发所述下降状态异常的碰撞；所述危险监测模块包括状态监测子模块，用于：根据所述状态感测信号监测所述货叉在所述下降期间内的所述下降状态；响应于所述下降状态发生突变的监测结果，确定所述第二危险事件发生。
可选地，所述感测信号包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号、以及所述货叉的下降状态的状态感测信号，其中，所述预设空间范围覆盖预先设定的危险位置区域，所述危险位置区域用于表征所述目标对象存在进入到所述货叉的下降路径中的风险；所述危险事件包括第一危险事件和第二危险事件，其中，所述第一危险事件表示所述目标对象即将在所述下降路径中被所述货叉碰撞，所述第二危险事件表示所述货叉已发生引发所述下降状态异常的碰撞；所述危险监测模块包括：位置监测子模块，用于根据所述位置感测信号监测所述目标对象与所述危险位置区域的相对位置关系，并且，响应于所述目标对象位于所述危险位置区域内的监测结果，确定所述第一危险事件发生；状态监测子模块，用于根据所述状态感测信号监测所述货叉在所述下降期间内的所述下降状态，并且，响应于所述下降状态发生突变的监测结果，确定所述第二危险事件发生；所述危险响应模块具体用于：响应于所述第一危险事件和所述第二危险事件中的任意一个的发生，停止所述货叉的下降。
可选地，所述状态感测信号包含位移感测信号，其中，所述位移感测信号用于表征所述货叉的位移变化状态；所述状态监测子模块具体用于：基于所述位移感测信号，监测所述货叉的下降速度；响应于所述下降速度的突变，确定所述货叉的所述下降状态发生突变。
可选地，所述状态感测信号包含动力感测信号，其中，所述动力感测信号用于表征向所述货叉输出的动力输出状态；所述状态监测子模块具体用于：基于所述动力感测信号，监测所述货叉在所述下降过程中的动力输出承受的驱动负载；响应于所述驱动负载的突变，确定所述货叉的所述下降状态发生突变。
可选地，所述危险响应模块进一步用于：控制停止下降的所述货叉回升预定高度。
在另一个实施例中，提供了一种任务执行设备，所述任务执行设备为叉车、并且包括处理器，所述处理器被配置为用于执行前述实施例所述的控制方法。
在另一个实施例中，提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行前述实施例所述的控制方法。
基于上述实施例，利用任务执行设备自身产生的感测信号，可以在该任务执行设备的执行机构的下降期间内，监测到表示碰撞即将发生或刚刚发生的危险事件，并且，响应于监测到的危险事件，可以立即停止执行机构的继续下降，以在碰撞发生之前就抑制可能出现的危害、或在碰撞刚刚发生时就抑制其产生的危害，从而，可以借助任务执行设备自身的感测能力，避免或减轻执行机构的下降操作可能产生的碰撞危害。
附图说明
以下附图仅对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围：
图1为一个实施例中的执行机构的控制方法的示例性流程示意图；
图2为适用于如图1所示控制方法实现位置判决的感测机构部署实例的示意图；
图3为如图1所示控制方法基于位置判决的第一实例流程示意图；
图4为适用于如图1所示控制方法实现状态判决的感测机构部署实例的示意图；
图5为如图1所示控制方法基于状态判决的第二实例流程示意图；
图6为如图1所示控制方法基于位置判决和状态判决的第三实例流程示意图；
图7为另一个实施例中的执行机构的控制装置的示例性结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请进一步详细说明。
在本申请的实施例中，意图为具有执行机构的任务执行设备提供一种自控制机制，该自控制机制可以使任务执行设备能够自主地避免或减轻执行机构的下降操作可能产生的碰撞危害。
本申请实施例中描述的任务执行设备，可以是具有可升降货叉的叉车、或者具有机械手臂的机器人、或者具有吊臂的吊车、或者通过在AGV（Automated Guided Vehicle，自动引导小车）装载任意执行机构而得到的可配置设备组件，相应地，叉车的执行机构可以为可升降货叉、机器人的执行机构可以为机械手臂、吊车的执行机构可以为吊臂。可以理解的是，任务执行设备并不限于前述列举的几种类型，而是可以是具有通过升降方式执行任务的执行机构的任意设备。
并且，前述的“自控”和“自主”是指：本申请的实施例中实施的控制机制的依据可以是任务执行设备自身产生的感测信号，并且，该控制机制可以由任务执行设备的处理器作为执行主体来实施。其中，任务执行设备自身产生感测信号，可以是指感测信号来自于任务执行设备的设备主体所装设的感测机构。
也就是，在本申请的实施例中，任务执行设备可以包括设备主体、承载于该设备主体的执行机构（执行机构相对于设备主体至少可升降）、装设于该设备主体的感测机构、以及处理器，该处理器被配置为用于执行本申请的下述实施例中提供的控制方法，并且，该感测机构用于产生该控制方法所依据的感测信号。
图1为一个实施例中的执行机构的控制方法的示例性流程示意图。请参见图1，该实施例中的执行机构的控制方法（例如由任务执行设备的处理器执行）可以包括：
S110：利用承载执行机构的设备主体产生的感测信号，监测执行机构的下降期间内的危险事件，其中，危险事件表示执行机构的下降存在碰撞危险。
例如，S110的监测可以是响应于执行机构的下降操作任务的启动开始，而被触发执行的。
S130：响应于监测到的危险事件，停止执行机构的下降。
其中，作为一种可选的方案，S130还可以进一步响应于监测到的危险事件而产生报警信号。
基于上述控制方法，利用任务执行设备自身产生的感测信号，可以在该任务执行设备的执行机构的下降期间内，监测到表示碰撞即将发生或刚刚发生的危险事件，并且，响应于监测到的危险事件，可以立即停止执行机构的继续下降，以在碰撞发生之前就抑制可能出现的危害、或在碰撞刚刚发生时就抑制其产生的危害，从而，可以借助任务执行设备自身的感测能力，避免或减轻执行机构的下降操作可能产生的碰撞危害。
在一些示例中，感测信号可以包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号。
其中，本申请实施例中提及的目标对象，可以是指出现在预设空间范围内的诸如人或物品的任意目标，该目标的移动轨迹对任务执行设备而言是不可控且不可预测的，因此，对于任务执行设备而言，该目标存在主动或被动地移动至执行机构的下降路径中、并引发碰撞的风险。
并且，本申请实施例中提及的预设空间范围，可以是指任务执行设备的感测机构的感测范围所能够覆盖到的空间范围，并且，该预设空间范围可以覆盖预先设定的危险位置区域，该危险位置区域用于表征目标对象存在进入到执行机构的下降路径中的风险。例如，该危险位置区域可以包括与执行机构的下降路径重叠的第一空间区域（该第一空间区域可以被认为是可能发生碰撞的碰撞区域）、以及邻近该第一空间区域（或碰撞区域）的第二空间区域（该第二空间区域可以被认为是进入碰撞区域需要途经的警戒区域）。
图2为适用于如图1所示控制方法实现位置判决的感测机构部署实例的示意图。请参见图2，以任务执行设备为叉车、执行机构为该叉车的货叉为例，该叉车包含移动底盘（未在图2中示出）、承载于移动底盘的货叉框架210、以及装设于该货叉框架210的货叉220，该货叉220可以沿货叉框架210的高度方向上升及下降，并且，在图2中，还示出了装设于货叉框架210的视觉定位机构231和避障感测机构232。
其中，视觉定位机构231用于在叉车的行走过程中探测行走环境中的定位目标，以使叉车的行走轨迹能够匹配预设轨迹；并且，避障感测机构232用于在叉车的行走过程中探测行走环境中的障碍目标，以使叉车在沿预设轨迹行走的过程中能够具有避让障碍目标的能力。例如，视觉定位机构231可以包括3D相机，避障感测机构232可以包括激光传感器。
无论是对视觉定位机构231还是避障感测机构232，都是通过采集目标的位置信息来实现相应探测功能的，因此，在本申请的实施例中，对于任务执行设备为叉车、执行机构为该叉车的货叉的情况，可以利用视觉定位机构231和避障感测机构232中的至少之一产生的包含位置信息的感测信号，作为用于对执行机构实施控制的位置感测信号。
一般情况下，在作为执行机构的货叉220的下降过程中，都是叉车在驻停点（例如货物中转区域）的驻停期间内、并且不会启用视觉定位机构231和避障感测机构232，因此，在叉车行走过程中才会被启用的视觉定位机构231和避障感测机构232，在作为执行机构的货叉220的下降过程中是空闲的，从而，利用视觉定位机构231和避障感测机构232中的至少之一产生对执行机构实施控制所需的位置感测信号，不会对叉车的任务执行产生干扰。
从图2中还可以看出，视觉定位机构231的感测视野被布置为朝向货叉220（即执行机构）的延伸方向，并且，避障感测机构232的感测视野可以被布置为朝向相对于货叉220（即执行机构）呈预定角度偏差的侧向方向。
相应地，对于视觉定位机构231而言，预设空间范围可以包括以覆盖货叉220（即执行机构）的延伸方向为基准侧展的第一扇区空间S1；对于避障感测机构232而言，预设空间范围可以包括以前述的侧向方向为基准侧展的第二扇区空间S2。在图2中，以第一扇区空间S1的水平角度范围小于180°、第二扇区空间S2的水平角度范围大于180°为例，但实际应用中并不限于此。而且，若视觉定位机构231包括3D相机，则，第一扇区空间S1可以是在竖直方向上也具有角度范围的三维扇区空间。
无论如图2所示的部署实例中的预设空间范围如何设定，危险位置区域在水平方向上的区域边界都可以是根据叉车（即任务执行设备）的设备周向边界D_edge确定的；若视觉定位机构231包括3D相机，则，危险位置区域还可以是三维位置区域，并且，在此情况下，危险位置区域在竖直方向上的区域边界可以是根据货叉220（即执行机构）下方的物理平面的高度位置、以及货叉220（即执行机构）的当前高度位置Ph确定的。
一种可能的情况是，货叉220（即执行机构）下方未放置任何货物，此时，货叉220（即执行机构）下方的物理平面可以为叉车（即任务执行设备）的支撑面（即叉车所在的地面），即，危险位置区域在竖直方向上的区域边界可以是根据叉车（即任务执行设备）的支撑面（即叉车所在的地面）所在的高度位置和货叉220（即执行机构）的当前高度位置Ph确定的；
另一种可能的情况是，货叉220（即执行机构）下方存在诸如货物堆垛等其他物体，此时，货叉220（即执行机构）下方的物理平面可以为其他物体的顶表面，即，危险位置区域在竖直方向上的区域边界可以是根据货叉220（即执行机构）下方的物体顶面所在的高度位置和货叉220（即执行机构）的当前高度位置Ph确定的。
也就是，针对视觉定位机构231设定的三维的危险位置区域，其高度方向上的区域边界受到货叉220（即执行机构）下方的空间情况影响，并且，还可以是响应于货叉220（即执行机构）的高度变化而动态调整的。
对于货叉220（即执行机构）下方的物理平面所在的高度位置，可以由叉车（任务执行设备）的处理器根据可以表征货叉220（即执行机构）下方的空间情况的信息来确定。例如，处理器可以从任务执行设备被分配的当前任务的任务信息中解析得到货叉220（即执行机构）下方的空间情况。
假设任务执行设备被分配的当前任务的任务信息包含的任务类型表示当前任务为堆垛任务、并且包含当前任务之前的已堆层数，则，处理器可以根据任务信息包含的任务类型确定货叉220（即执行机构）下方的物理平面为其他物体的顶表面，并且，进一步依据预先设定的堆垛单层高度、以及任务信息中包含的已堆层数，确定其他物体的顶表面的高度位置。
假设任务执行设备被分配的当前任务的任务信息包含的任务类型表示当前任务为单次搬运任务，则，处理器可以根据任务信息包含的任务类型确定货叉220（即执行机构）下方的物理平面为叉车（即任务执行设备）的支撑面（即叉车所在的地面），并且，进一步获取预先配置的该支撑面的高度位置。
可以理解的是，对于除叉车之外的其他任意任务执行设备，预设空间范围都可以是根据感测机构的感测范围确定的，并且，危险位置区域都可以是根据任务执行设备的设备边界、以及执行机构的当前空间位置中的至少之一确定的，其中，任务执行机构的设备边界可以是设备物理边界、或者也可以是设备物理边界的几何包络边界。
图3为如图1所示控制方法基于位置判决的第一实例流程示意图。请参见图3，若基于位置判决实施对执行机构的控制，即感测信号包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号，该预设空间范围覆盖预先设定的危险位置区域，该危险位置区域用于表征目标对象存在进入到执行机构的下降路径中的风险，则，该实施例中的控制方法可以具体包括：
S310：根据获取到的位置感测信号，监测出现在预设空间范围内的目标对象与危险位置区域的相对位置关系。
其中，S310的监测可以是响应于执行机构的下降操作任务的启动开始，而被触发执行的。
并且，S310可以具体包括：
根据获取到的位置感测信号确定目标对象的空间位置信息；
基于确定的空间位置信息，将目标对象和危险位置区域进行定位匹配；
基于定位匹配结果，确定目标对象与危险位置区域的相对位置关系。
例如，若位置感测信号为来自于第一位置感测机构（例如如图2所示实例中的视觉定位机构231的3D相机）的三维位置信号（例如包含目标对象所在空间位置相对于3D相机的角度值和距离值），则，在S310中：
首先，利用三维位置信号解算得到目标对象在第一位置感测机构的视野坐标系中的三维空间位置P11（包含x、y、z三个坐标值），然后利用第一位置感测机构在任务执行设备的设备坐标系中的部署位置P12，将第一位置感测机构的视野坐标系中的三维空间位置P1转换为设备坐标系中的第一空间位置信息P13，并且，S310确定的目标对象的空间位置信息中包含该第一空间位置P13信息；
然后，通过空间位置信息中的第一空间位置信息P13，与设备坐标系中预先设定的用于表征危险位置区域的设备模型进行定位匹配，以实现目标对象和危险位置区域的定位匹配，即，将第一空间位置信息P13的x、y、z坐标值分别与用于表征设备周向边界D_edge（例如设备周向边界D_edge可以为设备的周向物理边界）的设备模型的x坐标范围和y坐标范围、以及响应于执行机构的当前高度位置Ph而动态调节的z坐标范围（即设备模型的高度范围）进行定位匹配；
从而，根据表示第一空间位置信息P13是否位于设备模型内部的定位匹配结果，可以确定目标对象是否位于危险位置区域内的相对位置关系。
再例如，若位置感测信号为来自于第二位置感测机构（例如如图2所示实例中的避障感测机构232的激光传感器）的二维位置信号（例如包含目标对象所在空间位置相对于激光传感器的坐标值），则，在S310中：
首先，获取二维位置信号中包含的目标对象在第二位置感测机构的视野坐标系中的二维空间位置P21（包含x、y两个坐标值），并且，利用第二位置感测机构在任务执行设备的设备坐标系中的部署位置P22，将第二位置感测机构的视野坐标系中的二维空间位置P21转换为设备坐标系中的第二空间位置P23，并且，S310确定的目标对象的空间位置信息中包含该二维空间位置P23；
然后，通过空间位置信息中的第二空间位置P23，与设备坐标系中预先设定的用于表征危险位置区域的设备模型进行定位匹配，以实现目标对象和危险位置区域的定位匹配，即，将第二空间位置P23的x、y坐标值分别与用于表征设备周向边界设备周向边界D_edge的设备模型的x坐标范围和y坐标范围进行定位匹配；
从而，根据表示第二空间位置P23是否位于设备模型内部的定位匹配结果，可以确定目标对象是否位于危险位置区域内的相对位置关系。
另外，存在一种可能，位置感测信号同时包括由第一位置感测机构（例如如图2所示实例中的视觉定位机构231的3D相机）产生的第一位置感测信号、以及由第二位置感测机构（例如如图2所示实例中的避障感测机构232的激光传感器）产生的第二位置感测信号，并且，第一位置感测信号和第二位置感测信号分别用于表征不同空间位置范围内的感测结果（例如，第一位置感测机构和第二位置感测机构的覆盖范围不全重叠），若如此，则，S310可以基于第一位置感测信号确定目标对象的第一空间位置信息、以及基于第二位置感测信号确定目标对象的第二空间位置信息，并且，可以响应于第一空间位置信息和第二空间位置中的至少之一与危险位置区域（例如设备模型）的定位匹配成功，确定目标对象位于危险位置区域内。
S320：响应于目标对象临近下降路径中的监测结果，确定第一危险事件发生，其中，第一危险事件表示目标对象即将在下降路径中被执行机构碰撞。
S330：响应于监测到的第一危险事件，停止执行机构的下降。
与如图1所示的流程同理，作为一种可选的方案，S330还可以进一步响应于监测到的第一危险事件而产生报警信号。
上述的第一实例流程可以看作是对碰撞危害实施预警判决的控制流程，有助于提前避免可能出现的碰撞的发生。
在另一些示例中，感测信号可以包括表征执行机构的下降状态的状态感测信号，例如，下降状态可以指执行机构在下降过程中的位移变化状态、或者在下降过程中的动力输出状态。
图4为适用于如图1所示控制方法实现状态判决的感测机构部署实例的示意图。请参见图4，仍以任务执行设备为叉车、执行机构为该叉车的货叉为例，该叉车包含移动底盘（未在图2中示出）、承载于移动底盘的货叉框架210、以及装设于该货叉框架210的货叉220，该货叉220可以沿货叉框架210的高度方向上升及下降，并且，在图4中，还示出了位移感测机构431和驱动感测机构432。
其中，位移感测机构431用于在叉车利用货叉220（即执行机构）执行托放任务时，提供表征托放是否到位的到位感测信号；驱动感测机构432用于在叉车利用货叉220（即执行机构）执行托放任务时，检测用于驱使货叉220（即执行机构）升降的驱动力大小，以实现对货叉220（即执行机构）升降的闭环控制。
例如，位移感测机构431可以包括装设在货叉框架210的安装壳体431a、可相对于安装壳体431a伸缩的拉线431b、固定在拉线431b的端部并用于装设于货叉220（即执行机构）的套环431c、以及用于计算拉线431b被拉出至安装壳体431a之外的拉出长度的编码器431d，从而，响应于货叉220（即执行机构）的升降，位移感测机构431可以产生位移感测信号，该位移感测信号中可以包含由编码器431d计算得到的拉线431b拉出长度，用于表征货叉220（即执行机构）的位移变化状态。
再例如，货叉220（即执行机构）的升降可以由液压驱动机构驱动，并且，驱动感测机构432可以包括布置在液压驱动回路中的液压传感器，在此情况下，驱动感测机构432产生的负载感测信号中可以包含该液压传感器感测到的液压水平，该液压水平用于表征动力输出状态。
在本申请的实施例中，可以借助位移感测机构431和驱动感测机构432中的至少之一产生的状态感测信号，来实施针对执行机构发生碰撞的避险控制。
图5为如图1所示控制方法基于状态判决的第二实例流程示意图。请参见图5，若基于状态判决实施对执行机构的控制，即感测信号包括表征执行机构的下降状态的状态感测信号，则，该实施例中的控制方法可以具体包括：
S510：根据获取到的状态感测信号，监测执行机构在下降期间内的下降状态。
其中，S510的监测可以是响应于执行机构的下降操作任务的启动开始，而被触发执行的。
例如，若状态感测信号包括来自第一状态感测机构（例如图4所示实例中的位移感测机构431）的位移感测信号，则，S510可以具体包括：
根据位移感测信号所表征的位移变化状态，监测执行机构的下降速度，即，对于任意两个时刻t1和t2，时间间隔△t=t2-t1，执行机构下降的位移量取t2时刻的高度h2与t1时刻的高度h1的差值，该差值△h可以表示为△h=h2-h1，从而，确定在t1时刻到t2时刻的下速速度v=△h/△t；
响应于下降速度的突变，即，下降速度v发生了抖动幅度超过抖动阈值的变化，确定执行机构的下降状态发生突变。
再例如，若状态感测信号包括来自第二状态感测机构（例如图4所示示例中的动力感测机构432）的动力感测信号，则，S510可以具体包括：
基于动力感测信号所表征的动力输出状态，监测执行机构在下降过程中的动力输出承受的驱动负载；
响应于驱动负载的突变，即，驱动负载由于执行机构的下降受阻而发生了超过预设变化幅度的变化，确定执行机构的下降状态发生突变。
另外，存在一种可能，状态感测信号同时包括由第一状态感测机构产生的位移感测信号、以及由第二状态感测机构产生的动力感测信号，若如此，则，S510可以同时监测下降速度和驱动负载，并且，可以响应于下降速度和驱动负载中的至少之一的突变，确定执行机构的下降状态发生突变。
S520：响应于下降状态发生突变的监测结果，确定第二危险事件发生，其中，第二危险事件表示执行机构已发生引发下降状态异常的碰撞。
S530：响应于监测到的第二危险事件，停止执行机构的下降。
与如图1所示的流程同理，作为一种可选的方案，S330还可以进一步响应于监测到的第一危险事件而产生报警信号。
并且，对于执行机构已发生引发下降状态异常的碰撞的情况，如图5所示的第二实例流程还可以进一步执行跟随于S530的S550。
S550：控制停止下降的执行机构回升预定高度。
上述的第二实例流程可以看作是在碰撞已发生时，及时降低碰撞危害的应急补救判决的控制芮城，有助于在最大程度上减轻已发生的碰撞可能引发的碰撞损害。
请再回看图4，其中还示出了图2所示实例中的视觉定位机构231和避障感测机构232，这种图示表达意图说明图3中的第一实例流程所基于的位置判决方式、以及图5中的第二实例流程所基于的状态判决方式被允许共存。这里所述的允许共存是指存在共存的可能，而非意图限定必然共存。
图6为如图1所示控制方法基于位置判决和状态判决的第三实例流程示意图。请参见图6，若同时基于位置判决和状态判决实施对执行机构的控制，则，该实施例中的控制方法可以包括图3中的S310和S320、以及图5中的S510和S520，并且，S310和S320可以与S510和S520并行执行，并且，如图6所示，该实施例中的控制方法还可以包括：
S630：响应于第一危险事件和第二危险事件中的任意一个的发生，停止执行机构的下降。
并且，若响应的危险事件为第二危险事件，则，还可以进一步跟随于S630图5中所示的S550。
在本申请的另一个实施例中，还提供了一种执行机构的控制装置。
图7为另一个实施例中的执行机构的控制装置的示例性结构示意图。请参见图7，该实施例中的执行机构的控制装置可以包括：
危险监测模块710，用于利用承载执行机构的设备主体产生的感测信号，监测执行机构的下降期间内的危险事件，其中，危险事件表示执行机构的下降存在碰撞危险；
危险响应模块720，用于响应于监测到的危险事件，停止执行机构的下降。
基于上述控制装置，利用任务执行设备自身产生的感测信号，可以在该任务执行设备的执行机构的下降期间内，监测到表示碰撞即将发生或刚刚发生的危险事件，并且，响应于监测到的危险事件，可以立即停止执行机构的继续下降，以在碰撞发生之前就抑制可能出现的危害、或在碰撞刚刚发生时就抑制其产生的危害，从而，可以借助任务执行设备自身的感测能力，避免或减轻执行机构的下降操作可能产生的碰撞危害。
在一些示例中，感测信号可以包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号。在此情况下，感测信号可以包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号，其中，该预设空间范围覆盖预先设定的危险位置区域，该危险位置区域用于表征目标对象存在进入到所述执行机构的下降路径中的风险，并且，危险监测模块710可以包括位置监测子模块，用于：
根据获取到的位置感测信号，监测出现在预设空间范围内的目标对象与危险位置区域的相对位置关系；以及，
响应于目标对象位于危险位置区域内的监测结果，确定第一危险事件发生，其中，该第一危险事件表示目标对象即将在下降路径中被执行机构碰撞。
为了监测上述的相对位置关系，位置监测子模块可以具体用于：
根据获取到的位置感测信号确定目标对象的空间位置信息；
基于确定的空间位置信息，将目标对象和危险位置区域进行定位匹配；
基于定位匹配结果，确定目标对象与危险位置区域的相对位置关系。
对于位置监测子模块的上述处理方式，可以参见前文对如图3中的S310的举例说明，此处不再赘述。
在另一些示例中，感测信号可以包括表征执行机构的下降状态的状态感测信号，例如，下降状态可以指执行机构在下降过程中的位移变化状态、或者在下降过程中的动力输出状态。在此情况下，感测信号可以包括执行机构的下降状态的状态感测信号，并且，危险监测模块710可以包括状态监测子模块，用于：根据获取到的状态感测信号，监测执行机构在下降期间内的下降状态；以及，响应于下降状态发生突变的监测结果，确定第二危险事件发生，其中，第二危险事件表示执行机构已发生引发所述下降状态异常的碰撞。对于状态监测子模块的上述处理方式，可以参见前文对如图5中的S510的举例说明，此处不再赘述。
另外，危险监测模块710可以择一地包括位置监测子模块和状态监测子模块中的任意一个，或者，危险监测模块710也可以同时包括位置监测子模块和状态监测子模块。对于危险监测模块710包括状态监测子模块的情况，危险响应模块720可以进一步用于：控制停止下降的执行机构回升预定高度。
在另一个实施例中，还提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，该非瞬时计算机可读存储介质可以存储指令，并且，这些指令在由处理器执行时可以使得该处理器执行如前述实施例所述的控制方法。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种执行机构的控制方法，其特征在于，所述执行机构包括叉车的货叉，所述叉车还包括移动底盘、承载于所述移动底盘的货叉框架、以及感测机构，所述货叉装设于所述货叉框架，并且，所述控制方法包括：
利用所述感测机构产生的感测信号，监测所述货叉的下降期间内的危险事件，其中，所述危险事件表示所述货叉的下降存在碰撞危险；
响应于监测到的所述危险事件，停止所述货叉的下降，其中：
所述感测信号包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号，所述预设空间范围覆盖预先设定的危险位置区域，并且，所述危险位置区域包括与所述货叉的下降路径重叠的第一空间区域、以及邻近所述第一空间区域的第二空间区域；
所述感测机构包括装设于所述货叉框架的视觉定位机构和避障感测机构，其中：所述视觉定位机构的感测视野朝向所述货叉，所述预设空间范围包括针对所述视觉定位机构设定的第一扇区空间，并且，所述第一扇区空间以覆盖所述货叉的延伸方向为基准侧展；所述避障感测机构的感测视野朝向相对于所述货叉呈预定角度偏差的侧向方向，所述预设空间范围还包括针对所述避障感测机构设定的第二扇区空间，并且，所述第二扇区空间以所述侧向方向为基准侧展；
所述利用所述感测机构产生的感测信号，监测所述货叉的下降期间内的危险事件，包括：根据所述位置感测信号确定所述目标对象的空间位置信息；基于所述空间位置信息，将所述目标对象和所述危险位置区域进行定位匹配，其中，所述危险位置区域由所述叉车的设备坐标系中的设备模型表征；以及，基于所述定位匹配结果，确定所述目标对象与所述危险位置区域的相对位置关系，其中，所述相对位置关系用于表征所述目标对象是否位于危险位置区域内。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
所述位置感测信号包括来自于所述视觉定位机构的三维位置信号、以及来自于所述避障感测机构的二维位置信号；
所述根据所述位置感测信号确定所述目标对象的空间位置信息，包括：利用所述视觉定位机构在所述设备坐标系中的部署位置，将基于所述三维位置信号解算得到所述目标对象在所述视觉定位机构的第一视野坐标系中的三维空间位置、以及所述二维位置信号中包含的所述目标对象在所述避障感测机构的第二视野坐标系中的二维空间位置，分别转换为所述设备坐标系中的第一空间位置信息和第二空间位置信息；
所述基于所述空间位置信息，将所述目标对象和所述危险位置区域进行定位匹配，包括：将所述第一空间位置信息和所述第二空间位置信息与所述设备坐标系中的所述设备模型进行定位匹配；
所述基于所述定位匹配结果，确定所述目标对象与所述危险位置区域的相对位置关系，包括：响应于所述第一空间位置信息和所述第二空间位置信息中的至少之一与所述设备模型的定位匹配成功，得到所述目标对象位于所述危险位置区域内的所述相对位置关系。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
所述第一空间区域包括针对所述视觉定位机构设定的三维位置区域，所述第一空间区域在竖直方向上的区域边界根据所述货叉的下方的物理平面的高度位置、以及所述货叉的高度位置动态调整。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
所述感测信号还包括所述货叉的下降状态的状态感测信号；
所述利用所述感测机构产生的感测信号，监测所述货叉的下降期间内的危险事件，还包括：根据所述状态感测信号监测所述货叉在所述下降期间内的所述下降状态；
所述危险事件包括：响应于所述目标对象位于所述危险位置区域内的监测结果而确定发生的第一危险事件，以及，响应于所述下降状态发生突变的监测结果而确定发生的第二危险事件，其中，所述第一危险事件表示所述目标对象即将在所述下降路径中被所述货叉碰撞，并且，所述第二危险事件表示所述货叉已发生引发所述下降状态异常的碰撞；
所述响应于监测到的所述危险事件，停止所述货叉的下降，包括：响应于所述第一危险事件和所述第二危险事件中的任意一个的发生，停止所述货叉的下降。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，
所述感测机构还包括位移感测机构，所述状态感测信号包含所述位移感测机构产生的位移感测信号，并且，所述位移感测信号用于表征所述货叉的位移变化状态；
所述根据所述状态感测信号监测所述货叉在所述下降期间内的所述下降状态，包括：
基于所述位移变化状态，监测所述货叉的下降速度；
响应于所述下降速度的突变，确定所述货叉的所述下降状态发生突变。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，
所述感测机构还包括动力感测机构，所述状态感测信号包含所述动力感测机构产生的动力感测信号，并且，所述动力感测信号用于表征向所述货叉输出的动力输出状态；
所述根据所述状态感测信号监测所述货叉在所述下降期间内的所述下降状态，包括：
基于所述动力输出状态，监测所述货叉在所述下降过程中的动力输出承受的驱动负载；
响应于所述驱动负载的突变，确定所述货叉的所述下降状态发生突变。
7.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，进一步包括：
控制停止下降的所述货叉回升预定高度。
8.一种执行机构的控制装置，其特征在于，所述执行机构包括叉车的货叉，所述叉车还包括移动底盘、承载于所述移动底盘的货叉框架、以及感测机构，所述货叉装设于所述货叉框架，并且，所述控制装置包括：
危险监测模块，用于利用所述感测机构产生的感测信号，监测所述货叉的下降期间内的危险事件，其中，所述危险事件表示所述货叉的下降存在碰撞危险；
危险响应模块，用于响应于监测到的所述危险事件，停止所述货叉的下降，其中：
所述感测信号包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号，所述预设空间范围覆盖预先设定的危险位置区域，并且，所述危险位置区域包括与所述货叉的下降路径重叠的第一空间区域、以及邻近所述第一空间区域的第二空间区域；
所述感测机构包括装设于所述货叉框架的视觉定位机构和避障感测机构，其中：所述视觉定位机构的感测视野朝向所述货叉，所述预设空间范围包括针对所述视觉定位机构设定的第一扇区空间，并且，所述第一扇区空间以覆盖所述货叉的延伸方向为基准侧展；所述避障感测机构的感测视野朝向相对于所述货叉呈预定角度偏差的侧向方向，所述预设空间范围还包括针对所述避障感测机构设定的第二扇区空间，并且，所述第二扇区空间以所述侧向方向为基准侧展；
所述危险监测模块包括位置监测子模块，所述感测信号包括在预设空间范围内感知到的目标对象的位置感测信号，并且，所述位置监测子模块用于：根据所述位置感测信号确定所述目标对象的空间位置信息；基于所述空间位置信息，将所述目标对象和所述危险位置区域进行定位匹配，其中，所述危险位置区域由所述叉车的设备坐标系中的设备模型表征；以及，基于所述定位匹配结果，确定所述目标对象与所述危险位置区域的相对位置关系，其中，所述相对位置关系用于表征所述目标对象是否位于危险位置区域内。
9.一种任务执行设备，其特征在于，所述任务执行设备为叉车、并且包括处理器，所述处理器被配置为用于执行如权利要求1至7中任一项所述的控制方法。
10.一种非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的控制方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 310051 room 304, B / F, building 2, 399 Danfeng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Hangzhou Hikvision Robot Co.,Ltd. Address before: 310051 room 304, B / F, building 2, 399 Danfeng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: HANGZHOU HIKROBOT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |