CN115167439A - 一种四足机器人的路径规划方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四足机器人的路径规划方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：在四足机器人的行进过程中，实时在行进路线上进行障碍物识别，并在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息；在根据尺寸信息确定四足机器人能够跨越目标障碍物时，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围；根据所述起脚点位置范围，规划四足机器人在行进路线上的至少一个行进步幅，并控制四足机器人按照所述行进步幅实现对目标障碍物的跨越。通过采用上述技术方案，能够在四足机器人的行进路线上存在障碍物的情况下，保证四足机器人能够安全跨越障碍物。

Description

一种四足机器人的路径规划方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种四足机器人的路径规划方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

由于四足机器人的机械结构与人体结构较为相似，因此常用于代替人类进行复杂环境或危险环境下的工作。四足机器人独立工作时，需要实时对行进路线进行路况检测，并在检测到障碍物之后，通过合理的路径规划对障碍物进行躲避，以保证四足机器人的运行安全和工作效率。

目前，常用的技术手段是为四足机器人配备传感器，通过传感器获取障碍物信息，进而对四足机器人行进路线进行规划。

但利用传感器检测障碍物时，只能获得障碍物的部分信息，若四足机器人选择跨越障碍物，可能会导致跨越失败的情况发生。

发明内容

本发明提供了一种四足机器人的路径规划方法、装置、设备及存储介质，能够在四足机器人的行进路线上存在障碍物的情况下，保证四足机器人能够安全跨越障碍物。

根据本发明的一方面，提供了一种四足机器人的路径规划方法，该方法包括：

在四足机器人的行进过程中，实时在行进路线上进行障碍物识别，并在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息；

在根据尺寸信息确定四足机器人能够跨越目标障碍物时，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围；

根据所述起脚点位置范围，规划四足机器人在行进路线上的至少一个行进步幅，并控制四足机器人按照所述行进步幅实现对目标障碍物的跨越。

根据本发明的另一方面，提供了一种四足机器人的路径规划装置，包括：

尺寸信息获取模块，用于在四足机器人的行进过程中，实时在行进路线上进行障碍物识别，并在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息；

起脚点位置范围确定模块，用于在根据尺寸信息确定四足机器人能够跨越目标障碍物时，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围；

步幅规划模块，用于根据所述起脚点位置范围，规划四足机器人在行进路线上的至少一个行进步幅，并控制四足机器人按照所述行进步幅实现对目标障碍物的跨越。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的四足机器人的路径规划方法。

根据本发明的另一方面，提供了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计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的四足机器人的路径规划方法。

本发明实施例的技术方案，通过在四足机器人的行进路线上实时检测障碍物并获取障碍物的尺寸信息，根据障碍物尺寸信息确定目标步幅和起脚点位置范围，并根据起脚点位置范围规划行进路线上的步幅的方式，能够获取对目标障碍物较为精准的尺寸信息，以便能够合理规划四足机器人用于跨越目标障碍物的目标步幅和跨越目标障碍物之前的行进步幅，使得四足机器人能够稳定、安全的跨越能够跨越的目标障碍物。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例一提供的一种四足机器人的路径规划方法的流程图；

图2是根据本发明实施例二提供的一种四足机器人的路径规划方法的流程图；

图3是根据本发明实施例三提供的一种四足机器人的路径规划装置的结构示意图；

图4是实现本发明实施例的四足机器人的路径规划方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种四足机器人的路径规划方法的流程图，本实施例可适用于获取四足机器人行进路线上的障碍物的尺寸信息，对四足机器人进行步幅规划，以实现对可跨越障碍物的安全跨越的情况，该方法可以由四足机器人的路径规划装置来执行，该四足机器人的路径规划装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该四足机器人的路径规划装置可配置于具备图像处理功能的四足机器人的控制系统中。如图1所示，该方法包括：

S110、在四足机器人的行进过程中，实时在行进路线上进行障碍物识别，并在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息。

可选的，四足机器人上设置的摄像头可以为高清摄像头、双目摄像头、鱼眼摄像头或能够获取四足机器人行进路线上的实时路面环境图像的其他类型摄像头。可选的，可以通过四足机器人上位置最高的摄像头获取四足机器人行进路线上的实时环境图像，也可通过多个摄像头获取多个视角的实施环境图像，可根据具体环境的复杂程度确定，在此处不做限制。

在四足机器人根据当前行进路线运动之前，还需要获取该行进路线上无障碍地面的像素值。为了便于使用预先获得的无障碍地面的像素值与四足机器人获取的实时路面环境图像的像素值进行对比，可以采用与四足机器人上设置的摄像头同类型、同数量、同高度的摄像头，获取多张无障碍地面的环境图像，进而获得无障碍地面的像素值范围。进一步的，获取所述像素值范围内的最大像素与最小像素的像素差值，将该像素差值设定为异常阈值。

在提取四足机器人获取的实时路面环境图像后，提取所述实时路面环境图像中各像素点的像素值，获取实时路面环境图像中各像素点的像素值与预先获取的同位置的无障碍地面的环境图像中各相应像素点的像素值的差值，并将各差值与预设的异常阈值进行比较。若差值大于异常阈值，则将每个超过异常阈值的像素点都划分为异常像素点，即代表该像素点所对应的环境可能不属于无障碍地面环境；若差值小于异常阈值，则代表该像素点可能属于地面环境，暂时忽略不做处理。

进一步的，获取各实时路面环境图像中的全部异常像素点，并计算每一组连续出现的异常像素点的数量，并将每一组连续出现的异常像素点的数量与预先设定的异常连续阈值进行比较。若连续出现的异常像素点的数量超过异常连续阈值，则判断四足机器人的行进路线上存在障碍物；若连续出现的异常像素点的数量未超过异常连续阈值，则可将该组连续出现的异常像素点暂时忽略，不做处理。

异常连续阈值可根据研究人员的历史经验获取，在一个具体的例子中，研究人员可以采用与上述方法相同的路面环境图像获取方式，获取具有小型物体的路面环境图像，所述小型物体可以指石子、树叶等不会对四足机器人运动造成影响的物体。在获取具有小型物体的路面环境图像后，提取其中各像素点的像素值，获取与无障碍地面的环境图像中的各像素点的像素值的差值，并获取能够代表小型物体的连续的异常像素点的数量，进而选取到合适的异常连续阈值。

这样设置的好处在于：通过采用和四足机器人获取实施路面环境图像相同的图像获取方式，获取无障碍地面和具有小型物体的路面环境图像，进而获取异常阈值与异常连续阈值的方式，能够对障碍物进行更加精准的判断。

为了保证获取到的实时路面环境信息较为准确，一般可以在四足机器人上设置多个摄像头，此处不对摄像头的设置位置作限定，但需要保证根据四足机器人上设置的摄像头，能够获取与所述目标障碍物在多个视角下的图像轮廓信息。

在获得目标障碍物的图像轮廓信息之后，可以根据各图像轮廓信息以及不同视角下的坐标映射关系，重建目标障碍物的三维形状，并直接通过三维形状，获取目标障碍物在四足机器人行进方向上的长度信息和目标障碍物的高度信息作为目标障碍物的尺寸信息。

这样设置的好处在于：与使用传感器获取障碍物的尺寸信息的方式相比，使用摄像头能够获得目标障碍物更精确的长度信息，这也就防止了四足机器人仅通过障碍物高度判断可以跨越目标障碍物之后，由于目标障碍物的长度超出四足机器人的步幅长度，而导致的运动安全问题。

S120、在根据尺寸信息确定四足机器人能够跨越目标障碍物时，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围。

四足机器人的不同步幅所对应的跨越高度不同，步幅越大，则相应的跨越高度越小。在获得目标障碍物的尺寸信息之后，可以根据目标障碍物的长度值选择多个大于该长度的步幅。进一步的，可以根据获取的多个步幅下的跨越高度，判断目标障碍物的长度值和高度值是否同时小于至少一个步幅与该步幅下的跨越高度，若能够满足上述条件，则确定四足机器人存在能够跨越目标障碍物的步幅，即四足机器人能够跨越目标障碍物。

进一步的，若四足机器人能够跨越目标障碍物，可以在全部能够跨越目标障碍物的步幅中，根据四足机器人实际运动情况，选择一个较为合适的步幅，作为四足机器人用于跨越目标障碍物的目标步幅。

可以理解的是，若四足机器人的步幅与目标障碍物的长度相同，则代表四足机器人需要在检测到目标障碍物存在后，行进至当前行进路线上的目标障碍物边缘，在目标障碍物边缘使用目标步幅迈步，进而实现对目标障碍物的跨越。但考虑到四足机器人的运动规划复杂性与跨越目标障碍物的稳定性，一般可以选用与当前行进步幅相差较小的步幅，作为目标步幅。

不直接选择能够跨越目标障碍物的最大步幅作为目标步幅的原因在于：在通常情况下，四足机器人在运动过程中会使用步幅长度较为适中的步幅进行运动，若直接选择能够跨越目标障碍物的最大步幅作为目标步幅，当最大步幅与当前四足机器人的运动步幅相差过大时，可能会降低四足机器人的运动稳定性，但此处并不对目标步幅的选择方式进行限制。

在确定四足机器人跨越目标障碍物的目标步幅之后，可以根据目标障碍物的长度与目标步幅之间的差异值，确定四足机器人在跨越目标障碍物时的起脚点位置范围。

可以理解的是，起脚点位置范围为一个四足机器人能够实现对目标障碍物进行跨越的最大范围，四足机器人在起脚点位置范围内的任一点，均可以使用目标步幅对目标障碍物进行跨越，若四足机器人不在起脚点范围内迈出目标步幅，则四足机器人无法跨越目标障碍物。

这样设置的好处在于：通过分析四足机器人的步幅与相应的跨越高度选择目标步幅，进而确定跨越目标障碍物的起脚点位置范围的方式，能够使四足机器人在跨越目标障碍物时，仍能保持原本的运动稳定性。

S130、根据所述起脚点位置范围，规划四足机器人在行进路线上的至少一个行进步幅，并控制四足机器人按照所述行进步幅实现对目标障碍物的跨越。

在获得与目标步幅对应的起脚点位置范围之后，可以对进入起脚点位置范围之前的步幅进行规划，以保证能够四足机器人能够从起脚点位置范围内跨越目标障碍物。

为了尽量减少四足机器人控制的复杂程度，可以首先对四足机器人当前行进的第一步幅进行计算，判断四足机器人采用当前行进的第一步幅能否途径起脚点位置范围。若四足机器人采用第一步幅能够途径起脚点位置范围，则四足机器人可以保持第一步幅继续行进，直至途径起脚点位置范围内再更换至目标步幅跨越目标障碍物即可。若四足机器人采用第一步幅无法途径起脚点位置范围，可以通过合理计算，选择一个步幅大小与第一行进步幅差距较小，且能够途径起脚点位置范围的第二步幅作为四足机器人当前行进步幅，直至途径起脚点位置范围内再更换至目标步幅跨越目标障碍物即可。

本发明实施例的技术方案，通过在四足机器人的行进路线上实时检测障碍物并获取障碍物的尺寸信息，根据障碍物尺寸信息确定目标步幅和起脚点位置范围，并根据起脚点位置范围规划行进路线上的步幅的方式，能够获取对目标障碍物较为精准的尺寸信息，以便能够合理规划四足机器人用于跨越目标障碍物的目标步幅和跨越目标障碍物之前的行进步幅，使得四足机器人能够稳定、安全的跨越能够跨越的目标障碍物。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种四足机器人的路径规划方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，进一步具体化了四足机器人的路径规划方法。如图2所示，该方法包括：

S210、通过四足机器人上设置的多个摄像头，获取四足机器人行进路线上的实时路面环境图像。

S220、提取所述实时路面环境图像中各像素点的像素值，比较路面环境图像中各像素点的像素值与预先输入的相同行进路线上无障碍地面的像素值。

S230、获取实时路面环境图像中像素点的像素值与所述无障碍地面的像素值的差值超过预设的异常阈值的像素点，并划分为异常像素点。

S240、判断连续出现的异常像素点数量是否超过预先设定的异常连续阈值，若是，则执行S250；若否，则执行S260。

S250、确定四足机器人的行进路线上存在障碍物，通过四足机器人上设置的多个摄像头，获取与所述目标障碍物在多个视角下的图像轮廓信息，执行S270。

S260、四足机器人沿当前行进路线继续前进。

S270、根据各图像轮廓信息以及不同视角下的坐标映射关系，重建目标障碍物的三维形状。

S280、根据所述三维形状，获取目标障碍物的高度值以及目标障碍物在四足机器人的行进方向上的长度值作为尺寸信息。

S290、获取四足机器人在不同步幅下的跨越高度，根据目标障碍物的长度信息和高度信息，判断四足机器人是否能够在目标步幅下跨越目标障碍物。

可选的，获取四足机器人的多个大于目标障碍物长度值的步幅，同时获取与各步幅对应的跨越高度；

判断目标障碍物的长度值与高度值是否同时小于至少一个步幅的长度与其对应的跨越高度；

若是，则代表四足机器人存在能够跨越目标障碍物的步幅，并在所有能够跨越目标障碍物的步幅中，选择一个与当前行进步幅差距较小的步幅，作为用于跨越目标障碍物的目标步幅，执行S2100；

若否，则代表目标机器人不能够跨越目标障碍物。

S2100、若四足机器人能够在目标步幅下跨越目标障碍物，根据所述长度值与所述目标步幅之间的差异值，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围。

S2110、计算四足机器人以当前行进的第一步幅行进时的各途经点位置，判断是否存在位于所述起脚点位置范围内的途经点，若是，则执行S2120；若否，则执行S2130。

S2120、四足机器人以第一步幅继续行进，直到四足机器人位于起脚点位置范围内，切换至能够跨越目标障碍物的目标步幅跨越目标障碍物。

S2130、生成第二步幅，四足机器人切换至第二步幅继续行进，直到四足机器人位于起脚点位置范围内，切换至能够跨越目标障碍物的目标步幅跨越目标障碍物。

其中，机器人以第二步幅行进时，存在能够处于起脚点位置范围内的途经点。

本发明实施例的技术方案，通过分析四足机器人的步幅与相应的跨越高度选择目标步幅，进而确定跨越目标障碍物的起脚点位置范围的方式，能够使四足机器人在跨越目标障碍物时，仍能保持原本的运动稳定性，同时，对四足机器人在跨越目标障碍物之前的步幅进行规划，能够保证四足机器人稳定、安全的跨越目标障碍物。

进一步的，在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息之后，还可以包括：

在根据尺寸信息确定四足机器人不能够跨越目标障碍物时，生成用于绕过目标障碍物的绕行路线，并控制四足机器人沿绕行路线继续行进。

可选的，若四足机器人所能提供的任一步幅均无法跨越目标障碍物，则可以选择使四足机器人从目标障碍物左侧或右侧绕行目标障碍物，从而达到四足机器人继续行进的目的。

进一步的，生成用于绕过目标障碍物的绕行路线，可以具体包括：

在三维坐标系下获取所述三维形状和四足机器人的空间位置信息，并构造所述三维形状的最小外接球；

获取四足机器人与所述最小外接球在四足机器人行进方向左侧和右侧的切线距离；

比较所述切线距离，并根据所述切线距离比较结果选择绕过目标障碍物的绕行侧；

根据选择的绕行侧信息，生成用于绕过目标障碍物的绕行路线。

可选的，以四足机器人前进方向作为三维坐标系的X轴，以与X轴垂直的方向作为三维坐标系的Y轴，以与地面垂直方向作为三维坐标系的Z轴；以所述障碍物在XY平面上的最大切面的中心作为三维坐标系原点。

可选的，可以通过上述方式构造四足机器人与目标障碍物的三维坐标系，并在三维坐标系中构造能够代表目标障碍物的三维形状的最小外接球。通过比较四足机器人当前位置与三维形状的最小外接球的左右两侧切线距离，能够在左侧绕行和右侧绕行两种绕行方案中，选择一种距离较短的绕行方式，进而生成四足机器人的绕行路线。

这样设置的好处在于：在四足机器人无法跨越目标障碍物时，可以通过绕行的方式实现对障碍物的躲避，通过构造三维形状的最小外接球，能够准确选择绕行距离较短的一侧，提高了四足机器人的运行效率。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种四足机器人的路径规划装置的结构示意图。如图3所示，该装置包括：尺寸信息获取模块310、起脚点位置范围确定模块320和步幅规划模块330。

尺寸信息获取模块310，用于在四足机器人的行进过程中，实时在行进路线上进行障碍物识别，并在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息。

起脚点位置范围确定模块320，用于在根据尺寸信息确定四足机器人能够跨越目标障碍物时，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围。

步幅规划模块330，用于根据所述起脚点位置范围，规划四足机器人在行进路线上的至少一个行进步幅，并控制四足机器人按照所述行进步幅实现对目标障碍物的跨越。

本发明实施例的技术方案，通过在四足机器人的行进路线上实时检测障碍物并获取障碍物的尺寸信息，根据障碍物尺寸信息确定目标步幅和起脚点位置范围，并根据起脚点位置范围规划行进路线上的步幅的方式，能够获取对目标障碍物较为精准的尺寸信息，以便能够合理规划四足机器人用于跨越目标障碍物的目标步幅和跨越目标障碍物之前的行进步幅，使得四足机器人能够稳定、安全的跨越能够跨越的目标障碍物。

在上述各实施例的基础上，尺寸信息获取模块310，可以包括：障碍物识别单元和障碍物尺寸信息获取单元。

在上述各实施例的基础上，障碍物识别单元，可以具体用于：

通过四足机器人上设置的多个摄像头，获取四足机器人行进路线上的实时路面环境图像；

提取所述实时路面环境图像中各像素点的像素值，比较路面环境图像中各像素点的像素值与预先输入的相同行进路线上无障碍地面的像素值；

若所述实时路面环境图像中像素点的像素值与所述无障碍地面的像素值的差值超过预设的异常阈值，则将所述实时路面环境中的像素点划分为异常像素点；

若连续出现的异常像素点数量超过预先设定的异常连续阈值，则判断四足机器人的行进路线上存在障碍物。

在上述各实施例的基础上，障碍物尺寸信息获取单元，可以具体用于：

通过四足机器人上设置的多个摄像头，获取与所述目标障碍物在多个视角下的图像轮廓信息；

根据各图像轮廓信息以及不同视角下的坐标映射关系，重建目标障碍物的三维形状；

根据所述三维形状，获取目标障碍物的高度值以及目标障碍物在四足机器人的行进方向上的长度值作为尺寸信息。

在上述各实施例的基础上，起脚点位置范围确定模块320，可以具体用于：

获取四足机器人在不同步幅下的跨越高度；

如果确定所述长度值小于或等于目标步幅，且所述高度值小于或等于所述目标步幅下的跨越高度，则确定四足机器人能够在目标步幅下跨越目标障碍物；

根据所述长度值与所述目标步幅之间的差异值，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围。

在上述各实施例的基础上，步幅规划模块330，可以具体用于：

计算四足机器人以当前行进的第一步幅行进时的各途经点位置，判断是否存在位于所述起脚点位置范围内的途经点；

如果第一步幅的途经点能够位于起脚点位置范围内，则四足机器人以第一步幅继续行进，直到四足机器人位于起脚点位置范围内，切换至能够跨越目标障碍物的目标步幅；

如果第一步幅的途经点不能位于起脚点位置范围内，则生成第二步幅；

其中，机器人以第二步幅行进时，存在能够处于起脚点位置范围内的途经点；

四足机器人切换至第二步幅继续行进，直到四足机器人位于起脚点位置范围内，切换至能够跨越目标障碍物的目标步幅。

在上述各实施例的基础上，还可以包括：四足机器人绕行模块，用于在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息之后：

在根据尺寸信息确定四足机器人不能够跨越目标障碍物时，生成用于绕过目标障碍物的绕行路线，并控制四足机器人沿绕行路线继续行进。

在上述各实施例的基础上，四足机器人绕行模块，还可以包括：绕行路线生成单元，可以具体用于：

在三维坐标系下获取所述三维形状和四足机器人的空间位置信息，并构造所述三维形状的最小外接球；

获取四足机器人与所述最小外接球在四足机器人行进方向左侧和右侧的切线距离；

比较所述切线距离，并根据所述切线距离比较结果选择绕过目标障碍物的绕行侧；

根据选择的绕行侧信息，生成用于绕过目标障碍物的绕行路线。

本发明实施例所提供的四足机器人的路径规划装置可执行本发明任意实施例所提供的四足机器人的路径规划方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备40的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图4所示，电子设备40包括至少一个处理器41，以及与至少一个处理器41通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)42、随机访问存储器(RAM)43等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器41可以根据存储在只读存储器(ROM)42中的计算机程序或者从存储单元48加载到随机访问存储器(RAM)43中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 43中，还可存储电子设备40操作所需的各种程序和数据。处理器41、ROM 42以及RAM 43通过总线44彼此相连。输入/输出(I/O)接口45也连接至总线44。

电子设备40中的多个部件连接至I/O接口45，包括：输入单元46，例如键盘、鼠标等；输出单元47，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元48，例如磁盘、光盘等；以及通信单元49，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元49允许电子设备40通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器41可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器41的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器41执行上文所描述的各个方法和处理，例如如本发明实施例所述的四足机器人的路径规划方法。也即：

在四足机器人的行进过程中，实时在行进路线上进行障碍物识别，并在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息；

在根据尺寸信息确定四足机器人能够跨越目标障碍物时，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围；

根据所述起脚点位置范围，规划四足机器人在行进路线上的至少一个行进步幅，并控制四足机器人按照所述行进步幅实现对目标障碍物的跨越。

在一些实施例中，四足机器人的路径规划方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元48。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 42和/或通信单元49而被载入和/或安装到电子设备40上。当计算机程序加载到RAM 43并由处理器41执行时，可以执行上文描述的四足机器人的路径规划方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器41可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行四足机器人的路径规划方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四足机器人的路径规划方法，其特征在于，包括：

在四足机器人的行进过程中，实时在行进路线上进行障碍物识别，并在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息；

在根据尺寸信息确定四足机器人能够跨越目标障碍物时，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围；

根据所述起脚点位置范围，规划四足机器人在行进路线上的至少一个行进步幅，并控制四足机器人按照所述行进步幅实现对目标障碍物的跨越。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实时在规划路线上进行障碍物识别，包括：

通过四足机器人上设置的多个摄像头，获取四足机器人行进路线上的实时路面环境图像；

提取所述实时路面环境图像中各像素点的像素值，比较路面环境图像中各像素点的像素值与预先输入的相同行进路线上无障碍地面的像素值；

若所述实时路面环境图像中像素点的像素值与所述无障碍地面的像素值的差值超过预设的异常阈值，则将所述实时路面环境中的像素点划分为异常像素点；

若连续出现的异常像素点数量超过预先设定的异常连续阈值，则判断四足机器人的行进路线上存在障碍物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息，包括：

通过四足机器人上设置的多个摄像头，获取与所述目标障碍物在多个视角下的图像轮廓信息；

根据各图像轮廓信息以及不同视角下的坐标映射关系，重建目标障碍物的三维形状；

根据所述三维形状，获取目标障碍物的高度值以及目标障碍物在四足机器人的行进方向上的长度值作为尺寸信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据尺寸信息确定四足机器人能够跨越目标障碍物时，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围，包括：

获取四足机器人在不同步幅下的跨越高度；

如果确定所述长度值小于或等于目标步幅，且所述高度值小于或等于所述目标步幅下的跨越高度，则确定四足机器人能够在目标步幅下跨越目标障碍物；

根据所述长度值与所述目标步幅之间的差异值，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述起脚点位置范围，规划四足机器人在行进路线上的至少一个行进步幅，包括：

计算四足机器人以当前行进的第一步幅行进时的各途经点位置，判断是否存在位于所述起脚点位置范围内的途经点；

如果第一步幅的途经点能够位于起脚点位置范围内，则四足机器人以第一步幅继续行进，直到四足机器人位于起脚点位置范围内，切换至能够跨越目标障碍物的目标步幅；

如果第一步幅的途经点不能位于起脚点位置范围内，则生成第二步幅；

其中，机器人以第二步幅行进时，存在能够处于起脚点位置范围内的途经点；

四足机器人切换至第二步幅继续行进，直到四足机器人位于起脚点位置范围内，切换至能够跨越目标障碍物的目标步幅。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息之后，还包括：

在根据尺寸信息确定四足机器人不能够跨越目标障碍物时，生成用于绕过目标障碍物的绕行路线，并控制四足机器人沿绕行路线继续行进。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，生成用于绕过目标障碍物的绕行路线，包括：

在三维坐标系下获取所述三维形状和四足机器人的空间位置信息，并构造所述三维形状的最小外接球；

获取四足机器人与所述最小外接球在四足机器人行进方向左侧和右侧的切线距离；

比较所述切线距离，并根据所述切线距离比较结果选择绕过目标障碍物的绕行侧；

根据选择的绕行侧信息，生成用于绕过目标障碍物的绕行路线。

8.一种四足机器人的路径规划装置，其特征在于，包括：

尺寸信息获取模块，用于在四足机器人的行进过程中，实时在行进路线上进行障碍物识别，并在识别到目标障碍物时，获取目标障碍物的尺寸信息；

起脚点位置范围确定模块，用于在根据尺寸信息确定四足机器人能够跨越目标障碍物时，确定四足机器人在跨越障碍物时的起脚点位置范围；

步幅规划模块，用于根据所述起脚点位置范围，规划四足机器人在行进路线上的至少一个行进步幅，并控制四足机器人按照所述行进步幅实现对目标障碍物的跨越。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够实现如权利要求1-7中任一项所述的四足机器人的路径规划方法。

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计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的四足机器人的路径规划方法。

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