CN116087986A - 自移动设备、自移动设备的障碍物检测方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请属于自动控制技术领域,具体涉及一种自移动设备、自移动设备的障碍物检测方法及存储介质。自移动设备包括:壳体;位于壳体侧面的线激光传感器,线激光传感器所发送的线激光与水平面成预设角度;与线激光传感器相连的控制器,用于:在自移动设备移动过程中,获取线激光传感器采集的传感信号;在自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于传感信号确定障碍物的相对于地面的高度数据;基于高度数据确定障碍物是否可通行;可以解决自移动设备直接绕开该障碍物,导致工作效果不佳的问题;由于判断障碍物是否可通行,可以保证在障碍物符合条件时,控制自移动设备进入障碍物对应的地面区域工作,所以可以提高自移动设备的工作效果。
Description
技术领域
本申请属于自动控制技术领域,具体涉及一种自移动设备、自移动设备的障碍物检测方法及存储介质。
背景技术
随着电子科学技术的发展,扫地机器人、拖地机器人等自移动设备逐渐进入了人们的日常生活,自移动设备通常具有避障功能。
目前,自移动设备的避障方式包括:通过传感器检测行进方向前方是否包括障碍物,若是,则改变行进方向,直至行进方向前方不包括障碍物时继续行进。
然而,对于一些自移动设备可以通过的障碍物,自移动设备直接绕开该障碍物,会导致自移动设备无法对该障碍物对应的地面区域进行工作,从而产生工作效果不佳的问题。
发明内容
本申请提供了自移动设备、自移动设备的障碍物检测方法及存储介质,可以解决由于传统的自移动设备无法判断底面与地面之间的距离较高的障碍物的底面下方是否可通行,自移动设备无法进入可通行的障碍物底面的下方工作,导致工作效果不佳的问题。本申请提供如下技术方案:
第一方面,提供了一种自移动设备,所述设备包括:
壳体;
位于壳体侧面的线激光传感器,所述线激光传感器所发送的线激光与水平面成预设角度;
与所述线激光传感器相连的控制器,用于:
在所述自移动设备移动过程中,获取所述线激光传感器采集的传感信号;
在所述自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于所述传感信号确定所述障碍物相对于地面的高度数据;
基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行。
可选地,所述高度数据用于指示所述障碍物相对于地面的位置和高度;
所述基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行,包括:
在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之上、且相对于地面的高度大于第一预设阈值的情况下,确定所述障碍物可通行;
在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之下、且相对于地面的高度小于第二预设阈值的情况下,确定所述障碍物可通行。
可选地,在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之上、且相对于地面的高度大于第一预设阈值的情况下,所述确定所述障碍物可通行,包括:
确定所述障碍物下方是否存在其它障碍物;
在所述障碍物下方存在其它障碍物的情况下,若所述障碍物相对于地面的高度与所述其它障碍物的障碍物高度之差大于所述第一预设阈值的情况下,则确定所述障碍物可通行。
可选地,在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之上的情况下,所述方法还包括:
若所述障碍物相对于地面的高度小于或等于所述第一预设阈值、或者所述障碍物相对于地面的高度与所述其它障碍物的障碍物高度之差小于或等于所述第一预设阈值,则确定所述障碍物不可通行。
可选地,在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之下的情况下,所述方法还包括:
若所述障碍物相对于地面的高度大于或等于所述第二预设阈值的情况下,确定所述障碍物不可通行。
可选地,所述基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行之后,还包括:
在所述障碍物不可通行的情况下,控制所述自移动设备向所述障碍物移动预设距离后改变行进方向,以避开所述障碍物。
可选地,所述基于所述传感信号确定所述障碍物相对于地面的高度数据之前,还包括:
判断所述行进方向上是否存在所述障碍物。
可选地,所述线激光传感器安装位置位于所述自移动设备的前侧;所述判断所述行进方向上是否存在所述障碍物,包括:
对于所述线激光传感器同一时刻发射的线激光,确定对所述线激光感应后得到的传感信号的变化情况是否满足预设条件,所述预设条件是根据所述线激光传感器扫描所述障碍物时获取到的传感信号确定的;
在所述变化情况满足所述预设条件的情况下,确定所述行进方向上存在所述障碍物;
在所述变化情况不满足所述预设条件的情况下,确定所述行进方向上不存在所述障碍物。
可选地,所述基于所述传感信号确定所述障碍物相对于地面的高度数据,包括:
对于所述障碍物对所述线激光反射后得到的传感信号,确定所述传感信号中所述地面对应的突变信号和所述障碍物对应的突变信号之间的距离和相对位置;
基于所述距离、所述相对位置和所述预设角度确定所述障碍物相对于地面的高度数据。
可选地,所述基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行之后,还包括:
在所述障碍物可通行的情况下,在所述自移动设备的工作地图上将所述障碍物所在位置标记为可通行区域,以供所述自移动设备在所述障碍物所在的位置进行工作。
第二方面,提供一种自移动设备的障碍物检测方法,用于第一方面提供的自移动设备中,所述方法包括:
在所述自移动设备移动过程中,获取所述线激光传感器采集的传感信号;
在所述自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于所述传感信号确定所述障碍物相对于地面的高度数据;
基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行。
第三方面,提供一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有程序,所述程序被处理器执行时用于实现第二方面提供的自移动设备的障碍物检测方法。
本申请的有益效果至少包括:自移动设备,包括:壳体;位于壳体侧面的线激光传感器,线激光传感器所发送的线激光与水平面成预设角度;与线激光传感器相连的控制器,用于:在自移动设备移动过程中,获取线激光传感器采集的传感信号;在自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于传感信号确定障碍物的相对于地面的高度数据;基于高度数据确定障碍物是否可通行;可以解决自移动设备直接绕开该障碍物,会导致自移动设备无法对可通行的障碍物对应的地面区域进行工作,导致工作效果不佳的问题;由于根据障碍物相对于地面的高度数据判断障碍物是否可通行,可以保证在障碍物相对于地面的高度数据符合条件时,控制自移动设备进入障碍物对应的地面区域工作,所以可以提高自移动设备的工作效果。
同时,由于线激光传感器的精度高于其他传感器,自移动设备采用线激光传感器采集的传感信号确定出障碍物相对于地面的高度数据的精确度高,所以可以提高判断障碍物是否可以通行的准确性,进一步提高自移动设备的工作效果。
同时,由于线激光传感器发射的线激光与水平面成预设角度,可以保证线激光传感器对位于自移动设备侧面的障碍物的不同位置进行扫描,保证障碍物信息的全面性。
同时,由于线激光传感器可以检测到传感范围大于点激光传感器,可以解决目前使用点激光传感器判断高度变化,由于点激光传感器只能测量直线方向上的高度变化,由于自移动设备下边沿的遮挡,使得该传感器不能很好的检测到位于地面之下的障碍物,导致自移动设备跌落的问题,由于线激光传感器可以检测一个区域内的高度变化,所以可以提高位于地面之下的障碍物的检测精度,防止自移动设备跌落。
另外,由于线激光传感器的信号发射范围包括自移动设备上方、前方和下方,可以保证线激光传感器对位于自移动设备侧面的障碍物的不同位置进行扫描,保证障碍物信息的全面性。
另外,由于在高度数据指示障碍物位于地面之上、且相对于地面的高度大于第一预设阈值的情况下,确定障碍物可通行,可以解决传统的自移动设备在检测到行进方向存在障碍物的情况下直接改变行进方向,而导致的自移动设备无法进入位于地面之上,且相对于地面的高度较高的障碍物下方工作,工作效率低的问题,由于可以根据障碍物相对于地面的高度确定障碍物是否可通行,可以保证在障碍物可通行的情况下控制自移动设备进入障碍物对应的地面区域工作,所以可以改善自移动设备的工作效果。
另外,由于在高度数据指示障碍物位于地面之下、且相对于地面的高度小于第二预设阈值的情况下,确定障碍物可通行,可以解决传统的自移动设备在检测到行进方向存在障碍物的情况下直接改变行进方向,而导致的自移动设备无法进入位于地面之下,且相对于地面的高度较低的障碍物上方工作,工作效率低的问题,由于可以根据障碍物相对于地面的高度确定障碍物是否可通行,可以保证在障碍物可通行的情况下控制自移动设备进入障碍物对应的地面区域工作,所以可以改善自移动设备的工作效果。
另外,由于在障碍物位于地面之上,且相对于地面的高度大于第一预设阈值的时,进一步确认障碍物下方是否存在其他障碍物,在障碍物下方存在其他障碍物的情况下,继续判断障碍物是否可通行,可以解决仅根据障碍物相对于地面的高度判断障碍物是否可通行时,由于障碍物下方存在的其他障碍物可能会影响自移动设备从障碍物下方通行,导致的判断不准确,进而导致自移动设备工作效率低的问题;由于在障碍物下方存在其他障碍物的情况下,结合其他障碍物的信息综合判断障碍物是否可以通行,所以可以提高判断的准确性,提高自移动设备的工作效率。
另外,由于在障碍物位于地面之上,且障碍物下方存在其他障碍物时,在障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差小于预设阈值的情况下,确定障碍物不可通行,可以解决在障碍物相对于地面的高度大于第一预设阈值,但障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差小于预设阈值的情况下,将障碍物确定为可通行而导致的判断不准确的问题;在障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差小于预设阈值时,确定障碍物不可通行,所以可以提高判断的准确性,提高自移动设备的工作效率。
另外,由于在障碍物下方存在其他障碍物,且障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差大于第一预设阈值时,在其他障碍物不可逾越的情况下,确定障碍物不可通行,可以解决在其他障碍物不可逾越的情况下,将障碍物确定为可通行而导致的判断不准确的问题,由于在其他障碍物不可逾越的情况下,确定障碍物不可通行,所以可以提高判断的准确性,提高自移动设备的工作效率。
另外,在障碍物不可通行的情况下,控制自移动设备向障碍物移动预设距离后改变行进方向,可以使自移动设备进入障碍物边缘工作,进一步提高自移动设备的工作效率。
另外,由于线激光传感器可以安装在壳体的左侧和/或右侧,所以在自移动设备行进的过程中,线激光传感器可以不断采集自移动设备至少一侧的传感信号,可以解决传统的自移动设备由于无法检测行进方向两侧的障碍物而导致的自移动设备检测障碍物的效率较低的问题;由于自移动设备沿行进方向运动时,线激光传感器可以采集行进方向至少一侧的传感信号,以供控制器根据传感信号确定障碍物是否可通行,所以可以提高采集效率。
另外,由于采用障碍物检测传感器检测自移动设备行进方向上的障碍物,可以解决在线激光传感器位于自移动设备左侧和/或右侧时,由于无法确定自移动设备行进方向上的障碍物而导致自移动设备在行进过程中无法检测行进方向上的障碍物的问题,由于障碍物检测传感器能够检测自移动设备行进方向上的障碍物,并且在障碍物检测传感器检测到障碍物时,控制器控制自移动设备接近障碍物,以确定障碍物是否可通行,所以可以解决在线激光传感器位于自移动设备左侧和/或右侧时自移动设备在行进过程中无法检测行进方向上的障碍物的问题,可以提升自移动设备的工作效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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是本申请一个实施例提供的自移动设备的结构示意图;
图2是本申请一个实施例提供的自移动设备的工作场景示意图;
图3是本申请一个实施例提供的自移动设备的工作场景示意图;
图4是本申请一个实施例提供的自移动设备的障碍物检测方法的示意图;
图5是本申请一个实施例提供的自移动设备的障碍物检测方法的示意图;
图6是本申请一个实施例提供的自移动设备的障碍物检测装置的框图。
图7是本申请一个实施例提供的电子设备的框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,本申请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。
在申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的,或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的;同样地,为便于理解和描述,“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外,但上述方位词并不用于限制本申请。
首先,对本申请实施例涉及的若干名词进行介绍。
线激光传感器:是一种包括激光产生组件、柱面物镜和光感组件的传感器;线激光传感器在使用时采用柱面物镜将激光产生组件产生的激光光束扩大为条状,激光在目标物上产生漫反射,反射光在光感组件上成像,可以通过检查成像的位置、形状的变化来测量目标物位置和形状。
微控制单元(Microcontroller Unit,MCU),又称单片微型计算机(Single ChipMicrocomputer)或者单片机,是把中央处理器(Central Process Unit,CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、等周边接口整合在单一芯片上,形成的芯片级计算机。
图1是本申请一个实施例提供的自移动设备的结构示意图。其中,自移动设备包括但不限于:扫地机、洗地机、扫拖一体机等具有自动移动功能的设备,本实施例不对自移动设备的类型作限定。根据图1可知,该自移动设备至少包括壳体110、线激光传感器120和控制器(图中未示意)。
壳体110为自移动设备的外壳,壳体110的形状可以是规则的几何体,比如圆形,方形,或者,也可以根据实际的应用场景设置成其他形状,本实施例不对壳体110的形状作限定。
壳体110主要起保护和支撑作用。壳体110可以一体成型,或者为可拆分结构,本实施例不对壳体110的实现方式作限定。
壳体110的结构大致呈扁平状,比如为圆盘形,本实施例不对壳体110的形状作限定。
线激光传感器120位于壳体110的侧面,用于发射线激光并采集传感信号。线激光传感器120可以为单线激光雷达,或者,也可以是多线激光雷达,本实施例不对线激光传感器120的类型作限定。
本实施例中,线激光传感器120发射的线激光与水平面成预设角度,预设角度不等于0。换言之,线激光不与水平面平行,这样不会只扫描到障碍物的一条线,从而更全面地保证扫描障碍物。优选地,线激光垂直于水平面,即预设角度为90度。
为了更全面地扫描障碍物,线激光传感器120的线激光发射范围包括自移动设备的上方、前方和/或下方。参考图2,线激光发射范围包括自移动设备的上方、前方和下方。
本实施例中线激光传感器120可以位于壳体110前侧,后侧,左侧和/或右侧,本实施例不对线激光传感器120的具体安装位置作限定。
以自移动设备移动过程中行进方向为前侧为例,壳体110的左侧是指自移动设备的行进方向的左侧,壳体110的右侧是指自移动设备的行进方向右侧。
在一个示例中,线激光传感器120的安装位置位于自移动设备前侧,用于对行进方向上的障碍物进行检测,可以保证自移动设备在移动过程中能及时发现行进方向上的障碍物。
参考图2,线激光传感器120位于壳体110的前侧。
在另一个示例中,线激光传感器120的安装位置位于壳体110的左侧和/或右侧。这样,可以实现对行进方向至少一侧的障碍物进行检测,从而提高障碍物的检测效率。
另外,由于线激光传感器120发射的线激光与水平面成预设角度,可以保证自移动设备在移动过程中,线激光传感器120对位于自移动设备侧面的障碍物的不同位置进行扫描,保证障碍物信息的全面性。
可选地,壳体110的左侧包括壳体110的正左侧、左前侧和/或左后侧;壳体110的右侧包括壳体110的正右侧、右前侧和/或右后侧。
可选地,线激光传感器120可以为一个,或者,也可以为多个,本实施例不对线激光传感器120的个数作限定。
为了使自移动设备能同时扫描行进方向上和行进方向右侧的障碍物,线激光传感器120为两个,其中一个位于壳体110右侧,用于向自移动设备右发射线激光并采集自移动设备右侧的传感信号,另一个位于壳体110前侧,用于向自移动设备前侧发射线激光采集自移动设备前侧的传感信号。
控制器与线激光传感器120相连。控制器可以为自移动设备内部安装的微控制单元,或者,任何具有控制功能的组件,本实施例不对控制器的类型不做限定。
本实施例中,控制器用于在自移动设备移动过程中,获取线激光传感器120采集的传感信号;在自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于传感信号确定障碍物相对于地面之间的高度数据;基于高度数据确定障碍物是否可通行。
可选地,高度数据用于指示障碍物相对于地面的位置和高度。
可选地,障碍物可以位于地面之上,或者,也可以位于地面之下,本实施不对障碍物相对于地面的位置作限定。
可选地,在障碍物位于地面之上的情况下,障碍物相对于地面的高度为障碍物底面与地面的之间的高度差;在障碍物位于地面之下的情况下,障碍物相对于地面的高度为障碍物顶部与地面之间的高度差。
可选地,位于地面之上的障碍物可以是桌子、椅子、茶几等障碍物,本实施例不对位于地面之上的障碍物的类型作限定。
参考图2,桌子为位于地面之上的障碍物,且桌子的底面与地面之间具有一定距离。
可选地,位于地面之下的障碍物可以是下行的楼梯、沟渠、地面的凹陷处、悬崖等障碍物,本实施例不对位于地面之下的障碍物类型作限定。
参考图3,悬崖为位于地面之下的障碍物,且悬崖的顶部与地面之间具有一定距离。
可选地,基于传感信号确定障碍物相对于地面的高度数据之前,还包括:判断行进方向上是否存在障碍物。
本实施例中,判断行进方向上是否存在障碍物分为以下两种情况。
第一种情况,控制器基于线激光传感器120的传感信号判断行进方向上是否存在障碍物。此时,线激光传感器120安装在自移动设备前侧。
为了能够实时判断行进方向是否存在障碍物,控制器在自移动设备开机后,控制激光传感器120持续保持启动状态。
由于不同类型的障碍物的轮廓不同,所以线激光传感器120扫描不同类型障碍物所获得的传感信号不同。基于此,控制器可以通过传感信号判断不同类型的障碍物。
可选地,判断行进方向上是否存在障碍物,包括:对于线激光传感器120同一时刻发射的线激光,确定对线激光感应后得到的传感信号的变化情况是否满足预设条件,该预设条件是根据线激光传感器120扫描障碍物时获取到的传感信号确定的;在变化情况满足预设条件的情况下,确定行进方向上存在障碍物;在变化情况不满足预设条件的情况下,确定行进方向上不存在障碍物。
其中,预设条件为:传感信号的变化情况与线激光传感器120扫描障碍物时获取到的传感信号的变化情况相匹配。
在确定对线激光感应后得到的传感信号的变化情况是否满足预设条件之前,需要预先获取线激光传感器120扫描障碍物时传感信号的变化情况,获取方式包括但不限于以下几种方式:
方式1:控制线激光传感器120对不同类型的障碍物进行扫描,得到扫描障碍物时传感信号的变化情况。其中,不同类型的障碍物包括位于地面之上的障碍物和位于地面之下的障碍物。
方式2:在计算机中模拟线激光传感器120对不同类型的障碍物进行扫描的场景,得到扫描障碍物时传感信号的变化情况。
第二种情况,壳体110上还设置有障碍物检测传感器130,障碍物检测传感器130与控制器相连;控制器基于障碍物检测传感器130的检测信号判断行进方向上是否存在障碍物。
本实施例中,障碍物检测传感器130可以为红外传感器,或者,也可以为相机,或者,还可以为超声波传感器,本实施例不对障碍物检测传感器130的类型作限定。
相应地,在线激光传感器120安装在自移动设备左侧或右侧时,为了使线激光传感器120能够采集到障碍物与地面之间的高度信息,本实施例中,控制器还用于:在障碍物检测传感器130检测出行进方向上存在障碍物的情况下,控制自移动设备向安装有线激光传感器120的方向的反方向旋转预设旋转角度,以使得障碍物在线激光传感器120的传感范围内。
比如:线激光传感器120安装在自移动设备的右前侧、且安装位置与设备形心之间的连线与行进方向之间的夹角为45度,自移动设备的旋转方式为:逆时针旋转45度。
可选地,在线激光传感器120安装在自移动设备前侧时,在障碍物检测传感器130检测出行进方向上存在障碍物的情况下,控制器直接控制线激光传感器120采集传感信号。
由于障碍物检测传感器130的传感距离可能大于线激光传感器120的传感距离。因此,本实施例中,在障碍物检测传感器130检测出行进方向上存在障碍物的情况下,控制器还可以控制自移动设备向障碍物移动预设行进距离(即继续沿行进方向移动预设行进距离),预设行进距离小于自移动设备与障碍物之间的距离,以接近障碍物,以使障碍物位于线激光传感器120传感范围内。
为了提高自移动设备采集障碍物信息的效率,在一个示例中,控制器在自移动设备开机后控制激光传感器120持续保持启动状态。
为了节约自移动设备的计算资源,在另一个示例中,控制器在障碍物传感器130检测出行进方向上存在障碍物的情况下,控制线激光传感器120启动。
可选地,预设行进距离为固定值或者为动态确定的。在预设行进距离为动态确定的情况下,控制器还用于:获取自移动设备与障碍物之间的距离;基于自移动设备与障碍物之间的距离和线激光传感器120的最佳采集距离确定预设行进距离。
其中,获取自移动设备与障碍物之间的距离,包括:基于障碍物传感器130接收到的传感信号的信号强度计算自移动设备与障碍物之间的距离。
在一个示例中,基于自移动设备与障碍物之间的距离和线激光传感器120的最佳采集距离确定预设行进距离,包括:将自移动设备与障碍物之间的距离与线激光传感器120最佳采集距离之间的差值,确定为预设行进距离。
比如:自移动设备与障碍物之间的距离为10米,线激光传感器120最佳采集距离为1米,则预设行进距离为9米。
可选地,障碍物检测传感器130可以是一个,或者,也可以是多个,本实施例不对障碍物检测传感器130的数量作限定。
由于障碍物检测传感器130只需要进行障碍物的检测,所以,本实施例中,设置障碍物检测传感器130的障碍物检测精度低于线激光传感器120的障碍物检测精度。由于精度低的传感信号的数据量少,因此,使用精度低的传感信号进行障碍物检测时,消耗的计算资源较低,因此,可以节省自移动设备检测障碍物时的计算资源。
另外,本实施例中,障碍物检测传感器130的检测距离大于线激光传感器120的检测距离,可以保证能够在较大范围内检测到障碍物,以使自移动设备能及时发现并靠近障碍物,以判断障碍物是否可通行。
可选地,预设旋转角度根据线激光传感器120的安装位置确定。
可选地,基于传感信号确定障碍物相对于地面的高度数据,包括:对于障碍物对线激光反射后得到的传感信号,确定传感信号中地面对应的突变信号和障碍物对应的突变信号之间的距离和相对位置;基于距离、相对位置和预设角度确定障碍物相对于地面的高度数据。
其中,突变信号用于指示线激光传感器120传感范围内高度发生变化的位置。
本实施例中,基于高度数据确定障碍物是否可通行,根据障碍物相对于地面的位置分为以下两种情况:
第一种情况,高度数据指示障碍物位于地面之上,此时,若高度数据指示障碍物相对于地面的高度大于第一预设阈值,确定障碍物可通行;若高度数据指示障碍物高度小于或等于第一预设阈值,确定障碍物不可通行。
其中,第一预设阈值根据自移动设备壳体110的高度和安装在壳体110上方的传感器的高度确定。
在第一情况下,若高度数据指示障碍物相对于地面的高度大于第一预设阈值,确定障碍物可通行,包括:确定障碍物下方是否存在其他障碍物;在障碍物下方存在其他障碍物的情况下,若障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差大于第一预设阈值,则确定障碍物可通行;或者,在障碍物下方不存在其他障碍物的情况下,则确定障碍物可通行。
若障碍物相对于地面的高度与其他障碍物高度之差小于或等于第一预设阈值,则确定障碍物不可通行。
其中,其他障碍物是指底面与地面接触的障碍物。比如:其他障碍物为放置于地面的箱子、垃圾桶、和/或门槛等障碍物,本实施例不对其他障碍物的类型作限定。
在一个示例中,确定障碍物下方是否存在其他障碍物,包括:对于线激光传感器120同一时刻发射的线激光,确定对线激光感应后得到的传感信号的变化情况是否满足第二预设条件,第二预设条件是根据线激光传感器120扫描其他障碍物时获取到的传感信号确定的;在变化情况满足其他预设条件的情况下,确定传感范围内存在其他障碍物;在变化情况不满足第二预设条件的情况下,确定传感范围内不存在其他障碍物。
由于传感信号中的突变信号能够反映高度的变化,所以在障碍物下方存在其他障碍物的情况下,传感信号中的突变信号至少为三个,即地面导致的突变信号、障碍物导致的突变信号和其他障碍物导致的突变信号,所以,在另一个示例中,确定障碍物下方是否存在其他障碍物,包括:对于线激光传感器120同一时刻发射的线激光,确定传感信号中突变信号的个数;在突变信号个数大于两个的情况,障碍物下方存在其他障碍物。
可选地,基于传感信号确定其他障碍物的障碍物高度。
在一个示例中,基于传感信号确定其他障碍物的障碍物高度,包括:对于其他障碍物对线激光反射后得到的传感信号,确定传感信号中地面对应的突变信号和其他障碍物对应的突变信号之间的距离和相对位置;基于地面对应的突变信号与其他障碍物对应的突变信号之间的距离、相对位置和预设角度确定其他障碍物的障碍物高度。
在第一种情况下,在障碍物下方存在其他障碍物的情况下,若障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差大于第一预设阈值,则确定障碍物可通行,包括:确定其他障碍物是否可逾越;在其他障碍物可逾越的情况下,则确定障碍物可通行;在其他障碍物不可逾越的情况下,则确定障碍物不可通行。
可选地,基于其他障碍物的障碍物高度确定其他障碍物是否可逾越,包括:在其他障碍物的障碍物高度大于预设逾越高度时,确定其他障碍物可逾越;在其他障碍物的障碍物高度小于或等于预设逾越高度时,确定其他障碍物不可逾越。
其中,预设可逾越高度为自移动设备可安全逾越的其他障碍物的最大高度,预设逾越高度根据自移动设备壳体110底部距离地面的高度确定。
第二种情况,高度数据指示障碍物位于地面之下,此时,在高度数据指示障碍物相对于地面的高度小于第二预设阈值的情况下,确定障碍物可通行;在高度数据指示障碍物相对于地面的高度大于或等于第二预设阈值的情况下,确定障碍物不可通行。
其中,第二预设阈值为自移动设备可安全通过位于地面之下的障碍物的最大高度,第二预设阈值根据自移动设备壳体110底部离地高度确定。
可选地,基于高度数据确定障碍物是否可通行之后,还包括:在障碍物可通行的情况下,在自移动设备的工作地图上将障碍物所在位置标记为可通行区域,以供自移动设备在障碍物所在的位置工作;在障碍物不可通行的情况下,在自移动设备的工作地图上将障碍物所在的位置标记为不可通行区域,以禁止自移动设备进入障碍物所在位置工作。
可选地,基于高度数据确定障碍物是否可通行之后,还包括:在障碍物不可通行的情况下,控制自移动设备向障碍物移动预设距离后改变行进方向,以避开障碍物;在障碍物可通行的情况下,自移动设备继续沿行进方向运动,以进入障碍物对应的地面区域工作。
其中,预设距离小于自移动设备与障碍物之间的距离。
由于,在障碍物不可通行的情况下,控制自移动设备向障碍物移动预设距离后改变行进方向,可以使自移动设备进入障碍物边缘工作,进一步提高自移动设备的工作效率。
可选地,基于高度数据确定障碍物是否可通行之后,还包括:确定对工作区域是否工作完成;在工作未完成的情况下,再次执行在自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于传感信号确定障碍物相对于地面的高度数据的步骤。在工作完成的情况下,自移动设备停止移动。
综上所述,本实施例提供的自移动设备,包括:壳体;位于壳体侧面的线激光传感器,线激光传感器所发送的线激光与水平面成预设角度;与线激光传感器相连的控制器,用于:在自移动设备移动过程中,获取线激光传感器采集的传感信号;在自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于传感信号确定障碍物的相对于地面的高度数据;基于高度数据确定障碍物是否可通行;可以解决自移动设备直接绕开该障碍物,会导致自移动设备无法对可通行的障碍物对应的地面区域进行工作,导致工作效果不佳的问题;由于根据障碍物相对于地面的高度数据判断障碍物是否可通行,可以保证在障碍物相对于地面的高度数据符合条件时,控制自移动设备进入障碍物对应的地面区域工作,所以可以提高自移动设备的工作效果。
同时,由于线激光传感器的精度高于其他传感器,自移动设备采用线激光传感器采集的传感信号确定出障碍物相对于地面的高度数据的精确度高,所以可以提高判断障碍物是否可以通行的准确性,进一步提高自移动设备的工作效果。
同时,由于线激光传感器发射的线激光与水平面成预设角度,可以保证线激光传感器对位于自移动设备侧面的障碍物的不同位置进行扫描,保证障碍物信息的全面性。
同时,由于线激光传感器可以检测到传感范围大于点激光传感器,可以解决目前使用点激光传感器判断高度变化,由于点激光传感器只能测量直线方向上的高度变化,由于自移动设备下边沿的遮挡,使得该传感器不能很好的检测到位于地面之下的障碍物,导致自移动设备跌落的问题,由于线激光传感器可以检测一个区域内的高度变化,所以可以提高位于地面之下的障碍物的检测精度,防止自移动设备跌落。
另外,由于线激光传感器的信号发射范围包括自移动设备上方、前方和下方,可以保证线激光传感器对位于自移动设备侧面的障碍物的不同位置进行扫描,保证障碍物信息的全面性。
另外,由于在高度数据指示障碍物位于地面之上、且相对于地面的高度大于第一预设阈值的情况下,确定障碍物可通行,可以解决传统的自移动设备在检测到行进方向存在障碍物的情况下直接改变行进方向,而导致的自移动设备无法进入位于地面之上,且相对于地面的高度较高的障碍物下方工作,工作效率低的问题,由于可以根据障碍物相对于地面的高度确定障碍物是否可通行,可以保证在障碍物可通行的情况下控制自移动设备进入障碍物对应的地面区域工作,所以可以改善自移动设备的工作效果。
另外,由于在高度数据指示障碍物位于地面之下、且相对于地面的高度小于第二预设阈值的情况下,确定障碍物可通行,可以解决传统的自移动设备在检测到行进方向存在障碍物的情况下直接改变行进方向,而导致的自移动设备无法进入位于地面之下,且相对于地面的高度较低的障碍物上方工作,工作效率低的问题,由于可以根据障碍物相对于地面的高度确定障碍物是否可通行,可以保证在障碍物可通行的情况下控制自移动设备进入障碍物对应的地面区域工作,所以可以改善自移动设备的工作效果。
另外,由于在障碍物位于地面之上,且相对于地面的高度大于第一预设阈值的时,进一步确认障碍物下方是否存在其他障碍物,在障碍物下方存在其他障碍物的情况下,继续判断障碍物是否可通行,可以解决仅根据障碍物相对于地面的高度判断障碍物是否可通行时,由于障碍物下方存在的其他障碍物可能会影响自移动设备从障碍物下方通行,导致的判断不准确,进而导致自移动设备工作效率低的问题;由于在障碍物下方存在其他障碍物的情况下,结合其他障碍物的信息综合判断障碍物是否可以通行,所以可以提高判断的准确性,提高自移动设备的工作效率。
另外,由于在障碍物位于地面之上,且障碍物下方存在其他障碍物时,在障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差小于预设阈值的情况下,确定障碍物不可通行,可以解决在障碍物相对于地面的高度大于第一预设阈值,但障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差小于预设阈值的情况下,将障碍物确定为可通行而导致的判断不准确的问题;在障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差小于预设阈值时,确定障碍物不可通行,所以可以提高判断的准确性,提高自移动设备的工作效率。
另外,由于在障碍物下方存在其他障碍物,且障碍物相对于地面的高度与其他障碍物的障碍物高度之差大于第一预设阈值时,在其他障碍物不可逾越的情况下,确定障碍物不可通行,可以解决在其他障碍物不可逾越的情况下,将障碍物确定为可通行而导致的判断不准确的问题,由于在其他障碍物不可逾越的情况下,确定障碍物不可通行,所以可以提高判断的准确性,提高自移动设备的工作效率。
另外,在障碍物不可通行的情况下,控制自移动设备向障碍物移动预设距离后改变行进方向,可以使自移动设备进入障碍物边缘工作,进一步提高自移动设备的工作效率。
另外,由于线激光传感器可以安装在壳体的左侧和/或右侧,所以在自移动设备行进的过程中,线激光传感器可以不断采集自移动设备至少一侧的传感信号,可以解决传统的自移动设备由于无法检测行进方向两侧的障碍物而导致的自移动设备检测障碍物的效率较低的问题;由于自移动设备沿行进方向运动时,线激光传感器可以采集行进方向至少一侧的传感信号,以供控制器根据传感信号确定障碍物是否可通行,所以可以提高采集效率。
另外,由于采用障碍物检测传感器检测自移动设备行进方向上的障碍物,可以解决在线激光传感器位于自移动设备左侧和/或右侧时,由于无法确定自移动设备行进方向上的障碍物而导致自移动设备在行进过程中无法检测行进方向上的障碍物的问题,由于障碍物检测传感器能够检测自移动设备行进方向上的障碍物,并且在障碍物检测传感器检测到障碍物时,控制器控制自移动设备接近障碍物,以确定障碍物是否可通行,所以可以解决在线激光传感器位于自移动设备左侧和/或右侧时自移动设备在行进过程中无法检测行进方向上的障碍物的问题,可以提升自移动设备的工作效果。
下面对本申请提供的自移动设备的障碍物检测方法进行详细介绍。
本实施例提供一种自移动设备的障碍物检测方法,如图4所示。本实施例以该方法用于图1所示的自移动设备的控制器中为例进行说明。该方法至少包括以下几个步骤:
步骤401,在自移动设备移动过程中,获取线激光传感器采集的传感信号;
步骤402,在自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于传感信号确定障碍物相对于地面的高度数据;
步骤403,基于高度数据确定障碍物是否可通行。
本实施例的相关描述参考上述实施例,本实施例在此不再赘述。
根据上述实施例可知,本申请提供的自移动设备的障碍物检测方法,控制器在自移动设备移动过程中,获取线激光传感器采集的传感信号;在自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于传感信号确定障碍物的相对于地面的高度数据;基于高度数据确定障碍物是否可通行;可以解决自移动设备直接绕开该障碍物,会导致自移动设备无法对可通行的障碍物对应的地面区域进行工作,导致工作效果不佳的问题;由于根据障碍物相对于地面的高度数据判断障碍物是否可通行,可以保证在障碍物相对于地面的高度数据符合条件时,控制自移动设备进入障碍物对应的地面区域工作,所以可以提高自移动设备的工作效果。
为了更清楚地理解本申请提供的自移动设备的障碍物检测方法,下面对该方法举一个实例进行说明。如图5所示。本实施例以该方法用于图1所示的自移动设备的控制器中为例进行说明。该方法至少包括以下几个步骤:
步骤501,在自移动设备移动过程中,获取线激光传感器采集的传感信号;
步骤502,判断行进方向上是否存在障碍物;在行进方向上存在障碍物的情况下,执行步骤503;在行进方向上不存在障碍物的情况下执行步骤510;
步骤503,基于传感信号确定障碍物相对于地面的高度数据;
步骤504,在高度数据指示障碍物位于地面之上的情况下,确定障碍物相对于地面的高度是否大于第一预设阈值;在障碍物相对于地面的高度大于第一预设阈值的情况下,执行步骤505;在障碍物相对于地面的高度小于或等于第一预设阈值的情况下,执行步骤508;
步骤505,确定障碍物下方是否存在其他障碍物;在障碍物下方存在其他障碍物的情况下,执行步骤506;障碍物下方不存在其他障碍物的情况下,执行步骤509;
步骤506,确定障碍物相对于地面的高度与其它障碍物的障碍物高度之差是否大于第一预设阈值;在障碍物相对于地面的高度与其它障碍物的障碍物高度之差大于第一预设阈值的情况下,执行步骤509;在障碍物相对于地面的高度与其它障碍物的障碍物高度之差小于或等于第一预设阈值的情况下执行步骤508;
步骤507,在高度数据指示障碍物位于地面之下的情况下,判断障碍物相对于地面的高度是否小于第二预设阈值;障碍物相对于地面的高度小于第二预设阈值的情况下,执行步骤509;障碍物相对于地面的高度大于或等于第二预设阈值的情况下,确定障碍物不可通行,执行步骤508;
步骤508,确定障碍物不可通行,控制自移动设备向障碍物移动预设距离后改变行进方向,以避开障碍物,并在自移动设备的工作地图上将障碍物所在位置标记为不可通行区域,执行步骤510;
步骤509,确定障碍物可通行,控制自移动设备继续沿行进方向运动,以进入障碍物对应的地面区域工作,并在自移动设备的工作地图上将障碍物所在位置标记为可通行区域,执行步骤510;
步骤510,确定对工作区域是否工作完成;在工作未完成的情况下,执行步骤501;在工作完成的情况下,执行步骤511;
步骤511,控制自移动设备停止移动。
本实施例的相关描述参考上述实施例,本实施例在此不再赘述。
根据上述实施例可知,本申请提供的自移动设备的障碍物检测方法,控制器在高度数据指示障碍物位于地面之上、且相对于地面的高度大于第一预设阈值的情况下,确定障碍物可通行,可以解决传统的自移动设备在检测到行进方向存在障碍物的情况下直接改变行进方向,而导致的自移动设备无法进入位于地面之上,且相对于地面的高度较高的障碍物下方工作,工作效率低的问题,由于可以根据障碍物相对于地面的高度确定障碍物是否可通行,可以保证在障碍物可通行的情况下控制自移动设备进入障碍物对应的地面区域工作,所以可以改善自移动设备的工作效果。
本实施例提供一种自移动设备的障碍物检测装置,如图6所示。本实施例以该装置应用于图1所示的自移动设备的控制器中,该装置包括至少以下几个模块,信号获取模块601、数据计算模块602和通行判断模块603。
信号获取模块601,用于在自移动设备移动过程中,获取线激光传感器采集的传感信号;
数据计算模块602,用于在自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于传感信号确定障碍物相对于地面的高度数据;
通行判断模块603,用于基于高度数据确定障碍物是否可通行。
相关细节参考上述方法和设备实施例。
需要说明的是:上述实施例中提供的自移动设备的障碍物检测装置在进行障碍物检测时,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,即将移动设备的障碍物检测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。另外,上述实施例提供的移动设备的障碍物检测装置与移动设备的障碍物检测方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
本实施例提供一种电子设备,如图7所示。电子设备可以为图1中自移动设备。该电子设备至少包括处理器701和存储器702。
处理器701可以包括一个或多个处理核心,比如:4核心处理器、8核心处理器等。处理器701可以采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器701也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器701可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit,图像处理器),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中,处理器701还可以包括AI(Artificial Intelligence,人工智能)处理器,该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器702可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器702还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中,存储器702中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令,该至少一个指令用于被处理器701所执行以实现本申请中方法实施例提供的自移动设备的障碍物检测方法。
在一些实施例中,电子设备还可选包括有:外围设备接口和至少一个外围设备。处理器701、存储器702和外围设备接口之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口相连。示意性地,外围设备包括但不限于:射频电路、触摸显示屏、音频电路、和电源等。
当然,电子设备还可以包括更少或更多的组件,本实施例对此不作限定。
可选地,本申请还提供有一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有程序,程序由处理器加载并执行以实现上述方法实施例的自移动设备的障碍物检测方法。
以上所述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。
以上所述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发明专利范围的限制。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,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种自移动设备,其特征在于,所述设备包括:
壳体;
位于壳体侧面的线激光传感器,所述线激光传感器所发送的线激光与水平面成预设角度;
与所述线激光传感器相连的控制器,用于:
在所述自移动设备移动过程中,获取所述线激光传感器采集的传感信号;
在所述自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于所述传感信号确定所述障碍物相对于地面的高度数据;
基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行。
2.根据权利要求1所述的自移动设备,其特征在于,所述高度数据用于指示所述障碍物相对于地面的位置和高度;
所述基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行,包括:
在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之上、且相对于地面的高度大于第一预设阈值的情况下,确定所述障碍物可通行;
在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之下、且相对于地面的高度小于第二预设阈值的情况下,确定所述障碍物可通行。
3.根据权利要求2所述的自移动设备,其特征在于,在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之上、且相对于地面的高度大于第一预设阈值的情况下,所述确定所述障碍物可通行,包括:
确定所述障碍物下方是否存在其它障碍物;
在所述障碍物下方存在其它障碍物的情况下,若所述障碍物相对于地面的高度与所述其它障碍物的障碍物高度之差大于所述第一预设阈值的情况下,则确定所述障碍物可通行。
4.根据权利要求3所述的自移动设备,其特征在于,在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之上的情况下,还包括:
若所述障碍物相对于地面的高度小于或等于所述第一预设阈值、或者所述障碍物相对于地面的高度与所述其它障碍物的障碍物高度之差小于或等于所述第一预设阈值,则确定所述障碍物不可通行。
5.根据权利要求2所述的自移动设备,其特征在于,在所述高度数据指示所述障碍物位于地面之下的情况下,还包括:
若所述障碍物相对于地面的高度大于或等于所述第二预设阈值的情况下,确定所述障碍物不可通行。
6.根据权利要求1所述的自移动设备,其特征在于,所述基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行之后,还包括:
在所述障碍物不可通行的情况下,控制所述自移动设备向所述障碍物移动预设距离后改变行进方向,以避开所述障碍物。
7.根据权利要求1所述的自移动设备,其特征在于,所述基于所述传感信号确定所述障碍物相对于地面的高度数据之前,还包括:
判断所述行进方向上是否存在所述障碍物。
8.根据权利要求7所述的自移动设备,其特征在于,所述线激光传感器安装位置位于所述自移动设备的前侧;所述判断所述行进方向上是否存在所述障碍物,包括:
对于所述线激光传感器同一时刻发射的线激光,确定对所述线激光感应后得到的传感信号的变化情况是否满足预设条件,所述预设条件是根据所述线激光传感器扫描所述障碍物时获取到的传感信号确定的;
在所述变化情况满足所述预设条件的情况下,确定所述行进方向上存在所述障碍物;
在所述变化情况不满足所述预设条件的情况下,确定所述行进方向上不存在所述障碍物。
9.根据权利要求1所述的自移动设备,其特征在于,所述基于所述传感信号确定所述障碍物相对于地面的高度数据,包括:
对于所述障碍物对所述线激光反射后得到的传感信号,确定所述传感信号中所述地面对应的突变信号和所述障碍物对应的突变信号之间的距离和相对位置;
基于所述距离、所述相对位置和所述预设角度确定所述障碍物相对于地面的高度数据。
10.根据权利要求1所述的自移动设备,其特征在于,所述基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行之后,还包括:
在所述障碍物可通行的情况下,在所述自移动设备的工作地图上将所述障碍物所在位置标记为可通行区域,以供所述自移动设备在所述障碍物所在的位置进行工作。
11.一种自移动设备的障碍物检测方法,其特征在于,用于权利要求1至10任一所述的自移动设备中,所述方法包括:
在所述自移动设备移动过程中,获取所述线激光传感器采集的传感信号;
在所述自移动设备的行进方向上存在障碍物的情况下,基于所述传感信号确定所述障碍物相对于地面的高度数据;
基于所述高度数据确定所述障碍物是否可通行。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有程序,所述程序被处理器执行时用于实现如权利要求11所述的自移动设备的障碍物检测方法。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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