CN116819565A - 导航避障装置、移动避障方法、移动机器人及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种导航避障装置、移动避障方法、移动机器人及存储介质,涉及机器人技术领域,本方案中移动机器人可通过导航避障装置的激光雷达对行进路径上进行探测,进而获取点云数据,有助于移动机器人行进过程中检测障碍物;而且在移动过程中通过控制导航避障装置上的转动机构使得反光镜移动至相应的位置,进而使得激光雷达发射的激光能够照射到雷达盲区,而使得移动机器人能够对部分区域进行补盲,进而移动机器人能够有效地躲避障碍物。此外,导航避障装置结构简单,设备成本低,维护便利,有助于移动机器人的推广应用。
Description
技术领域
本申请实施例涉及机器人技术领域,尤其涉及一种导航避障装置、移动避障方法、移动机器人及存储介质。
背景技术
随着人工智能的发展,移动机器人也得到了更加广泛的应用。在移动机器人技术领域中,激光雷达通常被应用于移动机器人导航场景中,以探测移动机器人的周边环境,进而使得移动机器人在移动过程中能够规划行进路径,实现对障碍物的规避。
但是,应用在移动机器人上的激光雷达存在雷达盲区,激光雷达无法扫描雷达盲区对应的空间区域。在相关技术中,为了对移动机器人进行补盲,即补齐激光雷达在检测上的盲区,技术人员通常会在移动机器人上设置多个激光雷达,从而使得移动机器人的雷达盲区更小,进而实现灵活避障。或者,为移动机器人上的激光雷达搭配更多的传感器,如超声波传感器、毫米波传感器以视觉摄像头等,以提升移动机器人对中周围环境的探测能力。
虽然上述方案能够有效进行补盲,但上述方案使得移动机器人的外观更加复杂、设备成本更高外,还提升了移动机器人的安装调试难度,导致现有的移动机器人难以满足人们对移动机器人的低成本且运维简单的使用需求。
发明内容
本申请实施例提供了一种导航避障装置、移动避障方法、移动机器人及存储介质,本方案能够对雷达盲区进行补盲,有效地实现了避障功能,而且设备成本低,维护简单,有助于移动机器人的推广应用。
第一方面,本申请实施例提供了一种导航避障装置,应用于移动机器人,该移动机器人包括机器本体和处理器,且导航避障装置包括支撑架、激光雷达、转动机构和反光镜。
其中,支撑架设置在机器本体的顶部。激光雷达设置在支撑架上,且激光雷达用于进行激光定位和障碍探测。转动机构设置于支撑架上,转动机构用于根据处理器的控制指令转动。反光镜与转动结构连接,且反光镜用于将激光雷达发射的激光反射至探测区域,探测区域为激光雷达的出光方向对应的照射范围之外的区域。
第二方面,本申请实施例还提供了一种移动避障方法,应用于移动机器人,该移动机器人包括如第一方面实施例提供的导航避障装置,该方法包括:
根据接收到的移动指令,规划行程以确定行进路径;
根据行进路径,向目的地移动并在移动过程中对行进路径进行障碍物检测;
当在行进路径上存在障碍物,重新规划行程以确定避障路径;
若在沿避障路径移动的过程中确定输出变向指令,则将反光镜向变向指令对应的方向移动,以对补盲区域进行障碍物检测,补盲区域为反光镜反射的激光所探测的区域;
基于对补盲区域的检测结果,确定是否进行转向,以继续向目的地移动。
第三方面,本申请实施例还提供了一种移动机器人,该移动机器人包括:
如第一方面实施例提供的导航避障装置;
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序,当一个或多个程序被一个或多个处理器执行,一个或多个处理器实现如上述第二方面实施例提供的移动避障方法。
第四方面,本申请实施例还提供了一种存储介质,其存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令在由处理器执行时用于执行如上述第二方面实施例提供的移动避障方法。
本申请实施例中移动机器人可通过导航避障装置的激光雷达对行进路径上进行探测,进而获取点云数据,有助于移动机器人在行进过程中检测障碍物。而且通过控制导航避障装置上的转动机构使得反光镜移动至相应的位置,进而使得激光雷达发射的激光能够照射到雷达盲区,而使得移动机器人能够对部分区域进行补盲,进而移动机器人能够有效地躲避障碍物。此外,导航避障装置结构简单,设备成本低,维护便利,有助于移动机器人的推广应用。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的导航避障装置的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的移动避障方法的步骤流程图;
图3为本申请一实施例提供的移动过程中进行障碍物检测的步骤流程图;
图4为本申请一实施例提供的移动机器人响应变向指令的步骤流程图;
图5为本申请一实施例提供的探测区域示意图;
图6为本申请一实施例提供的移动机器人的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请实施例作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请实施例,而非对本申请实施例的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请实施例相关的部分而非全部结构,本领域技术人员在阅读本申请说明书后,应该能够想到,只要技术特征不互相矛盾,那么技术特征的任意组合均可以构成可选的实施方式。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。在本申请的描述中,“多个”表示两个及以上,“若干”表示一个及以上。
移动机器人具有环境感知探测、数据计算处理等功能,其能够输出相应的控制指令并控制对应的机构进行动作,因此移动机器人如清洁机器人、货运机器人等越来越更广泛地应用在日常生活中。
应当想到的是,移动机器人包括机器本体和处理器,移动机器人可通过激光雷达、摄像头等器件对周边环境进行探测,进而由处理器对探测数据进行处理,以确定行进路径。当然,移动机器人还包括行走机构,以带动移动机器人行进。
但是安装在移动机器人上的激光雷达存在雷达盲区,即由于激光雷达的安装位置、照射范围等因素导致激光雷达存在无法照射到的区域。当雷达盲区内存在障碍物时,由于移动机器人无法探测该区域,移动机器人在移动过程中容易受阻、无法避开障碍物而影响行进。
对此,本申请实施例提供了一种导航避障装置,该导航避障装置可以应用于上述的移动机器人中,以对激光雷达对应的雷达盲区进行补盲。图1为本申请一实施例提供的导航避障装置的结构示意图,如图所示,导航避障装置包括支撑架110、激光雷达120、转动机构130和反光镜140。
支撑架110作为导航避障装置中支撑其他结构的器件,其设置机器本体的顶部,图中未示出机器人本体的全部结构。示例性的,支撑架110包括多个支撑杆,如包括4个支撑杆,以通过支撑杆固定在机器本体上,并且在支撑杆的上部安装导航避障装置中的其他器件,使得激光雷达120、转动机构130和反光镜140能够位于移动机器人的上方,以便于进行探测。当然在一些实施例中,支撑杆可以设置为3个,并通过3个支撑杆形成三脚架结构,以支撑其他器件。
激光雷达120可用于进行激光定位和障碍检测,激光雷达120是设置在支撑架110上的,此外,可以想到的是,激光雷达120是与处理器连接的,以将检测到的数据传输至处理器中。转动机构130同样设置在支撑架110上,而且转动机构130根据处理器的控制指令转动。而在转动机构130上还连接有反光镜140,因此,转动机构130能够根据处理器的控制指令将反光镜140移动至相应的位置,以使得反光镜140能够将激光雷达120发射的激光反射至探测区域,而该探测区域为激光雷达120的出光方向对应的照射范围之外的区域。
具体地,在一实施例中,转动机构130可位于激光雷达120的上方,而且转动机构130包括转动电机131和臂杆132,当然,转动电机131是安装在支撑架110上的,而且臂杆132的一端连接在转动电机131上,而臂杆132的另一端则连接反光镜140,其中,转动电机131与处理器连接,以根据处理器的控制指令带动臂杆132转动,从而带动反光镜140移动。
由上述方案可知,在移动机器人行进的过程中,移动机器人可通过控制转动机构从而将反光镜转动至相应的位置,以将激光雷达发射的激光反射至探测区域,使得移动机器人能够获取到对应探测区域的检测数据,以便于检测是否存在障碍物。因此,导航避障装置能够辅助移动机器人快捷便利地进行导航定位以及障碍检测,而且导航避障装置结构简单,无需移动机器人加装更多、更复杂的传感器,有效地降低了设备成本。
在一些实施例中,转动机构包括转动电机、连接盘和臂杆,连接盘固定在转动电机上,转动电机可控制连接盘进行自转,而臂杆连接在连接盘的外周侧,以使得连接盘在转动的过程中带动臂杆转动。
在一些实施例中,导航避障装置还包括角度调节机构,该角度调节机构设置在转动机构和反光镜之间,例如,转动机构通过其上的臂杆与反光镜连接,则角度调节机构设置在臂杆和反光镜之间。可以理解的是,角度调节结构可用于调节反光镜的倾斜角度,即调节反光镜的镜面平面与水平方向的夹角。
例如,角度调节机构包括步进电机,步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的开环控制元步进电机件,使得与其连接的物体产生相对角位移。该步进电机设置在臂杆与反光镜之间,如臂杆与反光镜采用铰接的方式连接,而步进电机的中心轴与反光镜固定连接,因此,处理器通过控制步进电机即可带动反光镜转动,从而实现对反光镜的倾斜角度的调节,以将激光反射至相应的区域。
因此,移动机器人上的导航避障装置还安装有角度调节机构,使得移动机器人能够灵活地调节反光镜的倾斜角度,进而能够通过反射激光实现对更多区域的探测。
需要说明的是,角度调节机构还可以包括转动电机、滚轮和牵引绳,牵引绳的一端固定在反光镜上远离臂杆的一端,牵引绳的另一端缠绕在滚轮上,而滚轮固定在转动电机的中心轴上,因此,转动电机可带动滚轮转动,从而使得牵引绳不断在滚轮上缠绕以收紧牵引绳,或者解开牵引绳的缠绕状态以放松牵引绳,进而改变反光镜的倾斜角度。
应当想到的是,角度调节机构还可以包括两个步进电机,移动机器人可通过一个步进电机调节反光镜在以臂杆一端为转动中心的转动角度,此外,可通过另一步进电机调节反光镜自转的转动角度。
在一些实施例中,反光镜当前的倾斜角度为45°,可以想到的是,在移动机器人设置有角度调节机构的情况下,可通过角度调节机构将反光镜调节值倾斜角度为45°的位置;而在没有设置角度调节结构的情况下,可通过将反光镜倾斜至45°后,将其固定臂杆上,以使得反光镜保持该角度。因此,反光镜能够将大量的激光反射至探测区域,从而实现较大区域面积的补盲,且效果优良,有助于移动机器人进行导航避障。
此外,本申请实施例还提供了一种移动避障方法,该方法可应用于移动机器人中,且该移动机器人包括如上述实施例所述的导航避障装置。具体如图2所示,图2为本申请一实施例提供的移动避障方法的步骤流程图,本申请的移动避障方法包括如下步骤:
步骤S210、根据接收到的移动指令,规划行程以确定行进路径。
移动指令可以是由用户通过控制设备如遥控器、计算机等向移动机器人发出的,此外,移动指令还可以是由用户通过触控移动机器人上的按键所触发的,以使得移动机器人确定接收到移动指令,并且能够向着目的地移动。应当想到的是,若移动机器人内部存储的程序设定了在预设时刻进行移动,也可认为是移动机器人接收到了移动指令。
可以理解的是,若移动指令中携带有目的地信息,移动机器人可根据目的地规划行程,即进行路径规划,以确定行进路径。可以想到的是,若移动指令中不携带目的地信息,移动机器人对所在区域进行完全遍历路径规划即可,例如,对于清洁机器人来说,其作业任务是清扫房间,因此,在房间所在区域内完整行走一遍即可。需要说明的是,对于移动机器人的路径规划的算法,可以参照相关技术中相关算法,对此本申请不做限定。
步骤S220、根据行进路径,向目的地移动并在移动过程中对行进路径进行障碍物检测。
在确定行进路径后,移动机器人可控制行走机构以沿着行进路径向路径的目的地移动。当然,在移动的过程中,移动机器人还会结合激光雷达对行进路径进行障碍物检测,例如,通过激光雷达反馈的点云数据,移动机器人上的处理器可对点云数据进行处理,以确定在移动机器人的周边环境中是否存在障碍物,而在存在障碍物的情况下,确定障碍物大小、距离等信息,以便于移动机器人进行避障操作。
步骤S230、当在行进路径上存在障碍物,重新规划行程以确定避障路径。
对于行进路径上存在障碍物的情况,移动机器人需要重新规划行程,以避开障碍物,即移动机器人会规划出一条躲避障碍物的避障路径。可以理解的是,在行进路径上出现障碍物时,即移动机器人的行进方向出现障碍物,相应地,移动机器人可进行变向操作,例如向左转、向右转或向后退等,使得移动机器人进入避障路径,进而重新移动并且避开障碍物。
步骤S240、若在沿避障路径移动的过程中确定输出变向指令,则控制转动机构将反光镜向变向指令对应的方向移动,以对补盲区域进行障碍物检测。
可以理解的是,移动机器人可通过输出变向指令,以使得行走机构进行变向,进而使得移动机器人实现上述的变向操作。在沿着避障路径移动过程中,移动机器人确定需要变向后,移动机器人向转动机构发送转动指令,以使得转动机构动作并将反光镜向着变向指令对应的方向移动,以便于对补盲区域进行障碍物检测。其中,补盲区域为反光镜反射的激光所探测的区域。应当想到的是,障碍物检测在移动机器人移动的过程中是不断进行的,以避免移动机器人碰撞到障碍物。
示例性的,若是移动机器人需要向左变向,即移动机器人输出向左变向的变向指令,则移动机器人还会控制转动机构使反光镜向移动机器人的左侧移动,以对移动机器人左侧的雷达盲区进行补盲,即使得激光雷达发射的激光能够反射至移动机器人左侧的雷达盲区,使得其中的部分区域变为可探测的区域,从而探测是否存在障碍物,避免因存在障碍物而影响变向操作。
步骤S250、基于对补盲区域的检测结果,确定是否进行转向,以继续向目的地移动。
同样的,基于激光雷达反馈的对应补盲区域的点云数据,移动机器人的处理器可对点云数据进行处理,以确定在补盲区域中是否存在障碍物,进而生成检测结果。移动机器人可根据检测结果确定是否进行转向。可以想到的是,对于补盲区域不存在障碍物的情况,移动机器人继续进行变向操作,进而向目的地继续移动;而对于补盲区域存在障碍物的情况,移动机器人停止转向,进而重新规划避障路径。
由上述方案可知,在移动过程中,移动机器人能够根据移动的变化输出相应的指令来调节反光镜的位置,将激光雷达发射的激光反射至探测区域,使得雷达盲区中的部分区域成为可探测的区域,有效地实现了对雷达盲区的补盲,以更好地进行障碍物检测以及导航定位。
在一些实施例中,在移动机器人沿着行进路径行进的过程中,移动机器对转动机构进行控制,以协助进行障碍物检测,图3为本申请一实施例提供的移动过程中进行障碍物检测的步骤流程图,如图所示,本申请的移动避障方法还包括如下步骤:
步骤S310、基于沿行进路径的前进指令,向转动机构发送第一转动指令,以将反光镜移动至激光雷达的后方。
步骤S320、根据对行进路径上的检测结果,确定行进路径上是否存在障碍物。
可以理解的是,移动机器人可向行走机构输出前进指令,以使得移动机器人按照行进路径前进,同时,处理器还可向转动机构发送第一转动指令,该第一转动指令用于控制转动机构将反光镜转动至激光雷达的后方。
例如,转动机构包括转动电机和臂杆,处理器可获悉臂杆当前在转动平面上所处的角度,该角度关联于反光镜所处位置,而且转动平面为从移动机器人上方俯视移动机器人时所对应的平面。可以想到的是,以移动机器人的前进方向为前方,相应地,激光雷达的后方所对应的方向在转动平面上同样对应一个角度,因此,根据上述转动前后的两个角度的差值,处理器输出第一转动指令。
而且,当反光镜移动至激光雷达的后方,反光镜将不会遮挡激光雷达对移动机器人前方路况的探测,以便于移动机器人对行进路径进行检测,并且移动机器人根据检测结果确定在行进路径上是否存在障碍物。
因此,在前进时,移动机器人将反光镜移动至后方,以避免反光镜遮挡激光雷达向前方发射激光雷达的情况发生,而且还不断地检测是否存在障碍物,以确保移动机器人顺畅通行。
在一实施例中,在移动机器人变向的过程中,移动机器人需要对变向指令进行响应并调节反光镜的位置,如图4所示,图4为本申请一实施例提供的移动机器人响应变向指令的步骤流程图,本申请的移动避障方法还包括如下步骤:
步骤S410、当存在变向指令,基于变向指令对应的方向,确定目标角度。
步骤S420、获取当前的初始角度,并基于目标角度确定目标角度与初始角度的角度差值。
步骤S430、根据角度差值,向转动机构发送第二转动指令,以将反光镜移动至目标位置。
可以理解的是,在移动机器人中还设置有绝对式编码器,如绝对式编码器设置支撑架上,该绝对式编码器可用于检测转动机构带动反光镜的转动角度。对于变向指令,其对应于一个转动方向,而且该转动方向同样对应于一个目标角度,因此,移动机器人可以通过绝对式编码器获取转动机构中的转动电机当前所在的角度,进而确定反光镜当前的初始角度。在获取到反光镜当前的初始角度,移动机器人可确定目标角度与初始角度的角度差值,进而向转动机构发送第二转动指令,使得转动机构将反光镜移动至目标位置,目标位置为激光雷达通过反光镜探测补盲区域时反光镜的所在位置。
可以想到的是,不同的变向指令对应的补盲区域不同,如,对于向左转的变向指令,其对应的补盲区域位于移动机器人的左侧;对于向右转的变向指令,其对应的补盲区域位于移动机器人的右侧。
因此,移动机器人在变向过程中通过移动反光镜的位置,使得反光镜能够将激光反射至变向侧,进而扩大了对变向侧的探测范围,有效地减少了雷达盲区,移动机器人能够更准确地检测到变向侧的障碍物,有助于移动机器人进行避障。
在一些实施例中,在移动机器人上设置有角度调节机构的情况下,移动机器人还可以根据探测需求控制角度调节机构,以调节反光镜,移动探测区域,更好地进行导航和避障。
具体地,移动机器人需要对同一侧的其他区域进行探测时,移动机器人输出相应的补盲调节指令,移动机器人响应于对补盲区域的补盲调节指令,对角度调节机构输出倾角调节指令,以将反光镜倾斜至目标倾斜角。
可以想到的是,反光镜倾斜的过程中,激光雷达发射的激光会随着反光镜的倾斜而被反射至对应的区域,即该区域是随着反光镜的倾斜而移动的,因此,通过调节反光镜的倾斜角度即可调节反光镜的探测区域所探测的位置,移动机器人能够灵活地调整探测区域,有助于移动机器人对障碍物的探测。
图5为本申请一实施例提供的探测区域示意图,如图所示,移动机器人的周侧存在相应的雷达盲区,即移动机器人的激光雷达无法直接照射的区域。导航避障装置能够通过反光镜将激光雷达发射的激光反射至探测区域,可以想到的是,移动机器人可以通过控制导航避障装置上的转动机构或者调节反光镜的倾斜角度,以移动探测区域。移动机器人通过将探测区域移动至雷达盲区中,即可使得该部分区域成为可探测的区域,减少了雷达盲区的面积。
其中图5所示探测区域对应于移动机器人向左变向时探测区域所在的位置,可以理解的是,当移动机器人需要向左变向时,移动机器人将反光镜移动至左侧,以使得反光镜能够将激光雷达发射的激光反射至左侧的雷达盲区中,即探测区域移动至左侧的雷达盲区中,从而对左侧的雷达盲区进行补盲,移动机器人能够通过激光雷达对探测区域进行障碍物的探测,以避免在变向的过程中碰撞到障碍物。
图6为本申请一实施例提供的移动机器人的结构示意图,该设备用于执行如上述实施例提供的移动避障方法,并具备执行方法相应的功能模块和有益效果。该移动机器人包括如上述实施例提供的导航避障装置,此外如图所示,其还包括处理器601、存储器602、输入装置603和输出装置604。移动机器人中处理器601的数量可以是一个或多个,图中以一个处理器601为例;处理器601、存储器602、输入装置603和输出装置604可以通过总线或其他方式连接,图中以通过总线连接为例。存储器602作为一种计算机可读的存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块,如本申请实施例中的移动避障方法对应的程序指令/模块。处理器601通过运行存储在存储器602中的软件程序、指令以及模块,从而执行相应的各种功能应用以及数据处理,即实现上述的移动避障方法。
存储器602可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据使用过程中所记录或创建的数据等。此外,存储器602可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
输入装置603可用于向处理器601输入相应的数字或字符信息,以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入;输出装置604可用于发送或显示与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输出。
本申请实施例还提供一种存储有计算机可执行指令的存储介质,计算机可执行指令在由处理器执行时用于执行本申请任一实施例提供的移动避障方法中的相关操作。
计算机可读的存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
注意,上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本申请不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明,但是本申请不仅仅限于以上实施例,在不脱离本申请构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种导航避障装置,应用于移动机器人,所述移动机器人包括机器本体和处理器,其特征在于,所述导航避障装置包括:
支撑架,所述支撑架设置在所述机器本体的顶部;
激光雷达,所述激光雷达设置在所述支撑架上,且所述激光雷达用于进行激光定位和障碍探测;
转动机构,所述转动机构设置于所述支撑架上,所述转动机构用于根据所述处理器的控制指令转动;
反光镜,所述反光镜与所述转动结构连接,且所述反光镜用于将所述激光雷达发射的激光反射至探测区域,所述探测区域为所述激光雷达的出光方向对应的照射范围之外的区域。
2.根据权利要求1所述的导航避障装置,其特征在于,所述转动机构包括:
转动电机,所述转动电机安装在所述支撑架上;
臂杆,所述臂杆的一端连接所述转动电机,所述臂杆的另一端连接所述反光镜,所述臂杆用于带动所述反光镜移动。
3.根据权利要求1或2所述的导航避障装置,其特征在于,还包括:
角度调节机构,所述角度调节机构设置在所述转动机构与所述反光镜之间,所述角度调节机构用于调节所述反光镜的倾斜角度,所述倾斜角度为所述反光镜的镜面平面与水平方向的夹角。
4.根据权利要求3所述的导航避障装置,其特征在于,所述反光镜的倾斜角度为45°。
5.一种移动避障方法,其特征在于,应用于移动机器人,所述移动机器人包括如权利要求1-4任一项所述的导航避障装置,所述方法包括:
根据接收到的移动指令,规划行程以确定行进路径;
根据所述行进路径,向目的地移动并在移动过程中对所述行进路径进行障碍物检测;
当在所述行进路径上存在障碍物,重新规划行程以确定避障路径;
若在沿避障路径移动的过程中确定输出变向指令,则控制转动机构将反光镜向所述变向指令对应的方向移动,以对补盲区域进行障碍物检测,所述补盲区域为所述反光镜反射的激光所探测的区域;
基于对所述补盲区域的检测结果,确定是否进行转向,以继续向所述目的地移动。
6.根据权利要求5所述的移动避障方法,其特征在于,所述根据所述行进路径,向目的地移动并在移动过程中对所述行进路径进行障碍物检测包括:
基于沿所述行进路径的前进指令,向所述转动机构发送第一转动指令,以将所述反光镜移动至所述激光雷达的后方;
根据对所述行进路径上的检测结果,确定所述行进路径上是否存在障碍物。
7.根据权利要求5所述的移动避障方法,其特征在于,所述移动机器人还包括绝对式编码器,所述绝对式编码器用于检测所述转动机构带动所述反光镜的转动角度;
所述若在沿避障路径移动的过程中确定输出变向指令,则控制转动机构将反光镜向所述变向指令对应的方向移动,以对补盲区域进行障碍物检测包括:
当存在所述变向指令,基于所述变向指令对应的方向,确定目标角度;
获取当前的初始角度,并基于所述目标角度确定所述目标角度与所述初始角度的角度差值;
根据所述角度差值,向所述转动机构发送第二转动指令,以将所述反光镜移动至目标位置,所述目标位置为激光雷达通过所述反光镜探测所述补盲区域时所述反光镜的所在位置。
8.根据权利要求5所述的移动避障方法,其特征在于,在所述移动机器人设置有角度调节机构的情况下,所述方法还包括:
响应于对所述补盲区域的补盲调节指令,向所述角度调节机构发送倾角调节指令,以将所述反光镜倾斜至目标倾斜角。
9.一种移动机器人,其特征在于,所述移动机器人包括:
如权利要求1-4任一项所述的导航避障装置;
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序;
当一个或多个所述程序被一个或多个所述处理器执行,一个或多个所述处理器实现如权利要求5至8中任一项所述的移动避障方法。
10.一种存储计算机可执行指令的存储介质,其特征在于,所述计算机可执行指令在由处理器执行时用于执行如权利要求5至8中任一项所述的移动避障方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112068150A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-11 | 上海禾赛科技股份有限公司 | 激光雷达和测距方法 |
CN213876030U (zh) * | 2020-12-09 | 2021-08-03 | 江西赛特智能科技有限公司 | 一种无人驾驶机器人 |
US20210239799A1 (en) * | 2020-02-05 | 2021-08-05 | Caterpillar Inc. | Method and system for detecting an obstacle |
KR20220050483A (ko) * | 2020-10-16 | 2022-04-25 | 주식회사 한화 | 무인 반송 차량의 위치 인식 장치 및 방법 |
CN114529539A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-24 | 广州赛特智能科技有限公司 | 无人设备路面障碍检测方法、装置、无人设备及存储介质 |
CN115421159A (zh) * | 2021-05-12 | 2022-12-02 | 灵动科技(北京)有限公司 | 多线扫描装置及自主行走设备 |
US20230119371A1 (en) * | 2020-08-28 | 2023-04-20 | Hesai Technology Co., Ltd. | Lidar and ranging method |
-
2023
- 2023-05-30 CN CN202310630116.2A patent/CN116819565A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210239799A1 (en) * | 2020-02-05 | 2021-08-05 | Caterpillar Inc. | Method and system for detecting an obstacle |
CN112068150A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-11 | 上海禾赛科技股份有限公司 | 激光雷达和测距方法 |
US20230119371A1 (en) * | 2020-08-28 | 2023-04-20 | Hesai Technology Co., Ltd. | Lidar and ranging method |
KR20220050483A (ko) * | 2020-10-16 | 2022-04-25 | 주식회사 한화 | 무인 반송 차량의 위치 인식 장치 및 방법 |
CN213876030U (zh) * | 2020-12-09 | 2021-08-03 | 江西赛特智能科技有限公司 | 一种无人驾驶机器人 |
CN115421159A (zh) * | 2021-05-12 | 2022-12-02 | 灵动科技(北京)有限公司 | 多线扫描装置及自主行走设备 |
CN114529539A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-24 | 广州赛特智能科技有限公司 | 无人设备路面障碍检测方法、装置、无人设备及存储介质 |
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