CN116787450B - 一种多足机器人楼梯行走的控制方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多足机器人楼梯行走的控制方法、装置和设备，该方法包括获取多足机器人行走的楼梯信息的梯度方向；根据楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径，并在行走路径上设置避障策略和步态切换标志；根据所选的行走路径、步态切换标志和避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走。该方法根据所选的行走路径、步态切换标志和避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走，实现了能够根据避障策略自动开关或切换避障功能的机制，避免楼梯本身的结构触发多足机器人的障碍物检测导致其不能正常运行的问题，从而可以让多足机器人在楼梯上自动避障行走。解决了现有应用于电力巡检的机器人的控制方式存在无法自动在楼梯上避障的技术问题。

Description

一种多足机器人楼梯行走的控制方法、装置和设备

技术领域

本申请涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种多足机器人楼梯行走的控制方法、装置和设备。

背景技术

多足机器人是一种仿生的且采用机械臂在地面进行移动的机器人，由于机械臂末端一般设置有用于接触地面的防滑装置和接触感应传感器，没有装设用于拾取等功能的机构，一般此类机械臂被称为足，后文简称为足部。常见的形态有四足和六足两大类机器人。其中4足形式的机器人，其外形尺寸和整体形态接近狗，而被俗称为机器狗。相对于其他类型的机器人，多足机器人主要应用优势在于具有较好的越障能力，比如可以上下楼梯和翻过较为复杂的障碍物。

多足机器人近年来应用在电力巡检领域中，主要目的是利用其越障能力，在以往轮式机器人难以到达的地方开展巡检工作。常见的应用场景包括室内跨楼层巡检、在有楼梯的电缆隧道中巡检、通过变电站绿化草坪等未修建硬化路面的场地（在特殊情况下前往平常不会巡检的区域进行检查）等。在此场景下应用的多足机器人多为4足机器人。机器人用于电力巡检，一般要求机器人实现无人的全自主控制，多足机器人用于电力巡检同样需要满足这一要求。

多足机器人理想行走方式是采用能够采集到深度信息的传感器（如双目摄像机、激光雷达、TOF传感器、结构光传感器等）感知前进方向的环境信息，识别障碍物，规划行走路径，同时尽量模拟动物的行走方式，在确保同时有3足可靠着地的情况下，控制其余足向合理的位置移动，并在整个过程中控制足的关节角度，保证机器人本体处于合理姿态（比如和行走路径的方向平行）。但这个过程按目前技术水平需要借助神经网络（如深度学习）方法来实现，尚存在不少不可靠因素，并不成熟，不能满足巡检无人化的要求。目前已经有实际应用的多足机器人，特别是4足机器人，常见的足部控制方式为前后足交叉交替抬起、落下，即在行走过程中，任意时刻只有对角线的一对足接触地面，并不断交换着地。在实际应用中，足部抬起的高度与需要翻越的障碍物高度（包括楼梯的台阶）有关；同时，足部抬的越高，行走控制稳定性会有一定程度的降低，运行功耗也较高。因此需要多设置多种步态，在兼顾功耗等的限制条件下以应对平整地面和有障碍物的情况，应用时需要机器人在合适的时候自主控制切换步态。

对于基于多足机器人的巡检系统，还需要针对机器人所处的环境调整机器人传感器的工作方式。通常情况下为确保安全，机器人都会设置避障功能，用于探测机器人行进方向上存在的障碍物，在遇到障碍物时停止行走或者绕行，但这种方式并不能很好的应对上下楼梯的场景：在机器人准备开始攀登上行台阶时，以及沿台阶下行到达最末台阶时，台阶或者地面可能会被判定为障碍物；在楼梯上下时一般只沿梯度方向行走，其他方向行走很容易踩空摔倒，所以遇到障碍物并不能绕行。因此应用于电力巡检的多足机器人不能按设想完成需要通过楼梯等障碍物的自主巡检；也不能尽量降低功耗，提高续航时间；不能保证机器人在巡检中自身安全，以及可能衍生的用户资产损失问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种多足机器人楼梯行走的控制方法、装置和设备，用于解决现有应用于电力巡检的机器人的控制方式存在无法自动在楼梯上避障的技术问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

一方面，提供了一种多足机器人楼梯行走的控制方法，包括以下步骤：

获取多足机器人行走的楼梯信息，所述楼梯信息包括楼梯的楼梯区域和梯度方向；

根据所述楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径，并在所述行走路径上设置避障策略和步态切换标志；

根据所选的所述行走路径、所述步态切换标志和所述避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走；

其中，所述避障策略的内容包括：

在所述行走路径上设置避障检测开启标志、避障检测关闭标志、上行避障切换标志和下行避障切换标志；

若多足机器人根据所述步态切换标志从平地模式切换至越障模式，控制多足机器人的避障检测功能关闭或将避障检测元件切换至仰视模式；

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述避障检测开启标志，控制所述避障检测元件开启以使多足机器人进行避障检测；

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述避障检测关闭标志，控制所述避障检测元件关闭以使多足机器人不进行避障检测，直至多足机器人根据所述步态切换标志从越障模式切换至平地模式，才控制多足机器人进行避障检测；或

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述上行避障切换标志，控制所述避障检测元件切换至常规模式；待多足机器人识别到所述下行避障切换标志，控制所述避障检测元件切换至仰视模式，直至多足机器人根据所述步态切换标志切换至平地模式，才控制所述避障检测元件切换至常规模式。

优选地，该控制方法包括：控制所述多足机器人在所述楼梯区域内无法启动自由选择路径行走。

优选地，在多足机器人进行避障检测过程中，该控制方法包括：在避障检测模式下检测到障碍物时，控制多足机器人立即停止行走且停止原地交替踏步；待障碍物移除后，控制多足机器人根据所述行走路径继续按行走。

优选地，在避障检测模式下检测到障碍物时，控制多足机器人立即停止行走且停止原地交替踏步之后，该控制方法包括：

若多足机器人为可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过所述障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人根据所述行走路径倒退行走，直至识别到所述步态切换标志，控制多足机器人停止行走且在原地等待、遇障报警或遇障重新规划行走路径；

若多足机器人为不可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过所述障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人发出遇障报警。

优选地，控制多足机器人在楼梯区域内进行行走之前，该控制方法包括：通过验证多足机器人是否能达到楼梯区域内某条行走路径的步态切换标志位置，确定所选的行走路径。

优选地，在多足机器人根据所选所述行走路径行走过程中，该控制方法包括：

当多足机器人根据所述步态切换标志从平地模式切换至越障模式且所述避障检测元件切换至仰视模式时，则对所选所述行走路径进行是否存在障碍物验证；

若所选所述行走路径存在障碍物，则从已制定的多足机器人的行走路径中重新选择多足机器人的行走路径，并再次验证所选的行走路径是否存在障碍物；

若制定多足机器人的行走路径全部存在障碍物，则控制多足机器人发出遇障报警或遇障重新规划行走路径。

另一方面，提供了一种多足机器人楼梯行走的控制装置，包括数据获取模块、路径制定模块和执行模块；

所述数据获取模块，用于获取多足机器人行走的楼梯信息，所述楼梯信息包括楼梯的楼梯区域和梯度方向；

所述路径制定模块，用于根据所述楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径，并在所述行走路径上设置避障策略和步态切换标志；

所述执行模块，用于根据所选的所述行走路径、所述步态切换标志和所述避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走；

其中，所述避障策略的内容包括：

在所述行走路径上设置避障检测开启标志、避障检测关闭标志、上行避障切换标志和下行避障切换标志；

若多足机器人根据所述步态切换标志从平地模式切换至越障模式，控制多足机器人的避障检测功能关闭或将避障检测元件切换至仰视模式；

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述避障检测开启标志，控制所述避障检测元件开启以使多足机器人进行避障检测；

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述避障检测关闭标志，控制所述避障检测元件关闭以使多足机器人不进行避障检测，直至多足机器人根据所述步态切换标志从越障模式切换至平地模式，才控制多足机器人进行避障检测；或

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述上行避障切换标志，控制所述避障检测元件切换至常规模式；待多足机器人识别到所述下行避障切换标志，控制所述避障检测元件切换至仰视模式，直至多足机器人根据所述步态切换标志切换至平地模式，才控制所述避障检测元件切换至常规模式。

优选地，所述执行模块还用于在多足机器人进行避障检测过程中，在避障检测模式下检测到障碍物时，控制多足机器人立即停止行走且停止原地交替踏步；待障碍物移除后，控制多足机器人根据所述行走路径继续按行走；

其中，根据多足机器人为可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过所述障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人根据所述行走路径倒退行走，直至识别到所述步态切换标志，控制多足机器人停止行走且在原地等待、遇障报警或遇障重新规划行走路径；

根据多足机器人为不可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过所述障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人发出遇障报警。

优选地，所述执行模块还用于通过验证多足机器人是否能达到楼梯区域内某条行走路径的步态切换标志位置，确定所选的行走路径。

再一方面，提供了一种终端设备，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的多足机器人楼梯行走的控制方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：该多足机器人楼梯行走的控制方法包括获取多足机器人行走的楼梯信息，楼梯信息包括楼梯的楼梯区域和梯度方向；根据楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径，并在行走路径上设置避障策略和步态切换标志；根据所选的行走路径、步态切换标志和避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走。该多足机器人楼梯行走的控制方法通过所选的行走路径、步态切换标志和避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走，实现了能够根据避障策略自动开关或切换避障功能的机制，避免楼梯本身的结构触发多足机器人的障碍物检测导致其不能正常运行的问题，从而可以让多足机器人在楼梯上自动避障行走。解决了现有应用于电力巡检的机器人的控制方式存在无法自动在楼梯上避障的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所述的多足机器人楼梯行走的控制方法的步骤流程图；

图2为本申请实施例所述的多足机器人楼梯行走的控制装置的框架流程图。

具体实施方式

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。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。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请专利术语解释：

遇障重规划：指机器人检测到有障碍物可能阻挡其前进时，重新进行局部区域内的或者全局地图的行走路径规划，形成一条能够避开障碍物的新的路径。采用局部路径规划形成新的路径时，一般还可称为绕障。

常规模式和仰视模式的障碍物检测元件，此实施例中，障碍物检测元件选用障碍物检测传感器。

一般障碍物检测传感器在将上楼时不能可靠的区分楼梯和一般意义的障碍物，或在下楼到达楼梯底部时不能可靠区分地面和一般意义的障碍物，可通过调整障碍物检测传感器的主方向来避开检测到上述两种情形的楼梯或地面，这个方向一般为较大角度的仰视方向，故称为仰视模式。与此相对的则是常规模式，传感器主方向的仰视角度相对较小。

步态：指的是多足机器人为仿生型机器人，其足部结构和运动方式参考动物腿部结构和运动方式设计，在行走中，控制器对多个足的多个关节实施联合控制，实现协调且规律的运动。每一种规律的运动模式均是一种步态，不同的步态之间主要区别有迈步的方式、足部抬起的高度、交替运动的频率等。比较常见的步态是前后腿以对角线方式交替着地和迈步，平地行走时迈步高度较低，频率较高，越障行走时迈步较高，频率较低。

本申请实施例提供了一种多足机器人楼梯行走的控制方法、装置和设备，用于解决了现有应用于电力巡检的机器人的控制方式存在无法自动在楼梯上避障的技术问题。该多足机器人楼梯行走的控制方法、装置和设备适用于在机器人开展自主巡检之前就能确定的需要通过楼梯的应用场景，为了尽可能提高多足机器人自主上下楼梯过程的运行可靠性，即最大限度降低多足机器人跌落风险，在包含楼梯的楼梯区域内多足机器人不采用自主局部路径规划，必须按制定的1条或多条行走路径行走。该多足机器人楼梯行走的控制方法、装置和设备也可以适用于阶梯式、坡地等场景中。

实施例一：

图1为本申请实施例所述的多足机器人楼梯行走的控制方法的步骤流程图。

如图1所示，本申请实施例提供了一种多足机器人楼梯行走的控制方法，包括以下步骤：

S1.获取多足机器人行走的楼梯信息，楼梯信息包括楼梯的楼梯区域和梯度方向。

需要说明的是，在步骤S1中获取多足机器人所要行走的楼梯信息，将楼梯信息设置在多足机器人的导航定位地图中，根据楼梯信息的楼梯区域和梯度方向，为后续步骤制定多足机器人行走的行走路径提供数据依据。

S2.根据楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径，并在行走路径上设置避障策略和步态切换标志。

需要说明的是，在步骤S2中根据楼梯信息制定多足机器人的一条或多条行走路径。之后根据指定的行走路径设置避障策略和步态切换标志。在本实施例中，在行走路径的始端和末端均设置有步态切换标志，多足机器人的根据步态切换标志，在适应平地行走的模式（简称平地模式）以及适合越障的模式（简称越障模式）之间自主切换，以使该多足机器人楼梯行走的控制方法能够根据步态切换标志实现自动切换步态。如多足机器人在平地模式下到达步态切换标志所在的位置或识别到步态切换标志时，自动切换为越障模式；在越障模式下到达步态切换标志所在的位置或识别到步态切换标志时，自动切换为平地模式。其中，步态切换标志一般设置在多足机器人完全处于平地的位置处；特别的，在上楼梯前的步态切换标志位置处，多足机器人应当不会因为楼梯而触发障碍物检测。制定行走路径也可以通过人工或者自动完成的。

在本申请实施例中，根据楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径包括：

沿楼梯的楼梯区域内楼梯断面最窄处的中点设置沿梯度方向的行走路径作为第一待验证行走路径；

以第一待验证行走路径为中心，以不小于1.5倍多足机器人的宽度为路径宽度，得到第一通行保障区域；

若第一通行保障区域内无楼梯的栏杆和/或墙壁等固定装设的设施，则待验证行走路径作为第一条行走路径，否则此楼梯无可用行走路径；

此第一条行走路径向两侧沿梯度方向的垂直方向平移不小于1.5倍多足机器人的宽度，得到两条第二待验证行走路径；

以第二待验证行走路径为中心，以不小于1.5倍多足机器人的宽度为路径宽度，得到第二通行保障区域；

若第二通行保障区域内无楼梯的栏杆和/或墙壁等固定装设的设施，则两条第二待验证行走路径作为第二条行走路径和/或第三条行走路径；

当存在第二条行走路径和/或第三条行走路径时，按上述方法继续向楼梯外侧设置新的待验证行走路径并进行验证，得到更多的行走路径，直到楼梯区域无法设置更多的行走路径。

需要说明的是，根据楼梯的梯度方向制定的所有行走路径的始端和末端与楼梯信息对应导航定位地图中其他的路径或者可通行区域连通。

在本申请实施例中，避障策略的内容包括：

在行走路径上设置避障检测开启标志、避障检测关闭标志、上行避障切换标志和下行避障切换标志；

若多足机器人根据步态切换标志从平地模式切换至越障模式，控制多足机器人的避障检测功能关闭或将避障检测元件切换至仰视模式；

多足机器人根据行走路径行走过程中，待多足机器人识别到避障检测开启标志，控制避障检测元件开启以使多足机器人进行避障检测；

多足机器人根据行走路径行走过程中，待多足机器人识别到避障检测关闭标志，控制避障检测元件关闭以使多足机器人不进行避障检测，直至多足机器人根据步态切换标志从越障模式切换至平地模式，才控制多足机器人进行避障检测；或

多足机器人根据行走路径行走过程中，待多足机器人识别到上行避障切换标志，控制避障检测元件切换至常规模式；待多足机器人识别到下行避障切换标志，控制避障检测元件切换至仰视模式，直至多足机器人根据步态切换标志切换至平地模式，才控制避障检测元件切换至常规模式。

在本申请实施例中，若选用的避障检测元件只有常规模式无仰视模式，则避障策略可以根据多足机器人的步态切换到越障模式后，关闭避障检测元件，即不进行避障检测，之后多足机器人的步态切换到平地模式后，再次开启避障检测元件后才进行避障检测，即在整个楼梯的楼梯区域关闭多足机器人的障碍物检测功能。或者在多足机器人的步态切换到越障模式后，控制多足机器人的避障检测功能关闭，待多足机器人行走到避障检测开启标志时，控制避障检测元件开启以使多足机器人进行避障检测；待多足机器人行走到避障检测关闭标志时，控制避障检测元件关闭以使多足机器人不进行避障检测，直至多足机器人的步态切换到平地模式后，才控制多足机器人进行避障检测。

需要说明的是，一般对于上楼阶段，最少设置一个避障检测开启标志，避障检测开启标志的位置设置在多足机器人所有足都上到楼梯上的位置处；对于下楼梯阶段，最少设置一个避障检测关闭标志，避障检测关闭标志的位置设置在多足机器人即将到达楼梯底部，但尚不会触发避障检测元件的位置。

在本申请实施例中，对于安装具有常规模式和仰视模式的避障检测元件的多足机器人，该多足机器人楼梯行走的控制方法在行走路径上设置标志位置用于控制避障检测元件在常规模式和仰视模式切换。其中，在多足机器人的步态切换到越障模式后，同步将避障检测元件切换至仰视模式，待多足机器人行走至上行避障切换标志时，将避障检测元件切换至常规模式，待多足机器人行走至下行避障切换标志时，将避障检测元件切换至仰视模式，直至多足机器人的步态切换到平地模式后，同步将避障检测元件切换至常规模式。

需要说明的是，一般对于楼梯的楼梯区域中上楼阶段，最少设置一个上行避障切换标志，上行避障切换标志的位置设置在多足机器人所有足都上到楼梯上的位置处；对于楼梯的楼梯区域中下楼梯阶段，最少设置一个下行避障切换标志，下行避障切换标志的位置设置在多足机器人即将到达楼梯底部，但尚不会触发常规模式下的避障检测元件的位置。

S3.根据所选的行走路径、步态切换标志和避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走。

需要说明的是，在步骤S3中是根据所选的步骤S2制定的行走路径以及设置的步态切换标志和避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走。

在本申请实施例中，控制多足机器人在楼梯区域内进行行走之前，该多足机器人楼梯行走的控制方法包括：通过验证多足机器人是否能达到楼梯区域内某条行走路径的步态切换标志位置，确定所选的行走路径。

需要说明的是，该多足机器人楼梯行走的控制方法在步骤S2制定的多条行走路径中，多足机器人优先选择第一条的行走路径。当在平地模式下无法到达第一条行走路径的步态切换位置时，选择第二条行走路径并检查是否能够到达对应的步态切换标志位置，依然无法到达时，依次选择第三条行走路径并以此类推至找到可到达步态切换标志位置的行走路径，或者确定没有可到达步态切换位置的行走路径。存在可到达步态切换标志位置的行走路径时，可控制多足机器人上下楼梯，否则应控制其多足机器人执行遇障报警和遇障重规划行走路径，将此楼梯的行走路径暂时屏蔽后重新规划行走路径。该多足机器人楼梯行走的控制方法在确定所选楼梯区域行走路径时，以行走路径的步态切换标志位置能否到达为选择依据。

本申请提供的一种多足机器人楼梯行走的控制方法，该方法包括获取多足机器人行走的楼梯信息，楼梯信息包括楼梯的楼梯区域和梯度方向；根据楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径，并在行走路径上设置避障策略和步态切换标志；根据所选的行走路径、步态切换标志和避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走。该多足机器人楼梯行走的控制方法通过根据所选的行走路径、步态切换标志和避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走，实现了能够根据避障策略自动开关或切换避障功能的机制，避免楼梯本身的结构触发多足机器人的障碍物检测导致其不能正常运行的问题，从而可以让多足机器人在楼梯上自动避障行走。解决了现有应用于电力巡检的机器人的控制方式存在无法自动在楼梯上避障的技术问题。

在本申请实施例的一个实施例中，该多足机器人楼梯行走的控制方法包括：控制多足机器人在楼梯区域内无法启动自由选择路径行走。

需要说明的是，该多足机器人楼梯行走的控制方法通过在楼梯的楼梯区域内沿梯度方向制定多足机器人的行走路径，并约束多足机器人只能沿制定的行走路径行走，使得多足机器人在楼梯区域内无法启动自由选择路径行走的功能。该多足机器人楼梯行走的控制方法实时控制多足机器人时，只允许多足机器人沿某一条行走路径行走，而不能在楼梯区域通过局部的路径规划绕开障碍物。

在本申请实施例的一个实施例中，多足机器人进行避障检测过程中，该多足机器人楼梯行走的控制方法包括：在避障检测模式下检测到障碍物时，控制多足机器人立即停止行走且停止原地交替踏步；待障碍物移除后，控制多足机器人根据行走路径继续按行走；

若多足机器人为可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人根据行走路径倒退行走，直至识别到步态切换标志，控制多足机器人停止行走且在原地等待、遇障报警或遇障重新规划行走路径；

若多足机器人为不可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人发出遇障报警。

需要说明的是，在避障检测模式下检测到障碍物时，控制多足机器人立即停止行走并停止原地交替踏步；待障碍物移除后，多足机器人再继续按选择的行走路径行走。对于不能够倒退上下行走的多足机器人，设置等待障碍物移除时间，障碍物在超过此障碍物移除时间后依然未移除，向多足机器人的监控端发出遇障报警提示。对于能够倒退上下行走的多足机器人，设置等待障碍物移除时间，障碍物在超过此障碍物移除时间后依然未移除，启动多足机器人的倒退行走直至移动到步态切换标志，根据事先设置选择原地等待、遇障报警或者遇障重规划行走路径。当需要进行遇障重规划行走路径时，将此前遇障的楼梯行走路径暂时屏蔽后再重新规划行走路径。在本实施例中，该多足机器人楼梯行走的控制方法能够让多足机器人采取就地停止、倒退至步态切换标志点后重新规划行走路径等方式应对遇到障碍物的情况，在楼梯区域实现安全遇障处理。

在本申请实施例的一个实施例中，在多足机器人根据所选行走路径行走过程中，该多足机器人楼梯行走的控制方法包括：

当多足机器人根据步态切换标志从平地模式切换至越障模式且避障检测元件切换至仰视模式时，则对所选行走路径进行是否存在障碍物验证；

若所选行走路径存在障碍物，则从已制定的多足机器人的行走路径中重新选择多足机器人的行走路径，并再次验证所选的行走路径是否存在障碍物；

若制定多足机器人的行走路径全部存在障碍物，则控制多足机器人发出遇障报警或遇障重新规划行走路径。

需要说明的是，对于安装具有常规模式和仰视模式的避障检测元件的多足机器人，该多足机器人楼梯行走的控制方法还应当在从平地模式到越障模式的步态切换位置将避障检测元件的模式切换为仰视模式时，验证所选的行走路径是否已经存在障碍物，如已存在障碍物，应当重新选择行走路径，并验证重新选择的行走路径上是否存在障碍物。若步骤S2制定的所有行走路径均存在障碍物无法通行，需要执行遇障报警和遇障重规划行走路径，将此楼梯的行走路径暂时屏蔽后重新规划行走路径。

实施例二：

图2为本申请实施例所述的多足机器人楼梯行走的控制装置的框架流程图。

如图2所示，本申请实施例提供了一种多足机器人楼梯行走的控制装置，包括数据获取模块10、路径制定模块20和执行模块30；

数据获取模块10，用于获取多足机器人行走的楼梯信息，楼梯信息包括楼梯的楼梯区域和梯度方向；

路径制定模块20，用于根据楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径，并在行走路径上设置避障策略和步态切换标志；

执行模块30，用于根据所选的行走路径、步态切换标志和避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走；

其中，避障策略的内容包括：

在行走路径上设置避障检测开启标志、避障检测关闭标志、上行避障切换标志和下行避障切换标志；

若多足机器人根据步态切换标志从平地模式切换至越障模式，控制多足机器人的避障检测功能关闭或将避障检测元件切换至仰视模式；

多足机器人根据行走路径行走过程中，待多足机器人识别到避障检测开启标志，控制避障检测元件开启以使多足机器人进行避障检测；

多足机器人根据行走路径行走过程中，待多足机器人识别到避障检测关闭标志，控制避障检测元件关闭以使多足机器人不进行避障检测，直至多足机器人根据步态切换标志从越障模式切换至平地模式，才控制多足机器人进行避障检测；或

多足机器人根据行走路径行走过程中，待多足机器人识别到上行避障切换标志，控制避障检测元件切换至常规模式；待多足机器人识别到下行避障切换标志，控制避障检测元件切换至仰视模式，直至多足机器人根据步态切换标志切换至平地模式，才控制避障检测元件切换至常规模式。

在本申请实施例中，路径制定模块20还用于以楼梯的楼梯区域内楼梯断面最窄处为中点，设置沿梯度方向的行走路径作为第一条行走路径；此第一条行走路径向两侧沿梯度方向的垂直方向平移不小于1.5倍多足机器人的宽度，得到两条待验证行走路径；以待验证行走路径为中心，以不小于1.5倍多足机器人的宽度为路径宽度，得到通行保障区域；若通行保障区域内无楼梯的栏杆和/或墙壁固定装设的设施，则两条待验证行走路径作为第二条行走路径和第三条行走路径。

在本申请实施例中，执行模块30还用于在多足机器人进行避障检测过程中，在避障检测模式下检测到障碍物时，控制多足机器人立即停止行走且停止原地交替踏步；待障碍物移除后，控制多足机器人根据行走路径继续按行走；

其中，根据多足机器人为可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人根据行走路径倒退行走，直至识别到步态切换标志，控制多足机器人停止行走且在原地等待、遇障报警或遇障重新规划行走路径；

根据多足机器人为不可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人发出遇障报警。

需要说明的是，该多足机器人楼梯行走的控制装置中模块的内容对应于实施例一方法中的步骤的内容，实施例一方法的步骤内容已在实施例一中阐述，在此实施例不再对实施例二设备的模块内容重复阐述。

实施例三：

本申请实施例提供了一种终端设备，包括处理器以及存储器；

存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的多足机器人楼梯行走的控制方法。

需要说明的是，处理器用于根据所程序代码中的指令执行上述的一种多足机器人楼梯行走的控制方法实施例中的步骤。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各系统/装置实施例中各模块/单元的功能。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。

终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称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)、现成可编程门阵列 (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。

存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时的存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多足机器人楼梯行走的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取多足机器人行走的楼梯信息，所述楼梯信息包括楼梯的楼梯区域和梯度方向；

根据所述楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径，并在所述行走路径上设置避障策略和步态切换标志；

根据所选的所述行走路径、所述步态切换标志和所述避障策略控制多足机器人在所述楼梯区域内进行行走；

其中，所述避障策略的内容包括：

在所述行走路径上设置避障检测开启标志、避障检测关闭标志、上行避障切换标志和下行避障切换标志；

若多足机器人根据所述步态切换标志从平地模式切换至越障模式，控制多足机器人的避障检测功能关闭或将避障检测元件切换至仰视模式；

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述避障检测开启标志，控制所述避障检测元件开启以使多足机器人进行避障检测；

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述避障检测关闭标志，控制所述避障检测元件关闭以使多足机器人不进行避障检测，直至多足机器人根据所述步态切换标志从越障模式切换至平地模式，才控制多足机器人进行避障检测；或

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述上行避障切换标志，控制所述避障检测元件切换至常规模式；待多足机器人识别到所述下行避障切换标志，控制所述避障检测元件切换至仰视模式，直至多足机器人根据所述步态切换标志切换至平地模式，才控制所述避障检测元件切换至常规模式。

2.根据权利要求1所述的多足机器人楼梯行走的控制方法，其特征在于，该控制方法包括：控制所述多足机器人在所述楼梯区域内无法启动自由选择路径行走。

3.根据权利要求1所述的多足机器人楼梯行走的控制方法，其特征在于，在多足机器人进行避障检测过程中，该控制方法包括：在避障检测模式下检测到障碍物时，控制多足机器人立即停止行走且停止原地交替踏步；待障碍物移除后，控制多足机器人根据所述行走路径继续按行走。

4.根据权利要求3所述的多足机器人楼梯行走的控制方法，其特征在于，在避障检测模式下检测到障碍物时，控制多足机器人立即停止行走且停止原地交替踏步之后，该控制方法包括：

若多足机器人为可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过所述障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人根据所述行走路径倒退行走，直至识别到所述步态切换标志，控制多足机器人停止行走且在原地等待、遇障报警或遇障重新规划行走路径；

若多足机器人为不可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过所述障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人发出遇障报警。

5.根据权利要求1所述的多足机器人楼梯行走的控制方法，其特征在于，控制多足机器人在楼梯区域内进行行走之前，该控制方法包括：通过验证多足机器人是否能达到楼梯区域内某条行走路径的步态切换标志位置，确定所选的行走路径。

6.根据权利要求1所述的多足机器人楼梯行走的控制方法，其特征在于，在多足机器人根据所选所述行走路径行走过程中，该控制方法包括：

当多足机器人根据所述步态切换标志从平地模式切换至越障模式且所述避障检测元件切换至仰视模式时，则对所选所述行走路径进行是否存在障碍物验证；

若所选所述行走路径存在障碍物，则从已制定的多足机器人的行走路径中重新选择多足机器人的行走路径，并再次验证所选的行走路径是否存在障碍物；

若制定多足机器人的行走路径全部存在障碍物，则控制多足机器人发出遇障报警或遇障重新规划行走路径。

7.一种多足机器人楼梯行走的控制装置，其特征在于，包括数据获取模块、路径制定模块和执行模块；

所述数据获取模块，用于获取多足机器人行走的楼梯信息，所述楼梯信息包括楼梯的楼梯区域和梯度方向；

所述路径制定模块，用于根据所述楼梯信息的梯度方向制定多足机器人的行走路径，并在所述行走路径上设置避障策略和步态切换标志；

所述执行模块，用于根据所选的所述行走路径、所述步态切换标志和所述避障策略控制多足机器人在楼梯区域内进行行走；

其中，所述避障策略的内容包括：

在所述行走路径上设置避障检测开启标志、避障检测关闭标志、上行避障切换标志和下行避障切换标志；

若多足机器人根据所述步态切换标志从平地模式切换至越障模式，控制多足机器人的避障检测功能关闭或将避障检测元件切换至仰视模式；

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述避障检测开启标志，控制所述避障检测元件开启以使多足机器人进行避障检测；

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述避障检测关闭标志，控制所述避障检测元件关闭以使多足机器人不进行避障检测，直至多足机器人根据所述步态切换标志从越障模式切换至平地模式，才控制多足机器人进行避障检测；或

多足机器人根据所述行走路径行走过程中，待多足机器人识别到所述上行避障切换标志，控制所述避障检测元件切换至常规模式；待多足机器人识别到所述下行避障切换标志，控制所述避障检测元件切换至仰视模式，直至多足机器人根据所述步态切换标志切换至平地模式，才控制所述避障检测元件切换至常规模式。

8.根据权利要求7所述的多足机器人楼梯行走的控制装置，其特征在于，所述执行模块还用于在多足机器人进行避障检测过程中，在避障检测模式下检测到障碍物时，控制多足机器人立即停止行走且停止原地交替踏步；待障碍物移除后，控制多足机器人根据所述行走路径继续按行走；

其中，根据多足机器人为可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过所述障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人根据所述行走路径倒退行走，直至识别到所述步态切换标志，控制多足机器人停止行走且在原地等待、遇障报警或遇障重新规划行走路径；

根据多足机器人为不可倒退行走的多足机器人，设置障碍物移除时间，经过所述障碍物移除时间后障碍物还没被移除，控制多足机器人发出遇障报警。

9.根据权利要求7所述的多足机器人楼梯行走的控制装置，其特征在于，所述执行模块还用于通过验证多足机器人是否能达到楼梯区域内某条行走路径的步态切换标志位置，确定所选的行走路径。

10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求1-6任意一项所述的多足机器人楼梯行走的控制方法。