CN116300979A - 一种机器人巡航路径生成系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人巡航路径生成系统及方法，包括以下步骤：初始化状态，机器人朝向当前方向行驶；在遇到障碍物时进行规避，并记录障碍物位点位置；在遇到主动召唤时到达召唤位点所在位置，并记录召唤位点；获取第一预设周期内障碍物位点和召唤位点的分布；增加后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率，降低后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点的频率。本发明提供的机器人巡航路径生成方法通过对机器人的巡航路径进行调整，能够有效优化机器人的巡航路径，使得机器人向受到召唤频率更高的地方去的次数增多，对于遇到障碍物概率更大的地方去的次数更少，进而使得机器人优化后的巡航路径的行进更加顺畅。

Description

一种机器人巡航路径生成系统及方法

技术领域

本发明属于人工智能辅助技术领域，具体涉及一种机器人巡航路径生成系统及方法。

背景技术

现目前，越来越多的场景下，采用机器人为人们进行服务，比如医院、车站等地方，通过机器人的投放，能够更加方便的为人们进行服务。

但是目前采用的机器人的巡航路线通常为人工设置，根据实际场景预先设置巡航路线，机器人在服务过程中，根据预先设置的巡航路线移动即可，仅在碰到障碍物时，会进行优化，然后继续在预设巡航路线行进；另一种方式为，采用自适应巡航，即给与机器人规定区域，机器人在规定区域内自由移动，在碰到障碍物时即转向。

但是上述两种方式下，机器人无法对巡航路径进行更新，导致机器人的行为方式过于呆笨。

发明内容

本发明提供一种机器人巡航路径生成系统及方法，能够根据具体场景下实际情况的不同，对巡航路径进行优化，使得机器人能够更好的为人们服务。

本发明通过下述技术方案实现：

一方面，本发明提供一种机器人巡航路径生成方法，包括以下步骤：初始化状态，机器人朝向当前方向行驶；在遇到障碍物时进行规避，并记录障碍物位点位置；在遇到主动召唤时到达召唤位点所在位置，并记录召唤位点；获取第一预设周期内障碍物位点和召唤位点的分布；增加后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率，降低后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点的频率。

在其中一些实施例中，获取第一预设周期内障碍物位点和召唤位点的分布还包括：获取第一预设周期内相同障碍物位点和相同召唤位点出现的次数；增加后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率，降低后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点所在频率还包括：随着相同障碍物位点出现次数的增加，继续降低第二预设周期内机器人到达障碍物位点的频率；随着相同召唤位点出现次数的增加，继续第二预设周期增加后期机器人到达召唤位点的频率。

在其中一些实施例中，后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率与第一预设周期内召唤位点出现的次数的关系为：

其中，

为机器人到达召唤位点的频率；/>

为基础次数，为预设值；/>

为召唤位点常数；/>

为召唤位点出现的次数；后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点的频率与第一预设周期内障碍物位点出现的次数的关系为：

其中，

为机器人到达障碍物位点的频率；/>

为基础次数，为预设值；/>

为召唤位点常数；/>

为召唤位点出现的次数。

在其中一些实施例中，第二预设周期包括机器人经过出现召唤位点和障碍物位点的修正次数的时间，以及经过预设区域内其他位点基础次数的时间之和。

在其中一些实施例中，机器人在预设区域内需要经过的位点数量确定包括以下步骤：设置机器人自身辐射的预设范围；根据预设区域和机器人自身辐射的预设范围，得到机器人在预设区域内需要经过的位点数量。

在其中一些实施例中，机器人在预设区域内需要经过的位点数量确定还包括以下步骤：设置区域内单个位点的范围；根据预设区域和单个位点的范围，得到机器人在预设区域内需要经过的位点数量。

在其中一些实施例中，当位点既是召唤位点，又是障碍物位点时，该位点为特殊位点；后期第二预设周期内机器人到达特殊位点的频率与第一预设周期内障碍物位点出现的次数，以及召唤位点出现的次数的关系为：

其中，

为机器人到达特殊位点的频率，/>

为修正常数。

在其中一些实施例中，增加后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率，降低后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点所在频率之后，还包括以下步骤：根据第二预设周期内机器人的巡航路径生成路径图。

另一方面，本实施例提供一种机器人巡航路径生成系统，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器执行计算机程序，以实现上述实施例中任一项的机器人巡航路径生成方法。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明提供的机器人巡航路径生成方法通过对召唤位点和障碍物位点的记录，并基于该记录，对机器人的巡航路径进行调整，能够有效优化机器人的巡航路径，使得机器人向受到召唤频率更高的地方去的次数增多，对于遇到障碍物概率更大的地方去的次数更少，进而使得机器人优化后的巡航路径的行进更加顺畅，另一方面，也可有效提高机器人服务的效率和概率，能够具有更高的服务性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明一些实施例提供的机器人巡航路径生成方法的流程示意图；

图2为本发明一些实施例提供的机器人巡航路径生成方法中机器人在预设区域内需要经过的位点数量确定步骤的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

如非特别说明，不同的步骤的顺序不分先后。

一方面，本实施例提供一种机器人巡航路径生成方法，主要包括以下步骤：

S10、初始化状态，机器人开始运行。在初始化状态下，机器人朝向当前方向行驶。在S10中，机器人的当前方向是指机器人在初始化状态下行进的方向，示例性的，机器人在初始化状态下朝向前方行进，此时向前即为机器人当前行驶方向。在其他示例中，机器人在初始化状态下预设有初始化巡航线路，那么按照巡航线路移动即为机器人当前行驶方向。

S20、在遇到障碍物时进行规避，并记录障碍物位点位置。在S20中，机器人在初始化状态下行进时，按照规避原则，在遇到障碍物时进行规避。其中，规避原则可以是转向，可以是回头，也可以是绕过障碍物继续按照原有路线行进。同时对障碍物所在位点位置进行记录，障碍物可以是静止的障碍物，此时障碍物所在位点即为障碍物的固定位点；障碍物可以是能够移动的障碍物，比如移动的行人，那么此时障碍物所在位点为行人对机器人造成障碍时所在的位点。

S30、机器人在遇到主动召唤时到达召唤位点所在位置，主动召唤是指人们对机器人进行主动召唤，机器人收到主动召唤，即向人们行进，机器人可预先设置的主动召唤方式，比如抬手、特殊语句唤醒等。召唤位点是指在服务场所中，人们需要机器人进行服务时的人们所在的位点。机器人在收到主动召唤时，到达召唤位点所在位置，并对主动召唤位点进行记录。S30步骤和S20步骤相互独立，不分先后。

S40、获取第一预设周期内障碍物位点和召唤位点的分布。在S40中，示例性的，可将机器人的测试阶段作为第一预设周期，第一预设周期的时间设置得越长，其测试效果更好，后续进行机器人巡航路径优化时，其服务针对性也更高。

S50、根据S40中在第一预设周期内获取的障碍物位点和召唤位点的分布，对机器人巡航路径进行优化，具体的优化方式包括：增加后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率，降低后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点的频率。后期第二预设周期是在第一预设周期后，对机器人巡航路径优化之后的一段时间，该段时间可以根据需要，进行设置。

在上述实施例中，通过对召唤位点和障碍物位点的记录，并基于该记录，对机器人的巡航路径进行调整，能够有效优化机器人的巡航路径，使得机器人向受到召唤频率更高的地方去的次数增多，对于遇到障碍物概率更大的地方去的次数更少，进而使得机器人优化后的巡航路径的行进更加顺畅，另一方面，也可有效提高机器人服务的效率和概率，能够具有更高的服务性。

在其中一些实施例中，第二预设周期也可以作为第二个测试阶段，进一步对机器人的巡航路径进行优化。

在其中一些实施例中，S40步骤中，在获取第一预设周期内障碍物位点和召唤位点的分布的同时，还包括获取相同障碍物位点和相同召唤位点出现的次数。当同一个位点出现多次障碍物或者多次主动召唤时，分别记录该位点所在的位置和该位点的记录次数。之后，在S50步骤中，增加后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率，降低后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点频率的同时，进一步对巡航路径进行优化，具体优化方法包括：当同一位点出现多次障碍物时，在原有降低后期机器人到达该障碍物位点频率的基础上，进一步降低机器人到达该障碍物位点的频率。当同一位点出现多次主动召唤时，在原有增加后期机器人到达该召唤位点的基础上，进一步提高机器人到达该召唤位点的频率。

在上述实施例中，以具体示例进行说明，机器人在新的环境，无法识别固定障碍物，需要不断的进行优化。而在机器人在第一预设周期内的测试阶段时，随着机器人在多次识别到障碍物，而该障碍物为固定障碍物时，因人们到达固定障碍物的次数较少，以及固定障碍物对人们至少一个行进方向的遮蔽，使得这些位点的人流量降低，机器人也随之降低到达固定障碍物所在的位点，可以减少机器人的服务空置率。而当机器人多次获取的障碍物为移动障碍物时，可判定该位点为人们或其他设备经常需要行进的位点，降低机器人到达这些位点的频率，可有效避免机器人对人们或移动设备行进路线的遮挡，造成交通不便。

在其中一些实施例中，后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率与第一预设周期召唤位点出现的次数的关系如下：

其中，

为机器人到达召唤位点的频率；/>

为基础次数，为预设值；/>

为召唤位点常数；/>

为召唤位点出现的次数。

而后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点的频率与所述第一预设周期内障碍物位点出现的次数的关系为：

其中，

为机器人到达障碍物位点的频率；/>

为基础次数，为预设值；/>

为障碍物位点常数；/>

为召唤位点出现的次数。

在上述实施例中，基础次数可人为设置，基础次数表示初始化状态下，机器人在一个周期内，到达每一个位点的次数。在具体的示例中，随着基础次数设置的增大，后续机器人路径优化效果更好，当然，随着机器人路径的不断优化，也可在后期对基础次数进行调整。而召唤位点常数和障碍物位点常数也预先进行设置，召唤位点常数的设置与人们对机器人服务的依赖程度而定，当人们对机器人的服务的依赖程度越高，召唤位点常数可设置得越大，而当人们对机器人的服务的依赖程度越低，召唤位点常数可设置得越小。示例性的，服务场景中有数量较多的机器人时，或者服务场景中还有其他人工服务时，此时人们对单个机器人的服务的依赖程度就更低。而障碍物位点常数可根据服务场景中人流量进行确定，当人流量越大，障碍物位点常数也应设置得更大，以减少机器人在巡航过程中对主要通道造成遮挡的情况。

在其中一些实施例中，第二预设周期的具体设置方法包括：机器人经过出现召唤位点和障碍物位点的修正次数的时间，以及经过预设区域内其他位点基础次数的时间之和。

在上述实施例中，预设区域是指预先设置的服务区域，可以是一整个大的区域，也可以是一整个大的区域中分管的一小部分区域。

在其他一些示例中，第二预设周期可根据机器人的服务年限具体设置，也可设置相对机器人服务年限相对较短的时间，比如将第二预设周期作为第二次测试周期时，在机器人服务的过程中，不断对机器人进行巡航路径优化。示例性的，第一次预设周期主要用于机器人的基础认知，可设置一周或一个月，主要目的为让机器人了解固定障碍物所在位置和/或人们的基本需求的召唤位点。第二次预设周期可以以年为单位进行设置，目的是使得机器人能够具有更好的路径优化效果。

在其中一些实施例中，在一个周期内，机器人在预设区域内需要经过的位点数量的确定方法包括以下步骤：

T10、设置机器人自身辐射的预设范围。在T10中，机器人自身辐射的预设范围可根据机器人的大小尺寸，机器人的视野（即能够获取到主动召唤位点的最大距离）而进行设置。

T20、根据预设区域的大小，和机器人自身辐射的预设范围大小，形成矩阵位点，得到机器人在预设区域内需要经过的位点数量。

在其中一些实施例中，机器人在预设区域内需要经过的位点数量确定还包括以下步骤：

T30、设置区域内单个位点的范围。在T30中，可根据应用场景内固定障碍物的常规尺寸，比如存在多个支撑柱的场景中，支撑柱的尺寸大小。以及在应用场景内常用移动设备的大小进行优化设置，而不仅仅考虑人的尺寸，最终得到单个位点的范围。

T40、根据预设区域的大小，和单个位点的范围大小，得到机器人在预设区域内需要经过的位点数量。

在上述实施例中，T30和T40为一个整体步骤，而T10和T20也为一个整体步骤，两个整体步骤可先后进行，也可同时进行。当两个整体步骤都需要进行时，最终确定的机器人在预设区域内需要经过的位点数量与预设区域的大小，机器人自身辐射范围的大小和单个位点的范围大小均相关。

在其中一些实施例中，当一个或多个位点出现以下情况时：该位点既是召唤位点，又是障碍物位点时，为方便后续说明，该位点定义为特殊位点。那么在后期第二预设周期内机器人到达特殊位点的频率与第一预设周期内该位点作为障碍物位点出现的次数，以及作为召唤位点出现的次数的关系为：

其中，

为机器人到达特殊位点的频率，/>

为修正常数。

在上述实施例中，修正常数可根据实际情况而定，当人们对机器人服务的依赖性较强时，设置

，使得主动召唤的影响因子更大，最终机器人到达特殊位点的频率更高。当在服务场景为人流量较大的场景时，优先考虑的是整个服务区域内的正常运行，机器人服务仅是作为辅助手段，或者人们对机器人服务的依赖性较低时，设置/>

，使得主动召唤的影响因子更小。

在其中一些实施例中，在S50步骤之后，还包括以下步骤：

S60：根据第二预设周期内机器人的巡航路径生成路径图。在上述实施例中，通过生成新的路径图，可以让管理人员直观的看到机器人的循环行进路径，用于辅助现场的服务。另一方面，生成的路径图还包括了障碍物位点和召唤位点的信息，以及不同位点分布和出现次数，可以此为指导，在后期对现场进行改进，比如在召唤位点出现次数较多的地方，或者在障碍物位点出现次数较少的地方设置服务台，增加人工服务，进一步提高服务场景中的服务性能。

另一方面，本实施例提供机器人巡航路径生成系统，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器执行计算机程序，以实现上述实施例中任一项的机器人巡航路径生成方法。

本实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理模块进行加载，以实现上述实施例中任一项的机器人巡航路径生成方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何行进上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机器人巡航路径生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

初始化状态，机器人朝向当前方向行驶；

在遇到障碍物时进行规避，并记录障碍物位点位置；

在遇到主动召唤时到达召唤位点所在位置，并记录召唤位点；

获取第一预设周期内障碍物位点和召唤位点的分布；

增加后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率，降低后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点的频率。

2.根据权利要求1所述的机器人巡航路径生成方法，其特征在于，所述获取第一预设周期内障碍物位点和召唤位点的分布还包括：获取第一预设周期内相同障碍物位点和相同召唤位点出现的次数；

所述增加后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率，降低后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点所在频率还包括：随着相同障碍物位点出现次数的增加，继续降低第二预设周期内机器人到达障碍物位点的频率；随着相同召唤位点出现次数的增加，继续第二预设周期增加后期机器人到达召唤位点的频率。

3.根据权利要求2所述的机器人巡航路径生成方法，其特征在于，所述后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率与所述第一预设周期内召唤位点出现的次数的关系为：

其中，

为机器人到达召唤位点的频率；/>

为基础次数，为预设值；/>

为召唤位点常数；/>

为召唤位点出现的次数；

所述后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点的频率与所述第一预设周期内障碍物位点出现的次数的关系为：

其中，

为机器人到达障碍物位点的频率；/>

为基础次数，为预设值；/>

为召唤位点常数；

为召唤位点出现的次数。

4.根据权利要求2或3所述的机器人巡航路径生成方法，其特征在于，所述第二预设周期包括机器人经过出现召唤位点和障碍物位点的修正次数的时间，以及经过预设区域内其他位点基础次数的时间之和。

5.根据权利要求4所述的机器人巡航路径生成方法，其特征在于，所述机器人在预设区域内需要经过的位点数量确定包括以下步骤：

设置机器人自身辐射的预设范围；

根据预设区域和机器人自身辐射的预设范围，得到机器人在预设区域内需要经过的位点数量。

6.根据权利要求5所述的机器人巡航路径生成方法，其特征在于，所述机器人在预设区域内需要经过的位点数量确定还包括以下步骤：

设置区域内单个位点的范围；

根据预设区域和单个位点的范围，得到机器人在预设区域内需要经过的位点数量。

7.根据权利要求6所述的机器人巡航路径生成方法，其特征在于，当所述位点既是召唤位点，又是障碍物位点时，该位点为特殊位点；所述后期第二预设周期内机器人到达特殊位点的频率与所述第一预设周期内障碍物位点出现的次数，以及召唤位点出现的次数的关系为：

其中，

为机器人到达特殊位点的频率，/>

为修正常数。

8.根据权利要求7所述的机器人巡航路径生成方法，其特征在于，所述增加后期第二预设周期内机器人到达召唤位点的频率，降低后期第二预设周期内机器人到达障碍物位点所在频率之后，还包括以下步骤：

根据第二预设周期内机器人的巡航路径生成路径图。

9.一种机器人巡航路径生成系统，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现权利要求1至8任一项所述的机器人巡航路径生成方法。

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