CN116578086A - 移动机器人的避障控制方法、装置、设备、系统及介质 - Google Patents

Abstract

本申请是关于移动机器人的避障控制方法、装置、设备、系统及介质，方法包括：确定移动机器人与所述移动机器人的行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离；判断所述第一距离是否大于所述第二距离，若是，控制所述移动机器人进入非避障状态，以使得所述移动机器人基于非避障行走策略行走至所述行走目标点停止；若否，控制所述移动机器人进行避障状态，基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止，通过本申请降低了移动机器人发生碰撞的风险，提高了移动机器人行走的安全性。

Description

移动机器人的避障控制方法、装置、设备、系统及介质

技术领域

本申请涉及智能机器人技术领域，尤其涉及移动机器人的避障控制方法、装置、设备、系统及介质。

背景技术

随着人工智能的发展，移动机器人在各行各业的应用也逐渐成熟，以智能仓储展开描述，移动机器人在搬运货品过程中起着重要的作用。具体应用过程中，移动机器人可以应用在执行搬运任务的跟车行走场景下，例如，在人工分拣工作区域，移动机器人需要依次排队停在对应的目标点上，分拣完成后再同时分别向各自的下一目标点行走。

而对于上述场景，面临着避障安全需求，即在整个行走过程中，后车不会追尾前车，以避免发生碰撞引起机器人故障或损坏。为了实现该需求，通常采用的方式为，为移动机器人配置避障功能，从而基于当前所处区域来选择开启或关闭移动机器人的避障功能，例如，在分拣区域下开启避障功能，不在分拣区域下关闭避障功能，再通过控制移动机器人启动来实现跟车行走。

而基于区域控制避障功能开启或关闭的方式容易出现安全问题，在一定概率上存在后车追尾前车的风险。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供移动机器人的避障控制方法、装置、设备、系统及介质，以降低移动机器人发生碰撞的风险，提高移动机器人行走的安全性。

本申请第一方面提供了移动机器人的避障控制方法，应用于管理设备，该方法包括：

确定移动机器人与所述移动机器人的行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离；

判断所述第一距离是否大于所述第二距离，若是，控制所述移动机器人进入非避障状态，以使得所述移动机器人基于非避障行走策略行走至所述行走目标点停止；

若否，控制所述移动机器人进行避障状态，基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止。

本申请第二方面提供了移动机器人的避障控制方法，应用于移动机器人中，该方法包括：

在处于非避障状态，基于非避障行走策略行走至行走目标点；

在处于避障状态，基于避障行走策略行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止；

其中，所述移动机器人由管理设备控制，所述管理设备用于获取所述移动机器人与所述行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离，判断所述第一距离是否大于所述第二距离，若是，控制所述移动机器人进入非避障状态；若否，控制所述移动机器人进行避障状态。

本申请第三方面提供了移动机器人的避障控制装置，应用于管理设备中，该装置包括：

获取距离单元，用于获取移动机器人与行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离；

第一判断单元，用于判断所述第一距离是否大于所述第二距离；

非避障行走单元，用于在所述第一距离大于所述第二距离的情况下，控制所述移动机器人进入非避障状态，以使得所述移动机器人基于非避障行走策略行走至所述行走目标点；

避障行走单元，用于在所述第一距离不大于所述第二距离的情况下，控制所述移动机器人进行避障状态，基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止。

本申请第四方面提供了一种管理设备，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上任一项所述的方法。

本申请第五方面提供了一种移动机器人，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

本申请第六方面提供了一种避障控制系统，包括：

如上所述的管理设备；

至少一台移动机器人。

本申请第七方面提供一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例中，通过管理设备确定移动机器人与所述移动机器人的行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与行走方向上的行走目标点之间的第二距离，并在第一距离大于第二距离下，控制移动机器人进入非避障状态，以使得移动机器人基于非避障行走策略行走至行走目标点停止，在第一距离不大于第二距离下，控制移动机器人进入避障状态，基于避障行走策略控制移动机器人行走至于目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止，这样通过第一距离和第二距离的大小关系实现了对移动机器人是否进行避障状态的控制，能够保证在移动机器人与行走目标点之间具有目标障碍物时，移动机器人能够停止在距目标障碍物相隔安全距离的位置处，降低了移动机器人发生碰撞的风险，提高了移动机器人行走的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的移动机器人的避障控制方法的流程示意图；

图2a是本申请实施例示出第一距离大于第二距离下的移动机器人与目标障碍物关系的示意图；

图2b是本申请实施例示出第一距离小于第二距离下的移动机器人与目标障碍物关系的示意图；

图2c是本申请实施例示出第一距离等于第二距离下的移动机器人与目标障碍物关系的示意图；

图2d是本申请另一实施例示出第一距离小于第二距离下的移动机器人与目标障碍物关系的示意图；

图3是本申请实施例示出控制移动机器人行走的方法的流程示意图；

图4是本申请另一实施例示出控制移动机器人行走的方法的流程示意图；

图5是本申请实施例示出针对减速条件的判断方法的流程示意图；

图6是本申请另一实施例示出控制移动机器人行走的方法的流程示意图；

图7是本申请实施例示出针对移动机器人的当前速度的调整方法的流程示意图；

图8是本申请另一实施例示出的移动机器人的避障控制方法的流程示意图；

图9是本申请实施例示出的移动机器人的避障控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

图1是本申请实施例示出的移动机器人的避障控制方法的流程示意图，该方法可以应用于管理设备中，参见图1，该方法可以包括如下步骤：

步骤101：确定移动机器人与移动机器人的行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离；

管理设备能够通过与移动机器人的通信，来控制移动机器人的行走。本申请中，管理设备能够通过网络与至少一个移动机器人连接，从而通过发送指令实现对移动机器人的控制，该网络可以是有线网络，也可以是无线网络，在此不做具体限定。

在一些实施例中，当至少两台移动机器人处于跟车行走场景下时，管理设备可以对每一移动机器人进行行走控制。

本申请中，移动机器人上可以设置有传感设备，用于检测避障区域内是否具有障碍物，可选地，该传感设备可以为激光雷达传感器，当然也可以为其它类型的传感器，如超声波传感器。

设置在移动机器人上的传感设备可以用于检测移动机器的行走方向上距离移动机器人最近的目标障碍物，从而解算出移动机器人与目标障碍物之间的第一距离。而为了保证移动机器人的足够安全，设置在移动机器人上的传感设备具体可以用于检测移动机器人的行走方向上距离移动机器人自身最前边缘最近的目标障碍物，并解算出目标障碍物距离移动机器人最前边缘的第一距离。

可以理解的是，上述目标障碍物可以静态物体、移动对象等，其中，移动对象可以处于静止状态或移动状态，例如，在跟车行走场景下，对于某一移动机器人而言，其行走方向的目标障碍物可以为处于前方的另一移动机器人。

行走目标点为移动机器人在行走过程中，需要停留的目标点。管理设备会为移动机器人规划至少一个行走目标点，在移动机器人行走时，确定的是移动机器人行走方向上与移动机器人相距最近的行走目标点，即，移动机器人行走过程中下一个需要停止的目标点，从而确定移动机器人与行走目标点之间的第二距离。

作为本申请一种可能的实施方式，步骤101具体可以为在确定移动机器人需要行走时，例如，在生成针对移动机器人的启动信号时，确定移动机器人与移动机器人的行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离。

步骤102：判断所述第一距离是否大于所述第二距离，若是，进入步骤103；若否，进入步骤104；

目标障碍物与行走目标点均位于移动机器人的同一行走方向上，那么，通过判断第一距离与第二距离的大小关系，来确定移动机器人与行走目标点之间是否具有目标障碍物。

若第一距离大于第二距离，说明移动机器人与行走目标点之间不具有目标障碍物，如图2a所示，移动机器人A与目标障碍物之间的第一距离d_obs大于移动机器人A与行走目标点之间的第二距离d_obj，移动机器人A与行走目标点之间没有目标障碍物，移动机器人A进入非避障状态。

若第一距离小于第二距离，说明移动机器人与行走目标点之间具有目标障碍物，如图2b所示，移动机器人A与目标障碍物之间的第一距离d_obs小于移动机器人A与行走目标点之间的第二距离d_obj，移动机器人A与行走目标点之间具有目标障碍物，移动机器人A进入避障状态。

若第一距离等于第二距离，说明行走目标点上具有目标障碍物，如图2c所示，移动机器人A的行走方向的行走目标点上具有移动机器人B，移动机器人B为移动机器人A的目标障碍物，移动机器人A与目标障碍物之间的第一距离d obs等于移动机器人A与行走目标点之间的第二距离d_obj，移动机器人A进入避障状态。

步骤103：控制所述移动机器人进入非避障状态，以使得所述移动机器人基于非避障行走策略行走至所述行走目标点停止；

移动机器人基于非避障行走策略行走至行走目标点停止的方式，一种方式下，管理设备可以基于非避障行走策略控制移动机器人行走至行走目标点停止；另一种方式下，管理设备控制移动机器人进入非避障状态后，将行走目标点的位置发送给移动机器人，移动机器人基于非避障行走策略和行走目标点的位置行走至行走目标点停止。

具体的，非避障行走策略下，可以基于行走目标点的目标位置，以及移动机器人当前所处状态，如当前位置、速度、加速度等来进行移动机器人的速度规划和调整，以实现移动机器人能够行走至目标停止点停止。该非避障行走策略的具体调整方式可参照相关技术中移动机器人在未开启避障功能的情况下行走到行走目标点的方式，在此不再详细赘述。

步骤104：控制所述移动机器人进行避障状态，基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止。

安全距离为移动机器人停止时与目标障碍物相距的距离，这样能够保证移动机器人不会碰到目标障碍物，保证了移动机器人行走的安全性。

如图2d所示，移动机器人A与目标障碍物之间的第一距离d_obs小于移动机器人A与行走目标点之间的第二距离d_obj，通过控制移动机器人A进入避障状态下，基于避障行走策略控制移动机器人A行走至与目标障碍物相距预设的安全距离d_safety的目标位置处停止。

可以理解的是，图2a-图2d中移动机器人上设置有传感设备Libar，用于检测移动机器人的行走方向上的目标障碍物。

在本申请一种可能的实施方式下，移动机器人的避障控制方法还可以包括如下步骤：

(1.1)基于所述第一距离和预设的安全距离在所述行走方向上生成规划目标点；

(1.2)在所述移动机器人在行走过程中，每隔第一指定时间判断所述目标障碍物的位置变化量是否达到预设的变化阈值，若是，基于当前确定的所述第一距离和所述预设的安全距离更新所述规划目标点；

相应的，所述基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止，包括：

基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止。

具体的，可以在确定第一距离不大于第二距离下时或者控制移动机器人进入避障状态时，基于移动机器人与目标障碍物的第一距离和预设的安全距离在行走方向上生成初始的规划目标点，移动机器人距规划目标点的距离可以为第一距离与预设的安全距离的差值。

而在移动机器人进入避障状态下，可以基于避障行走策略控制所述移动机器人向初始的规划目标点行走，在行走过程中，每隔指定时间对目标障碍物的位置进行检测，以判断目标障碍物是否发生了位置变化。

具体的，可以每隔第一指定时间获取移动机器人上的传感设备检测的移动机器人与目标障碍物之间的第一距离，从而基于第一距离以及移动机器人的当前位置来计算目标障碍物的实际位置，该实际位置可以理解为目标障碍物的绝对位置，从而将当前获取的实际位置与相邻的上次获取的实际位置进行比较，确定目标障碍物的位置变化量。

而为了避免由于传感设备的检测波动以及移动机器人自身位置的波动而导致的计算目标障碍物的位置变化量出现波动误差，本申请可以设置一变化阈值，从而判断目标障碍物的位置变化量是否大于该变化阈值，若是，确定目标障碍物发生了真实的位置移动，若否，确定目标障碍物未发生位置移动。

上述第一指定时间基于实际情况进行设定，例如，第一指定时间为5s，则每隔5s对目标障碍物的位置进行检测，或者第一指定时间设置的足够小，以尽量实现实时对目标障碍物的位置检测。

在确定目标障碍物的位置发生移动的情况下，则需要对规划目标点进行更新，具体的，可以将当前确定的第一距离和预设的安全距离做差，基于差值更新规划目标点，其中第一距离为移动机器人与目标障碍物之间的距离。而在确定目标障碍物的位置未发生移动的情况下，则无需对规划目标点进行更新，那么控制移动机器人向已经确定的规划目标点行走即可。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，控制所述移动机器人进行避障状态，基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止，可以包括如下步骤：

步骤301：控制所述移动机器人进入第一避障状态；

步骤302：在所述第一避障状态下，基于第一避障行走策略控制所述移动机器人向所述规划目标点行走；

其中，所述第一避障状态下所述移动机器人处于加速和/或匀速行走的状态。

步骤303：每隔第二指定时间判断所述移动机器人的当前状态是否满足减速条件，若是，进入步骤304；若否，返回步骤303；

第二指定时间基于实际情况设定，例如，第二指定时间为5s，则每隔5s判断一次移动机器人的当前状态是否满足减速条件，或者第二指定时间设置的足够小，以尽量实现实时判断移动机器人的当前状态是否满足减速条件。

步骤304：控制所述移动机器人由所述第一避障状态切换到第二避障状态；

步骤305：在所述第二避障状态下，基于第二避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止。

其中，所述第二避障状态下所述移动机器人处于减速行走的状态。

作为本申请一种可能的实施方式，上述步骤302中所述基于第一避障行走策略控制所述移动机器人向所述规划目标点行走，可以包括：控制移动机器人以预设的加速度为当前加速度向规划目标点行走。或者，控制移动机器人以一预设的速度匀速向规划目标点行走。

其中，在控制移动机器人以一预设的速度匀速向规划目标点行走时，移动机器人的当前加速度为零，移动机器人处于匀速行走的状态。在控制移动机器人以预设的加速度向规划目标点行走时，移动机器人处于加速行走的状态。

而在控制移动机器人加速行走时，为了防止移动机器人加速行走导致速度过快，出现翻车现象，在一些实施例中，该方法还可以包括如下步骤：

(2.1)控制移动机器人以预设的加速度为当前加速度向规划目标点行走过程中，实时判断所述移动机器人的当前速度是否达到预设的最大速度；

(2.2)在所述移动机器人的当前速度达到所述最大速度下，将所述当前加速度置为零，并控制所述移动机器人以所述最大速度行走；

可以理解的是，在当前加速度置为零，控制移动机器人以最大速度行走的状态，为移动机器人匀速行走的状态。

(2.3)在所述移动机器人的当前速度未达到所述最大速度下，继续维持所述移动机器人以所述当前加速度行走，直至所述当前速度达到所述最大速度时将所述当前加速度置为零。

也就是说，移动机器人可以先加速行走，若当前速度达到最大速度时将加速度置为零，则以最大速度匀速行走。可以理解为，移动机器人可以处于先加速再匀速行走的状态。

作为本申请另一种可能的实施方式，如图4所示，上述步骤302中所述基于第一避障行走策略控制所述移动机器人向所述规划目标点行走，可以包括如下步骤：

步骤401：控制所述移动机器人以预设的加速度为当前加速度向所述规划目标点行走；

步骤402：判断所述当前加速度是否达到预设的最大加速度，若是，进入步骤403；若否，进入步骤404；

步骤403：维持所述移动机器人以所述当前加速度行走；

在维持移动机器人以当前加速度行走时，移动机器人处于加速行走的状态。

步骤404：按照预设的第一加速度变化率阶梯性更新所述当前加速度。

其中，所述当前加速度的最大值为所述最大加速度。第一加速度变化率用于逐渐增加移动机器人的当前加速度，而增加移动机器人的当前加速速的时间间隔可以基于时间情况灵活设定。

本实施方式下，预先设置的最大加速度的数值可以基于实际情况灵活设定，本申请不做限定。

而为了防止移动机器人加速行走导致速度过快，出现翻车现象，一些实施例中，在图4所示的实施方式下，还可以包括如下步骤：

(3.1)在维持所述移动机器人以所述当前加速度行走或按照预设的第一加速度变化率阶梯性更新所述当前加速度过程中，实时判断所述移动机器人的当前速度是否达到预设的最大速度；

(3.2)在所述移动机器人的当前速度达到所述最大速度下，将所述当前加速度置为零，并控制所述移动机器人以所述最大速度行走；

可以理解的是，在当前加速度置为零，控制移动机器人以最大速度行走的状态，为移动机器人匀速行走的状态。可以理解为，移动机器人处于先加速再匀速行走的状态。

(3.3)在所述移动机器人的当前速度未达到所述最大速度下，继续维持所述移动机器人以所述当前加速度行走或继续按照预设的第一加速度变化率阶梯性更新所述当前加速度，直至所述当前速度达到所述最大速度时将所述当前加速度置为零。

由此可见，本申请通过为移动机器人设置最大速度，能够保证移动机器人在加速行走时的速度不会超过最大速度，以保证行走的安全性。

在本申请一些实施例中，如图5所示，上述步骤303中所述每隔第二指定时间判断移动机器人的当前状态是否满足减速条件，可以包括如下步骤：

步骤501：每隔第二指定时间获取所述移动机器人的速度参数；

步骤502：基于预先设定的减速曲线、减速参数以及所述速度参数计算在所述移动机器人从所述当前速度减速到零时，所述移动机器人需要行走的第三距离；

本申请中预先设定的减速曲线可以为时间-速度曲线，也可以为时间-距离曲线，减速参数包括加速度和/或第二加速度的变化率，需说明的是，该加速度的值为负值，速度参数包括当前速度和当前加速度，具体的，基于减速曲线，减速参数以及速度参数能够计算出移动机器人从当前速度减速到零时，移动机器人需要行走的第三距离。

步骤503：获取所述移动机器人到所述规划目标点的第四距离；

其中，第四距离为移动机器人距目标障碍物的第一距离与预设的安全距离的差值。

步骤504：判断所述第三距离是否大于或等于所述第四距离，若是，进入步骤505；若否，进入步骤506；

步骤505：确定所述移动机器人的当前状态满足减速条件；

步骤506：确定所述移动机器人的当前状态不满足减速条件。

通过判断移动机器人的当前状态是否满足减速条件，以决定是否控制机器人由第一避障状态切换到第二避障状态。

在一些实施例中，如图6所示，上述步骤305中所述基于所述第二避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止，可以包括如下步骤：

步骤601：基于所述减速曲线和所述减速参数生成规划数组；

其中，所述规划数组用于表征不同时刻下的规划速度以及距所述规划目标点的规划剩余距离。

步骤602：实时基于所述规划数组对所述移动机器人的当前速度进行调整，以控制所述移动机器人行走到所述规划目标点停止。

在本申请中一种可能的实施方式下，可以实时查询当前时刻下所述规划数组中规划速度，以控制移动机器人以所述规划速度为当前速度，控制移动机器人行走至规划目标点停止。

而在实际控制移动机器人行走过程中，若目标障碍物为前面的移动机器人，那么在跟随目标障碍物行走时，可能会出现无法平稳的跟随、移动机器人不能准确的停止在规划目标点等问题。为解决该问题，在本申请另一种可能的实施方式下，如图7所示，上述步骤602中所述实时基于所述规划数组对所述移动机器人的当前速度进行调整，可以包括如下步骤：

步骤701：实时查询当前时刻下所述规划数组中的规划剩余距离以及规划速度，并获取所述移动机器人的实际剩余距离；

其中，所述实际剩余距离为所述当前时刻下所述移动机器人距所述规划目标点的距离，或者可以理解为，实际剩余距离为当前时刻下移动机器人距目标障碍物的第一距离与预设的安全距离的差值。

步骤702：计算所述规划剩余距离与所述实际剩余距离的差值；

步骤703：至少基于所述差值确定调整速度；

在本申请中，预先设计一调整模块，该调整模块以所述规划剩余距离与所述实际剩余距离的差值为输入，用于通过输出调整速度，以缩小规划剩余距离与实际剩余距离之间的误差，实现移动机器人能够平稳实现跟随目标障碍物行走，并确保移动机器人停止时与目标障碍物相距一预设的安全距离。

具体的，设规划数组中的规划剩余距离d_plan，移动机器人的实时剩余距离d_real＝d_obs-d_safety，其中，d_obs为移动机器人与目标障碍物之间的第一距离，d_safety为预设的安全距离；

调整模块的调整逻辑为：v_dynamic(t)＝Controller(d_err(t),d_err(t-1),…d_err(t-N),v_dynamic(t-1),…v_dynamic(t-N))

其中，v_dynamic(t)为当前时刻下的调整速度，d_err(t)为当前时刻下的规划剩余距离，d_err(t-1)为上一时刻下的规划剩余距离，d_err(t-N)为上N时刻下的规划剩余距离。v_dynamic(t-1)为上一时刻下的调整速度，v_dynamic(t-N)为上N时刻下的调整速度。

步骤704：基于所述调整速度和所述规划速度生成避障速度；

其中，避障速度可以为规划速度与调整速度之和。

步骤705：控制所述移动机器人以所述避障速度为当前速度行走。

通过实时对移动机器人的当前速度进行调整，能够使得移动机器人平稳的跟随目标障碍物行走，并确保移动机器人停止时与目标障碍物相距一预设的安全距离。

综上，本申请实施例中，通过管理设备确定移动机器人与所述移动机器人的行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与行走方向上的行走目标点之间的第二距离，并在第一距离大于第二距离下，控制移动机器人进入非避障状态，以使得移动机器人基于非避障行走策略行走至行走目标点停止，在第一距离不大于第二距离下，控制移动机器人进入避障状态，基于避障行走策略控制移动机器人行走至于目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止，这样通过第一距离和第二距离的大小关系实现了对移动机器人是否进行避障状态的控制，能够保证在移动机器人与行走目标点之间具有目标障碍物时，移动机器人能够停止在距目标障碍物相隔安全距离的位置处，降低了移动机器人发生碰撞的风险，提高了移动机器人行走的安全性。

进一步的，相关技术中，发明人在实际应用中还发现，在跟车行走场景下，由于启动信号的同步性和移动机器人响应的差异性，会导致移动机器人无法完全同步行走，在一定概率上也存在后车追尾风险。针对该缺陷，相关技术中采用的解决办法为，控制每台移动机器人上传自身的状态(位置/速度)，后车获取前车的位置/速度来调节自身的速度，从而实现跟车控制，代价是系统复杂度的大幅提升和通讯负荷的大幅增加。

而本申请能够通过管理设备控制移动机器人处于第一避障状态，而在满足减速条件下，控制移动机器人处于第二避障状态，基于第二避障行走策略控制移动机器人行走，并且，也能够将前车认定为目标障碍物，通过避障行走策略达到跟车行走效果。本申请实现了跟车行走场景下的多台移动机器人的同步行走，并且由管理设备进行控制，无需移动机器人获取其它移动机器人的状态，降低了系统复杂度。

本申请实施例还提供了移动机器人的避障控制方法，该方法应用于移动机器人中，如图8所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤801：在处于非避障状态下，基于非避障行走策略行走至行走目标点；

步骤802：在处于避障状态下，基于避障行走策略行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止。

其中，所述移动机器人由管理设备控制，所述管理设备用于获取所述移动机器人与所述行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离，判断所述第一距离是否大于所述第二距离，若是，控制所述移动机器人进入非避障状态；若否，控制所述移动机器人进行避障状态。

与前述应用功能实现方法实施例相对应，本申请还提供了移动机器人的避障控制装置、系统、电子设备及相应的实施例。

图9是本申请实施例示出的移动机器人的避障控制装置的结构示意图，该装置可以应用于管理设备中，如图9所示，该装置可以包括：获取距离单元110、第一判断单元120、非避障行走单元130以及避障行走单元140；其中：

获取距离单元110，用于获取移动机器人与所述行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离；

第一判断单元120，用于判断所述第一距离是否大于所述第二距离；

非避障行走单元130，用于在所述第一距离大于所述第二距离的情况下，控制所述移动机器人进入非避障状态，以使得所述移动机器人基于非避障行走策略行走至所述行走目标点；

避障行走单元140，用于在所述第一距离不大于所述第二距离的情况下，控制所述移动机器人进行避障状态，基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止。

在一些实施例中，该装置还包括：

生成目标点单元，用于基于所述第一距离和预设的安全距离在所述行走方向上生成规划目标点；

判断更新单元，用于在所述移动机器人在行走过程中，每隔第一指定时间判断所述目标障碍物的位置变化量是否达到预设的变化阈值，若是，基于当前确定的所述第一距离和所述预设的安全距离更新所述规划目标点；

相应的，所述基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止，包括：

基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止。

在一些实施例中，避障行走单元，包括：

第一控制模块，用于在所述第一距离不大于所述第二距离的情况下，控制所述移动机器人进入第一避障状态；

第一控制行走模块，用于在所述第一避障状态下，基于第一避障行走策略控制所述移动机器人向所述规划目标点行走；

其中，所述第一避障状态下所述移动机器人处于加速和/或匀速行走的状态。

减速判断模块，用于每隔第二指定时间判断所述移动机器人的当前状态是否满足减速条件；

状态切换模块，用于在满足减速条件下，控制所述移动机器人由所述第一避障状态切换到第二避障状态；

第二控制行走模块，用于在所述第二避障状态下，基于第二避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止；

其中，所述第二避障状态下所述移动机器人处于减速行走的状态。

在一些实施例中，所述第一控制行走模块，具体用于控制所述移动机器人以预设的加速度为当前加速度向所述规划目标点行走，并判断所述当前加速度是否达到预设的最大加速度；若是，维持所述移动机器人以所述当前加速度行走；若否，按照预设的第一加速度变化率阶梯性更新所述当前加速度，其中，所述当前加速度的最大值为所述最大加速度。

在一些实施例中，第一控制行走模块还用于在维持所述移动机器人以所述当前加速度行走或按照预设的第一加速度变化率阶梯性更新所述当前加速度过程中，实时判断所述移动机器人的当前速度是否达到预设的最大速度；若是，将所述当前加速度置为零，并控制所述移动其机器人以所述最大速度行走；若否，继续维持所述移动机器人以所述当前加速度行走或继续按照预设的第一加速度变化率阶梯性更新所述当前加速度，直至所述当前速度达到所述最大速度时将所述当前加速度置为零。

在一些实施例中，减速判断模块具体用于每隔第二指定时间获取所述移动机器人的速度参数；其中，所述速度参数包括当前速度和当前加速度；基于预先设定的减速曲线、减速参数以及所述速度参数计算所述移动机器人从所述当前速度减速到零时，需要行走的第三距离；获取所述移动机器人到所述规划目标点的第四距离；判断所述第三距离是否大于或等于所述第四距离，若是，确定所述移动机器人的当前状态满足减速条件，若否，确定所述移动机器人的当前状态不满足减速条件。

在一些实施例中，第二控制行走模块具体用于基于所述减速曲线和所述减速参数生成规划数组，实时基于所述规划数组对所述移动机器人的当前速度进行调整，以控制所述移动机器人行走到所述规划目标点停止。

其中，所述规划数组用于表征不同时刻下的规划速度以及距所述规划目标点的规划剩余距离。

在一些实施例中，所述实时基于所述规划数组对所述移动机器人的当前速度进行调整，包括：实时查询当前时刻下所述规划数组中的规划剩余距离以及规划速度，并获取所述移动机器人实际剩余距离；计算所述规划剩余距离与所述实际剩余距离的差值；至少基于所述差值确定调整速度；基于所述调整速度和所述规划速度生成避障速度；控制所述移动机器人以所述避障速度为当前速度行走。

其中，所述实际剩余距离为所述当前时刻下所述移动机器人距所述规划目标点的距离。

本实施例还提供了移动机器人的避障控制装置，应用于移动机器人中，该装置可以包括非避障行走单元和避障行走单元；其中：

非避障行走单元，用于在处于非避障状态，基于非避障行走策略行走至行走目标点；

避障行走单元，用于在处于避障状态，基于避障行走策略行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止。

其中，所述移动机器人由管理设备控制，所述管理设备用于获取所述移动机器人与所述行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离，判断所述第一距离是否大于所述第二距离，若是，控制所述移动机器人进入非避障状态；若否，控制所述移动机器人进行避障状态。

本申请实施例还提供了一种管理设备，包括

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上实施例描述的移动机器人的避障控制方法。

本申请实施例还提供了一种移动机器人，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上实施例描述的移动机器人的避障控制方法。

在一些实施例中，移动机器人还包括：

传感设备，用于检测所述移动机器人的行走方向上的目标障碍物。

本申请实施例还提供了一种避障控制系统，该系统包括：管理设备以及至少一台移动机器人；

管理设备和移动机器人的具体实施方式可参照前文实施例。

在一些实施例中，当包括至少两台移动机器人时，至少两台移动机器人处于跟车行走场景下。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。

前文描述的处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

前文描述的存储器可以包括各种类型的存储单元，例如系统内存、只读存储器(ROM)，和永久存储装置。其中，ROM可以存储处理器或者计算机的其他模块需要的静态数据或者指令。永久存储装置可以是可读写的存储装置。永久存储装置可以是即使计算机断电后也不会失去存储的指令和数据的非易失性存储设备。在一些实施方式中，永久性存储装置采用大容量存储装置(例如磁或光盘、闪存)作为永久存储装置。另外一些实施方式中，永久性存储装置可以是可移除的存储设备(例如软盘、光驱)。系统内存可以是可读写存储设备或者易失性可读写存储设备，例如动态随机访问内存。系统内存可以存储一些或者所有处理器在运行时需要的指令和数据。此外，存储器可以包括任意计算机可读存储媒介的组合，包括各种类型的半导体存储芯片(DRAM，SRAM，SDRAM，闪存，可编程只读存储器)，磁盘和/或光盘也可以采用。在一些实施方式中，存储器可以包括可读和/或写的可移除的存储设备，例如激光唱片(CD)、只读数字多功能光盘(例如DVD-ROM，双层DVD-ROM)、只读蓝光光盘、超密度光盘、闪存卡(例如SD卡、min SD卡、Micro-SD卡等等)、磁性软盘等等。计算机可读存储媒介不包含载波和通过无线或有线传输的瞬间电子信号。

存储器上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器处理时，可以使处理器执行上文述及的方法中的部分或全部。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

此外，根据本申请的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本申请的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。

或者，本申请还可以实施为一种非暂时性机器可读存储介质(或计算机可读存储介质、或机器可读存储介质)，其上存储有可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)，当所述可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)被电子设备(或电子设备、服务器等)的处理器执行时，使所述处理器执行根据本申请的上述方法的各个步骤的部分或全部。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的申请所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。

附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (16)

1.移动机器人的避障控制方法，其特征在于，应用于管理设备，该方法包括：

确定移动机器人与所述移动机器人的行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离；

判断所述第一距离是否大于所述第二距离，若是，控制所述移动机器人进入非避障状态，以使得所述移动机器人基于非避障行走策略行走至所述行走目标点停止；

若否，控制所述移动机器人进行避障状态，基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

基于所述第一距离和预设的安全距离在所述行走方向上生成规划目标点；

在所述移动机器人在行走过程中，每隔第一指定时间判断所述目标障碍物的位置变化量是否达到预设的变化阈值，若是，基于当前确定的所述第一距离和所述预设的安全距离更新所述规划目标点；

相应的，所述基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止，包括：

基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，控制所述移动机器人进行避障状态，基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止，包括：

控制所述移动机器人进入第一避障状态；

在所述第一避障状态下，基于第一避障行走策略控制所述移动机器人向所述规划目标点行走；其中，所述第一避障状态下所述移动机器人处于加速和/或匀速行走的状态；

每隔第二指定时间判断所述移动机器人的当前状态是否满足减速条件，若是，控制所述移动机器人由所述第一避障状态切换到第二避障状态；

在所述第二避障状态下，基于第二避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止；

其中，所述第二避障状态下所述移动机器人处于减速行走的状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于第一避障行走策略控制所述移动机器人向所述规划目标点行走，包括：

控制所述移动机器人以预设的加速度为当前加速度向所述规划目标点行走，并判断所述当前加速度是否达到预设的最大加速度；

若是，维持所述移动机器人以所述当前加速度行走；

若否，按照预设的第一加速度变化率阶梯性更新所述当前加速度，其中，所述当前加速度的最大值为所述最大加速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

在维持所述移动机器人以所述当前加速度行走或按照预设的第一加速度变化率阶梯性更新所述当前加速度过程中，实时判断所述移动机器人的当前速度是否达到预设的最大速度；

若是，将所述当前加速度置为零，并控制所述移动其机器人以所述最大速度行走；

若否，继续维持所述移动机器人以所述当前加速度行走或继续按照预设的第一加速度变化率阶梯性更新所述当前加速度，直至所述当前速度达到所述最大速度时将所述当前加速度置为零。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述每隔第二指定时间判断所述移动机器人的当前状态是否满足减速条件，包括：

每隔第二指定时间获取所述移动机器人的速度参数；其中，所述速度参数包括当前速度和当前加速度；

基于预先设定的减速曲线、减速参数以及所述速度参数计算所述移动机器人从所述当前速度减速到零时，需要行走的第三距离；

获取所述移动机器人到所述规划目标点的第四距离；

判断所述第三距离是否大于或等于所述第四距离，若是，确定所述移动机器人的当前状态满足减速条件，若否，确定所述移动机器人的当前状态不满足减速条件。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二避障行走策略控制所述移动机器人行走至所述规划目标点停止，包括：

基于所述减速曲线和所述减速参数生成规划数组，其中，所述规划数组用于表征不同时刻下的规划速度以及距所述规划目标点的规划剩余距离；

实时基于所述规划数组对所述移动机器人的当前速度进行调整，以控制所述移动机器人行走到所述规划目标点停止。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述实时基于所述规划数组对所述移动机器人的当前速度进行调整，包括：

实时查询当前时刻下所述规划数组中的规划剩余距离以及规划速度，并获取所述移动机器人实际剩余距离；

计算所述规划剩余距离与所述实际剩余距离的差值；其中，所述实际剩余距离为所述当前时刻下所述移动机器人距所述规划目标点的距离；

至少基于所述差值确定调整速度；

基于所述调整速度和所述规划速度生成避障速度；

控制所述移动机器人以所述避障速度为当前速度行走。

9.移动机器人的避障控制方法，其特征在于，应用于移动机器人中，该方法包括：

在处于非避障状态，基于非避障行走策略行走至行走目标点；

在处于避障状态，基于避障行走策略行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止；

其中，所述移动机器人由管理设备控制，所述管理设备用于获取所述移动机器人与所述行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离，判断所述第一距离是否大于所述第二距离，若是，控制所述移动机器人进入非避障状态；若否，控制所述移动机器人进行避障状态。

10.移动机器人的避障控制装置，其特征在于，应用于管理设备中，该装置包括：

获取距离单元，用于获取移动机器人与行走方向上的目标障碍物之间的第一距离以及所述移动机器人与所述行走方向上的行走目标点之间的第二距离；

第一判断单元，用于判断所述第一距离是否大于所述第二距离；

非避障行走单元，用于在所述第一距离大于所述第二距离的情况下，控制所述移动机器人进入非避障状态，以使得所述移动机器人基于非避障行走策略行走至所述行走目标点；

避障行走单元，用于在所述第一距离不大于所述第二距离的情况下，控制所述移动机器人进行避障状态，基于避障行走策略控制所述移动机器人行走至与所述目标障碍物相距预设的安全距离的目标位置处停止。

11.一种管理设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-8中任一项所述的方法。

12.一种移动机器人，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求9所述的方法。

13.根据权利要求12所述的移动机器人，其特征在于，还包括：

传感设备，用于检测所述移动机器人的行走方向上的目标障碍物。

14.一种避障控制系统，其特征在于，包括：

如权利要求11所述的管理设备；

至少一台移动机器人。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，当包括至少两台移动机器人时，所述至少两台移动机器人处于跟车行走场景下。

16.一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-8中任一项所述的方法。