CN115778263A - 绕障方法、装置、机器人和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种绕障方法、装置、机器人和存储介质。所述方法包括：根据所述声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；基于所述第一位置范围，判断所述机器人是否处于预设场景中，所述预设场景为所述机器人无法绕过所述障碍物对应的场景；若所述机器人处于所述预设场景中，则调小所述声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于所述目标位置范围，控制所述机器人绕开所述障碍物进行行驶。使得机器人可以应对任何类型的障碍物，不受障碍物是否透光的限制，增加了机器人行驶安全性。

Description

绕障方法、装置、机器人和存储介质

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别是涉及一种绕障方法、装置、机器人和存储介质。

背景技术

智能机器人，例如扫地机器人等越来越广泛地应用于家庭生活中，为人们带来很多便利。由于通道狭窄、物体摆放不规律，还有人员走动等原因，都会造成智能机器人在行走过程中不可避免地遇到障碍物。

现有的智能机器人避障技术大多数是基于光学传感器实现的，然而，光学传感器不能感知玻璃等透明障碍物，导致行走安全性降低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升机器人行走安全性的绕障方法、装置、机器人和存储介质。

一方面，本申请提供一种绕障方法，方法包括：

根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景；若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

另一方面，本申请提供一种绕障装置，包括：

获取模块，用于根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；判断模块，用于基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景；控制模块，用于若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

在一些实施例中，控制模块具体用于：检测调小后的视场角内是否存在障碍物；若存在障碍物，则根据调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第二位置范围，并基于第二位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第二位置范围作为目标位置范围；若不存在障碍物，则控制机器人原地旋转，机器人每旋转预设角度，对障碍物检测一次，在检测到障碍物的情况下，基于调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第三位置范围，得到多个第三位置范围，从多个第三位置范围中查找与第一位置范围相交的第三位置范围，得到多个待合并位置范围，将多个待合并位置范围进行合并，得到合并后的位置范围，基于合并后的位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将合并后的位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，调小后的视场角为预先设置的最小视场角；控制模块具体用于：控制机器人原地旋转；在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据最小视场角获取第四位置范围，基于第四位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第四位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，若第四位置范围有多个，控制模块还用于：获取机器人预先规划的行走路径；基于行走路径，从多个第四位置范围中筛选和行走路径匹配的第四位置范围，将筛选得到的第四位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，控制模块具体用于：根据调小后的视场角和调小之前的视场角，确定机器人的旋转角度；控制机器人按照旋转角度进行原地旋转，在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据调小后的视场角获取第五位置范围，基于第五位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第五位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，机器人上搭载有定位传感器，判断模块具有用于：获取机器人的局部行走地图；根据定位传感器，确定机器人的位置；根据机器人的位置和第一位置范围，将机器人和障碍物投影至局部行走地图中；若局部行走地图指示机器人和障碍物均处于通道中，则分别获取障碍物和通道的第一侧之间的第一通道距离，以及障碍物和通道的第二侧之间的第二通道距离；若第一通道距离和第二通道距离均小于机器人的宽度，则确定机器人处于预设场景中。

在一些实施例中，控制模块还用于：控制机器人停止行走，或者，控制机器人减速。

在一些实施例中，获取模块具体用于：获取机器人到障碍物的第一距离；基于第一距离和声波传感器的当前视场角，确定障碍物相对机器人的第一位置范围，第一位置范围为以当前视场角为圆心角，以第一距离为半径的弧。

另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述绕障方法。

另一方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述绕障方法。

本申请实施例提供的绕障方法、装置、机器人和存储介质，根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景；若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。使得机器人可以应对任何类型的障碍物，不受障碍物是否透光的限制，增加了机器人行驶安全性。

附图说明

图1为一个实施例中绕障方法的流程示意图；

图2为一个实施例中障碍物实际位置的示意图；

图3为一个实施例中第一位置范围的示意图；

图4为一个实施例中预设场景的示意图；

图5为一个实施例中将机器人和障碍物投影至局部行走地图后可得到的地图的示意图；

图6为一个实施例中判断机器人是否处于预设场景的示意图；

图7为一个实施例中机器人旋转的示意图；

图8为另一个实施例中绕障方法的流程示意图；

图9为另一个实施例中绕障方法的流程示意图；

图10为一个实施例中机器人的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

机器人在行走的过程中，可能会遇到各种各样的障碍物，通常情况下，机器人通过光学传感器来确定前方障碍物的方位，光学传感器例如有RGBD深度相机、RGB单目相机、双目相机、激光雷达等，在确定前方障碍物的的方位后，基于该方位做出绕障决策。然而，有些障碍物为透光障碍物，比如，玻璃，光学传感器无法有效感知到透光障碍物，导致机器人无法通过光学传感器确定透光障碍物的方位，导致机器人在行走过程中，有可能会和透光障碍物相撞。

考虑到无论是透光障碍物还是不透光障碍物，均能被声波传感器检测到，本申请实施例提出一种绕障方法，利用声波传感器来检测前方障碍物的方位，基于声波传感器确定的方位，绕开障碍物进行行驶。本申请实施例提供的绕障方法，不受透光障碍物的限制，适用于任何类型的障碍物，安全性能更高。

本申请实施例提供的绕障方法，可应用于任何类型的移动机器人，比如，清扫机器人、送餐机器人、分拣机器人等，本申请实施例对此不作限定。下面结合附图对本申请实施例提供的绕障方法的实现过程，进行详细说明。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种绕障方法，该方法应用于机器人，机器人上搭载有声波传感器，该方法包括以下步骤：

S102、根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围。

其中，机器人上除了安装声波传感器以外，还可安装光学传感器，机器人行走过程中，光学传感器和声波传感器实时对前方障碍物进行检测，当光学传感器未检测到障碍物，而声波传感器检测到障碍物时，说明前方障碍物为透光障碍物。这时，根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围。

需要说明的是：声波传感器主动发射声波，当声波遇到障碍物，声波被反射，原路返回时可以有效被声波传感器检测到，但是，参见图2所示，声波传感器只能检测到一个大致范围，障碍物在该范围之中，至于障碍物到底在该范围中的哪一小块，又或者这一片范围都是障碍物，声波传感器是无法得知。

在可选实施例中，其声波传感器可以为一个或多个，其当前视角可以为一个声波传感器的视角，也可以说多个声波传感器一起形成的视角，这里不做限定。

在本实施例中，以当前视角为一个声波传感器形成的视角为例。

在一些实施例中，在声波传感器检测到障碍物时，可获取机器人到障碍物的第一距离，以及声波传感器的当前视场角，基于第一距离和当前视场角，确定障碍物相对机器人的第一位置范围，该第一位置范围为以当前视场角为圆心角，以第一距离为半径的弧。

在一些实施例中，可通过如下方式获取机器人到障碍物的第一距离：获取声波传感器发出声波，到接收到声波之间相隔的时长，再使用声波速度乘以该时长，便可得到声波传播的距离，使用该距离除以二，便可得到机器人到障碍物的第一距离。需要说明的是：上述获取第一距离的过程仅是一种可能的实现方式，还可采用其他实现方式获取机器人到障碍物的第一距离，本申请实施例对此不作限定。

示例性的，参见图3所示，机器人到障碍物的第一距离为L，声波传感器的当前视场角为α，则将以声波传感器为圆心，以α为圆心角，以L为半径的弧，作为障碍物相对机器人的第一位置范围。

S104、基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中。

其中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景。示例性的，可将图4示意的通道场景作为预设场景。

在一些实施例中，可获取机器人的局部行走地图；根据定位传感器，确定机器人的位置；根据机器人的位置和第一位置范围，将机器人和障碍物投影至局部行走地图中；若局部行走地图指示机器人和障碍物均处于通道中，则分别获取障碍物和通道的第一侧之间的第一通道距离，以及障碍物和通道的第二侧之间的第二通道距离；若第一通道距离和第二通道距离均小于机器人的宽度，则确定机器人处于预设场景中。

其中，可将以机器人为中心，预设距离为半径的圆所对应的区域的地图，作为局部行走地图。需要说明的是：这种局部行走地图的定义以及获取方式仅是一种示例，本申请实施例对此不作限定。示例性的，将机器人和障碍物投影至局部行走地图后可得到图5所示地图。

其中，定位传感器可以采用单线激光定位传感器、多线激光定位传感器、视觉定位传感器、基于射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)技术室内定位传感器、基于信号强度法定位传感器、红外定位传感器、超声波定位传感器等，本申请实施例对定位传感器的类型不作限定，能够实现定位功能即可。

其中，机器人的位置可以为机器人的坐标，第一位置范围可以为障碍物所占区域内各个点的坐标。可获取局部行走地图中各个点的坐标，可按照机器人的坐标和局部行走地图中各个点的坐标之间的关系，将机器人投影至局部行走地图中，可按照障碍物所占区域内各个点的坐标，和局部行走地图中各个点的坐标之间的关系，将障碍物投影至局部行走地图中。

其中，将机器人和障碍物投影至局部行走地图中后，查询机器人和障碍物在局部行走地图中所处的位置，若机器人和障碍物均处于通道中，可获取障碍物的左边缘和通道左侧之间的第一通道距离，以及障碍物右边缘和通道右侧之间的第二通道距离；若第一通道距离和第二通道距离均小于机器人的宽度，则确定机器人处于预设场景中。这里的左侧和右侧可以以机器人行走方向为基准进行定义。

示例性的，参见图6所示，图6为将机器人和障碍物投影至局部行走地图中得到的示意图，假设图6中机器人的宽度为d1，障碍物左边缘和通道左侧之间的第一通道距离为d2，障碍物右边缘和通道右侧之间的第二通道距离为d3，由于d2和d3均小于d1，可见机器人无法绕过障碍物进行行驶，则可确定机器人处于预设场景中。

在机器人处于预设场景的情况下，继续执行S106。

S106、调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

在一些实施例中，在确定机器人处于预设场景的情况下，可以控制机器人停止行走，再执行S106，或者控制机器人减速，再执行S106。本申请实施例对减速后的速度不作限定。

示例性的，假设声波传感器的视场角的初始值为α，基于α确定的第一位置范围，机器人对其的判断结果为无法绕过障碍物，这时控制机器人停止行走，并将声波传感器的视场角调整小为β，基于机器人到障碍物的第一距离，以及视场角β，确定障碍物相对机器人的第二位置范围，假设机器人对其的判断结果为能够绕过障碍物，则将第二位置范围作为目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

本申请实施例提供的绕障方法，根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景；若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。使得机器人可以应对任何类型的障碍物，不受障碍物是否透光的限制，增加了机器人行驶安全性。

在一些实施例中，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，包括：

检测调小后的视场角内是否存在障碍物；若存在障碍物，则根据调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第二位置范围，并基于第二位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第二位置范围作为目标位置范围；若不存在障碍物，则控制机器人原地旋转，机器人每旋转预设角度，对障碍物检测一次，在检测到障碍物的情况下，基于调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第三位置范围，得到多个第三位置范围，从多个第三位置范围中查找与第一位置范围相交的第三位置范围，得到多个待合并位置范围，将多个待合并位置范围进行合并，得到合并后的位置范围，基于合并后的位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将合并后的位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，在基于第一位置范围确定机器人处于预设场景的情况下，可以控制机器人停止行走，再执行后续动作，或者控制机器人减速，再执行后续动作，本申请实施例对此不作限定。

示例性的，在基于第一位置范围确定机器人处于预设场景的情况下，控制机器人停止行走，并在当前的朝向下，缩小声波传感器的视场角，并控制声波传感器检测缩小后的视场角内是否存在障碍物，若存在障碍物，则根据声波传感器输出的数据，计算机器人和障碍物之间的距离，基于该距离和缩小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的第二位置范围，确定第二位置范围的方式和确定第一位置范围的方式类似，本申请实施例在此不再赘述。基于第二位置范围，判断机器人是否在预设场景中，若不在，则将第二位置范围作为目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

示例性的，若声波传感器的检测结果为缩小后的视场角内不存在障碍物，则控制机器人从当前朝向开始，向左或者向右旋转，每旋转5度，对障碍物检测一次，在检测到障碍物的情况下，基于调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第三位置范围。由于机器人的旋转可能是360度的，在机器人后方也存在障碍物的情况下，可能会得到多个第三位置范围，从而把后方障碍物错当成是前方障碍物，为了避免这种情况，本申请实施例提出，在得到多个第三位置范围后，将每个第三位置范围分别和第一位置范围进行比较，若第三位置范围和第一位置范围之间有部分是相交的，则将该第三位置范围作为待合并位置范围，在从多个第三位置范围中查找到多个待合并位置范围的情况下，将多个待合并位置范围进行合并，得到合并后的位置范围，基于合并后的位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将合并后的位置范围作为目标位置范围。基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

上述实施例中，提供了如何基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围的具体实现过程，考虑到机器人在旋转过程中，可能会把通道侧壁、后方障碍物错当成是前方障碍物，从而造成误判，本申请实施例提出从得到的多个第三位置范围中，筛选出与前方障碍物相关的第三位置范围，对这些第三位置范围进行合并，得到合并后的位置范围，并基于合并后的位置范围执行后续操作。提升了机器人对前方障碍物的检测准确度。

在一些实施例中，调小后的视场角为预先设置的最小视场角；基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，包括：控制机器人原地旋转；在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据最小视场角获取第四位置范围，基于第四位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第四位置范围作为目标位置范围。

其中，可预先在声波传感器中配置最小视场角，在基于第一位置范围，确定机器人处于预设场景中的情况下，可控制机器人停止行走，并在当前的朝向下，缩小声波传感器的视场角至预设的最小视场角，并控制机器人原地向左或者向右旋转，每旋转预设角度，对障碍物检测一次，在检测到障碍物的情况下，控制机器人停止旋转，根据此时声波传感器输出的数据，计算机器人和障碍物之间的距离，基于该距离、机器人当前的朝向和最小视场角，确定障碍物相对于机器人的第四位置范围，基于第四位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第四位置范围作为目标位置范围。基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

需要知道的，本申请中的旋转可以是从当前视角范围的中心线逐步向右旋转360度(或旋转当前视角范围的一半的角度后向左旋转当前视角范围全部的角度)，或者逐步向左旋转360度(或当前视角范围的全部角度)。或者从当前视角范围的左边界向右旋转360度或者从当前视角范围的右边界向左旋转360度(或当前视角范围的全部角度)。这里均不作限定。

示例性的，图7示出了机器人边旋转边检测障碍物的示意图，当机器人旋转至中间图所示意的朝向时，可检测到障碍物，这时可控制机器人停止旋转，基于当前的朝向，机器人和障碍物之间的距离，以及缩小后的视场角，确定第四位置范围，在图7示意的场景下，由于第四位置范围只占通道的一小部分，机器人是可以绕过去的，因此可将第四位置范围作为目标位置范围。

在另一可选实施例中，障碍物可能在机器人的前两侧均有存在，则可以使得机器人从当前中心线先向左或先向右旋转，当检测到障碍物时，则控制机器人停止旋转，并反方向继续旋转直到检测到另一侧的障碍物。

随后基于机器人检测到障碍物对应时刻的朝向、机器人与障碍物之间的距离以及缩小后的视场角，从而确定第四位置范围。

在一些实施例中，由于机器人的旋转可能是360度的，在机器人左方、右方、后方也存在障碍物的情况下，可能会得到多个第四位置范围，为了避免机器人把左方、右方、后方的障碍物错当成是前方障碍物，本申请实施例提出，可获取机器人预先规划的行走路径；基于行走路径，从多个第四位置范围中筛选和行走路径匹配的第四位置范围，将筛选得到的第四位置范围作为目标位置范围。基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

上述实施例中，在基于第一位置范围，确定机器人处于预设场景中的情况下，直接将声波传感器的视场角调整至预先配置的最小视场角，然后控制机器人原地旋转，直到声波传感器能够检测到障碍物时，停止旋转，并基于机器人和障碍物之间的距离、机器人当前的朝向和最小视场角，确定障碍物相对于机器人的第四位置范围，基于第四位置范围执行后续的操作。使得机器人可以应对任何类型的障碍物，不受障碍物是否透光的限制，增加了机器人行驶安全性。

在一些实施例中，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，包括：

根据调小后的视场角和调小之前的视场角，确定机器人的旋转角度；控制机器人按照旋转角度进行原地旋转，在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据调小后的视场角获取第五位置范围，基于第五位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第五位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，可基于调小后的视场角和调小之前的视场角，确定机器人的旋转角度，该旋转角度可使机器人在旋转过程中，调小后的视场角范围在调小之前的视场角范围内。

示例性的，在基于第一位置范围确定机器人处于预设场景的情况下，控制机器人停止行走，并控制机器人原地向左或者向右按照旋转角度进行原地旋转，在旋转过程中，实时对前方障碍物进行检测，在检测到障碍物的情况下，控制机器人停止旋转，基于此时机器人的朝向、机器人和障碍物之间的距离以及调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的第五位置范围，基于第五位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第五位置范围作为目标位置范围。基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

在一些实施例中，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶的步骤包括：根据机器人的位置和目标位置范围，将机器人和障碍物投影至局部行走地图中，分别获取障碍物左边缘和通道左侧之间的距离，以及障碍物右边缘和通道右侧之间的距离，将两个距离分别和机器人宽度进行比较，从两个距离中找出大于机器人宽度的距离，将该距离对应的一侧作为，机器人绕开障碍物进行行驶时行走的一侧。

上述实施例中，基于调小后的视场角和调小之前的视场角，确定机器人的旋转角度，控制机器人按照旋转角度进行原地旋转，在声波传感器检测到障碍物时，根据调小后的视场角获取第五位置范围，基于第五位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第五位置范围作为目标位置范围。使得机器人可以应对任何类型的障碍物，不受障碍物是否透光的限制，增加了机器人行驶安全性。

在一些实施例中，参见图8所示，提供一种绕障方法，包括：

S801、获取机器人到障碍物的第一距离；基于第一距离和声波传感器的当前视场角，确定障碍物相对机器人的第一位置范围，第一位置范围为以当前视场角为圆心角，以第一距离为半径的弧。

S802、获取机器人的局部行走地图；根据定位传感器，确定机器人的位置；根据机器人的位置和第一位置范围，将机器人和障碍物投影至局部行走地图中；若局部行走地图指示机器人和障碍物均处于通道中，则分别获取障碍物和通道的第一侧之间的第一通道距离，以及障碍物和通道的第二侧之间的第二通道距离；若第一通道距离和第二通道距离均小于机器人的宽度，则确定机器人处于预设场景中。

S803、若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角。调小后的视场角为预先设置的最小视场角。控制机器人原地旋转；在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据最小视场角获取第四位置范围，基于第四位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第四位置范围作为目标位置范围。

S804、基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

本申请实施例提供的绕障方法，根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景；若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。使得机器人可以应对任何类型的障碍物，不受障碍物是否透光的限制，增加了机器人行驶安全性。

在一些实施例中，参见图9所示，声波传感器可以为超声波传感器，机器人行走过程中，超声波传感器检测到前方存在障碍物时，减小超声波波束角，这里的波束角也可理解为视场角，并原地旋转确定障碍物确切位置，基于确切位置，局部规划判断能否正常通行，即判断机器人是否能够绕开障碍物，若仍无法绕开障碍物，则呼叫人工解决当前困境，若能够绕开障碍物，则正常避障通行。

应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的绕障方法的绕障装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个绕障装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于绕障方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种绕障装置，包括：

获取模块，用于根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；判断模块，用于基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景；控制模块，用于若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

在一些实施例中，控制模块具体用于：检测调小后的视场角内是否存在障碍物；若存在障碍物，则根据调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第二位置范围，并基于第二位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第二位置范围作为目标位置范围；若不存在障碍物，则控制机器人原地旋转，机器人每旋转预设角度，对障碍物检测一次，在检测到障碍物的情况下，基于调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第三位置范围，得到多个第三位置范围，从多个第三位置范围中查找与第一位置范围相交的第三位置范围，得到多个待合并位置范围，将多个待合并位置范围进行合并，得到合并后的位置范围，基于合并后的位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将合并后的位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，调小后的视场角为预先设置的最小视场角；控制模块具体用于：控制机器人原地旋转；在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据最小视场角获取第四位置范围，基于第四位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第四位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，若第四位置范围有多个，控制模块还用于：获取机器人预先规划的行走路径；基于行走路径，从多个第四位置范围中筛选和行走路径匹配的第四位置范围，将筛选得到的第四位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，控制模块具体用于：根据调小后的视场角和调小之前的视场角，确定机器人的旋转角度；控制机器人按照旋转角度进行原地旋转，在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据调小后的视场角获取第五位置范围，基于第五位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第五位置范围作为目标位置范围。

在一些实施例中，机器人上搭载有定位传感器，判断模块具有用于：获取机器人的局部行走地图；根据定位传感器，确定机器人的位置；根据机器人的位置和第一位置范围，将机器人和障碍物投影至局部行走地图中；若局部行走地图指示机器人和障碍物均处于通道中，则分别获取障碍物和通道的第一侧之间的第一通道距离，以及障碍物和通道的第二侧之间的第二通道距离；若第一通道距离和第二通道距离均小于机器人的宽度，则确定机器人处于预设场景中。

在一些实施例中，控制模块还用于：控制机器人停止行走，或者，控制机器人减速。

在一些实施例中，获取模块具体用于：获取机器人到障碍物的第一距离；基于第一距离和声波传感器的当前视场角，确定障碍物相对机器人的第一位置范围，第一位置范围为以当前视场角为圆心角，以第一距离为半径的弧。

上述绕障装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种机器人，其内部结构图可以如图10所示。该机器人包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该机器人的处理器用于提供计算和控制能力。该机器人的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该机器人的数据库用于存储定位数据。该机器人的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种绕障方法。

在一些实施例中，提供一种机器人，包括：光学传感器、声波传感器、存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景；若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：检测调小后的视场角内是否存在障碍物；若存在障碍物，则根据调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第二位置范围，并基于第二位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第二位置范围作为目标位置范围；若不存在障碍物，则控制机器人原地旋转，机器人每旋转预设角度，对障碍物检测一次，在检测到障碍物的情况下，基于调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第三位置范围，得到多个第三位置范围，从多个第三位置范围中查找与第一位置范围相交的第三位置范围，得到多个待合并位置范围，将多个待合并位置范围进行合并，得到合并后的位置范围，基于合并后的位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将合并后的位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：控制机器人原地旋转；在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据最小视场角获取第四位置范围，基于第四位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第四位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取机器人预先规划的行走路径；基于行走路径，从多个第四位置范围中筛选和行走路径匹配的第四位置范围，将筛选得到的第四位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据调小后的视场角和调小之前的视场角，确定机器人的旋转角度；控制机器人按照旋转角度进行原地旋转，在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据调小后的视场角获取第五位置范围，基于第五位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第五位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取机器人的局部行走地图；根据定位传感器，确定机器人的位置；根据机器人的位置和第一位置范围，将机器人和障碍物投影至局部行走地图中；若局部行走地图指示机器人和障碍物均处于通道中，则分别获取障碍物和通道的第一侧之间的第一通道距离，以及障碍物和通道的第二侧之间的第二通道距离；若第一通道距离和第二通道距离均小于机器人的宽度，则确定机器人处于预设场景中。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：控制机器人停止行走，或者，控制机器人减速。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取机器人到障碍物的第一距离；基于第一距离和声波传感器的当前视场角，确定障碍物相对机器人的第一位置范围，第一位置范围为以当前视场角为圆心角，以第一距离为半径的弧。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景；若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：检测调小后的视场角内是否存在障碍物；若存在障碍物，则根据调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第二位置范围，并基于第二位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第二位置范围作为目标位置范围；若不存在障碍物，则控制机器人原地旋转，机器人每旋转预设角度，对障碍物检测一次，在检测到障碍物的情况下，基于调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第三位置范围，得到多个第三位置范围，从多个第三位置范围中查找与第一位置范围相交的第三位置范围，得到多个待合并位置范围，将多个待合并位置范围进行合并，得到合并后的位置范围，基于合并后的位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将合并后的位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：控制机器人原地旋转；在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据最小视场角获取第四位置范围，基于第四位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第四位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取机器人预先规划的行走路径；基于行走路径，从多个第四位置范围中筛选和行走路径匹配的第四位置范围，将筛选得到的第四位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据调小后的视场角和调小之前的视场角，确定机器人的旋转角度；控制机器人按照旋转角度进行原地旋转，在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据调小后的视场角获取第五位置范围，基于第五位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第五位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取机器人的局部行走地图；根据定位传感器，确定机器人的位置；根据机器人的位置和第一位置范围，将机器人和障碍物投影至局部行走地图中；若局部行走地图指示机器人和障碍物均处于通道中，则分别获取障碍物和通道的第一侧之间的第一通道距离，以及障碍物和通道的第二侧之间的第二通道距离；若第一通道距离和第二通道距离均小于机器人的宽度，则确定机器人处于预设场景中。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：控制机器人停止行走，或者，控制机器人减速。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取机器人到障碍物的第一距离；基于第一距离和声波传感器的当前视场角，确定障碍物相对机器人的第一位置范围，第一位置范围为以当前视场角为圆心角，以第一距离为半径的弧。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；基于第一位置范围，判断机器人是否处于预设场景中，预设场景为机器人无法绕过障碍物对应的场景；若机器人处于预设场景中，则调小声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于目标位置范围，控制机器人绕开障碍物进行行驶。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：检测调小后的视场角内是否存在障碍物；若存在障碍物，则根据调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第二位置范围，并基于第二位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第二位置范围作为目标位置范围；若不存在障碍物，则控制机器人原地旋转，机器人每旋转预设角度，对障碍物检测一次，在检测到障碍物的情况下，基于调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第三位置范围，得到多个第三位置范围，从多个第三位置范围中查找与第一位置范围相交的第三位置范围，得到多个待合并位置范围，将多个待合并位置范围进行合并，得到合并后的位置范围，基于合并后的位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将合并后的位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：控制机器人原地旋转；在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据最小视场角获取第四位置范围，基于第四位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第四位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取机器人预先规划的行走路径；基于行走路径，从多个第四位置范围中筛选和行走路径匹配的第四位置范围，将筛选得到的第四位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据调小后的视场角和调小之前的视场角，确定机器人的旋转角度；控制机器人按照旋转角度进行原地旋转，在声波传感器检测到障碍物时，控制机器人停止旋转，并根据调小后的视场角获取第五位置范围，基于第五位置范围，判断机器人是否仍处于预设场景中，若机器人不在预设场景中，则将第五位置范围作为目标位置范围。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取机器人的局部行走地图；根据定位传感器，确定机器人的位置；根据机器人的位置和第一位置范围，将机器人和障碍物投影至局部行走地图中；若局部行走地图指示机器人和障碍物均处于通道中，则分别获取障碍物和通道的第一侧之间的第一通道距离，以及障碍物和通道的第二侧之间的第二通道距离；若第一通道距离和第二通道距离均小于机器人的宽度，则确定机器人处于预设场景中。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：控制机器人停止行走，或者，控制机器人减速。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取机器人到障碍物的第一距离；基于第一距离和声波传感器的当前视场角，确定障碍物相对机器人的第一位置范围，第一位置范围为以当前视场角为圆心角，以第一距离为半径的弧。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种绕障方法，其特征在于，应用于机器人，所述机器人上搭载有声波传感器，所述方法包括：

根据所述声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围；

基于所述第一位置范围，判断所述机器人是否处于预设场景中，所述预设场景为所述机器人无法绕过所述障碍物对应的场景；

若所述机器人处于所述预设场景中，则调小所述声波传感器的视场角，基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，基于所述目标位置范围，控制所述机器人绕开所述障碍物进行行驶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，包括：

检测所述调小后的视场角内是否存在障碍物；

若存在障碍物，则根据所述调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第二位置范围，并基于所述第二位置范围，判断所述机器人是否仍处于预设场景中，若所述机器人不在所述预设场景中，则将所述第二位置范围作为所述目标位置范围；

若不存在障碍物，则控制所述机器人原地旋转，所述机器人每旋转预设角度，对所述障碍物检测一次，在检测到所述障碍物的情况下，基于所述调小后的视场角获取障碍物相对于机器人的第三位置范围，得到多个第三位置范围，从所述多个第三位置范围中查找与所述第一位置范围相交的第三位置范围，得到多个待合并位置范围，将所述多个待合并位置范围进行合并，得到合并后的位置范围，基于所述合并后的位置范围，判断所述机器人是否仍处于预设场景中，若所述机器人不在所述预设场景中，则将所述合并后的位置范围作为所述目标位置范围。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调小后的视场角为预先设置的最小视场角；

所述基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，包括：

控制所述机器人原地旋转；

在所述声波传感器检测到障碍物时，控制所述机器人停止旋转，并根据所述最小视场角获取第四位置范围，基于所述第四位置范围，判断所述机器人是否仍处于所述预设场景中，若所述机器人不在所述预设场景中，则将所述第四位置范围作为所述目标位置范围。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述第四位置范围有多个，所述方法还包括：

获取所述机器人预先规划的行走路径；

基于所述行走路径，从多个第四位置范围中筛选和所述行走路径匹配的第四位置范围，将筛选得到的第四位置范围作为所述目标位置范围。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于调小后的视场角，确定障碍物相对于机器人的目标位置范围，包括：

根据所述调小后的视场角和调小之前的视场角，确定机器人的旋转角度；

控制所述机器人按照所述旋转角度进行原地旋转，在所述声波传感器检测到所述障碍物时，控制所述机器人停止旋转，并根据所述调小后的视场角获取第五位置范围，基于所述第五位置范围，判断所述机器人是否仍处于所述预设场景中，若所述机器人不在所述预设场景中，则将所述第五位置范围作为所述目标位置范围。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述机器人上搭载有定位传感器，所述基于所述第一位置范围，判断所述机器人是否处于预设场景中，包括：

获取所述机器人的局部行走地图；

根据所述定位传感器，确定所述机器人的位置；

根据所述机器人的位置和所述第一位置范围，将所述机器人和所述障碍物投影至所述局部行走地图中；

若所述局部行走地图指示所述机器人和所述障碍物均处于通道中，则分别获取所述障碍物和所述通道的第一侧之间的第一通道距离，以及所述障碍物和所述通道的第二侧之间的第二通道距离；

若所述第一通道距离和所述第二通道距离均小于所述机器人的宽度，则确定所述机器人处于预设场景中。

7.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述声波传感器原地旋转之前，所述方法还包括：

控制所述机器人停止行走，或者，控制所述机器人减速。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述声波传感器获取障碍物相对机器人的第一位置范围，包括：

获取所述机器人到所述障碍物的第一距离；

基于所述第一距离和所述声波传感器的当前视场角，确定所述障碍物相对机器人的第一位置范围，所述第一位置范围为以所述当前视场角为圆心角，以所述第一距离为半径的弧。

9.一种机器人，包括：光学传感器、声波传感器、存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。

Images