CN117311332A - 机器人的移动控制方法和装置、清洁设备及电子装置 - Google Patents
机器人的移动控制方法和装置、清洁设备及电子装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117311332A CN117311332A CN202210688855.2A CN202210688855A CN117311332A CN 117311332 A CN117311332 A CN 117311332A CN 202210688855 A CN202210688855 A CN 202210688855A CN 117311332 A CN117311332 A CN 117311332A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- height value
- point
- position point
- mobile robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 152
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 43
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 26
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 15
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 8
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 10
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 2
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 2
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000009193 crawling Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本申请提供了一种机器人的移动控制方法和装置、清洁设备及电子装置,上述方法包括:通过第一传感器检测所述第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,所述第一传感器为移动机器人上的测距传感器,所述第一位置点为反射所述第一传感器发射的测距信号的位置点;根据所述第一传感器的传感器位置和所述第一检测距离,确定所述第一位置点的第一高度值;根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制,通过本申请,解决了相关技术中通过构建可通行地图对机器人进行移动控制的方式存在由于目标检测准确低导致的移动控制的安全性差的问题。
Description
【技术领域】
本申请涉及智能家居领域,具体而言,涉及一种机器人的移动控制方法和装置、清洁设备及电子装置。
【背景技术】
目前,移动机器人(例如,四足机器人)可以在复杂地形中进行移动。为了避免由于地形落差较大导致机器人发生跌落或者被困的情况,可以通过深度相机或激光雷达等探知前方地形,对地形进行评估构建可通行地图。基于前方位置的可通行性间接实现目标检测,例如,“悬崖”检测、障碍物检测等,从而基于检测结果控制机器人的移动。
然而,通过构建可通行地图进行机器人移动控制方式,进行可通行地图构建所需的算力大,实时性差、且成本高。并且,由于地图构建的偏差,目标检测的准确性低,依然存在机器人发生跌落或者被困的风险。
由此可见,相关技术中基于构建的可通行地图对机器人进行移动控制的方式,存在由于目标检测准确性低导致的移动控制的安全性差的问题。
【发明内容】
本申请的目的在于提供一种机器人的移动控制方法和装置、清洁设备及电子装置,以至少解决相关技术中基于构建的可通行地图对机器人进行移动控制的方式存在由于目标检测的准确性低导致的移动控制的安全性差的问题。
本申请的目的是通过以下技术方案实现:
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种机器人的移动控制方法,包括:通过第一传感器检测所述第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,所述第一传感器为移动机器人上的测距传感器,所述第一位置点为反射所述第一传感器发射的测距信号的位置点;根据所述第一传感器的传感器位置和所述第一检测距离,确定所述第一位置点的第一高度值;根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制。
在一个示例性实施例中,所述根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制,包括:在所述第一高度值与所述参考高度值的差值位于预设高度差范围内的情况下,控制所述移动机器人沿着第一方向移动,其中,所述第一方向是经过所述第一位置点的方向;在所述第一高度值与所述参考高度值的差值位于预设高度差范围以外的情况下,控制所述移动机器人沿着第二方向移动,其中,所述第二方向是绕开所述第一位置点的方向。
在一个示例性实施例中,在所述控制所述移动机器人沿着第二方向移动之前,所述方法还包括:通过第二传感器检测所述第二传感器与第二位置点之间的第二检测距离,其中,所述第二传感器为所述移动机器人上、与所述第一传感器呈目标夹角的测距传感器,所述第二位置点为反射所述第二传感器发射的测距信号的位置点;根据所述第二传感器的传感器位置和所述第二检测距离,确定所述第二位置点的第二高度值;在所述第二高度值与所述参考高度值的差值位于所述预设高度差范围内的情况下,将与所述第二位置点对应的方向,确定为所述第二方向。
在一个示例性实施例中,所述通过第一传感器检测所述第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,包括以下至少之一:使用多个单点测距传感器检测所述多个单点测距传感器与多个位置点之间的距离,得到多个检测距离,其中,所述多个单点测距传感器与所述多个位置点一一对应,所述第一传感器包括所述多个单点测距传感器,所述第一位置点包括所述多个位置点,所述第一检测距离包括所述多个检测距离;使用平面测距传感器检测所述平面测距传感器与一组位置点之间的距离,得到一组检测距离,其中,所述第一传感器包括所述平面测距传感器,所述第一位置点包括所述一组位置点,所述第一检测距离包括所述一组检测距离。
在一个示例性实施例中,在所述根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制之前,所述方法还包括:在检测到所述移动机器人启动的情况下,通过所述第一传感器检测所述第一传感器与第三位置点之间的第三检测距离,其中,所述第三位置点为反射所述第一传感器发射的测距信号的位置点;根据所述第一传感器的传感器位置和所述第三检测距离,确定所述第三位置点的第三高度值,其中,所述参考高度值为所述第三高度值。
在一个示例性实施例中,在所述根据所述第一传感器的传感器位置和所述第一检测距离,确定所述第一位置点的第一高度值之前,所述方法还包括:获取所述移动机器人上的关节电机编码器的编码器信息以及所述移动机器人上的惯性测量单元所输出的测量信息;对所述关节电机编码器的编码器信息与所述惯性测量单元所输出的测量信息进行信息融合,得到所述移动机器人的质心位置;根据所述第一传感器与所述移动机器人的质心位置之间的相对位置关系,确定出所述第一传感器的传感器位置。
在一个示例性实施例中,所述第一传感器的传感器位置为所述第一传感器在所述移动机器人的里程计坐标系中的坐标位置;在所述根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制之前,所述方法还包括:根据所述第一检测距离,确定所述第一位置点在所述第一传感器的传感器坐标系下的第一坐标位置;根据所述第一传感器位置,确定所述传感器坐标系与所述里程计坐标系的坐标变换矩阵;使用所述坐标变换矩阵对所述第一坐标位置进行坐标变换,得到第二坐标位置,其中,所述第一高度值为所述第二坐标位置中与预设坐标轴对应的坐标值。
根据本申请实施例的另一个方面,还提供了一种机器人的移动控制装置,包括:第一检测单元,用于通过第一传感器检测所述第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,所述第一传感器为移动机器人上的测距传感器,所述第一位置点为反射所述第一传感器发射的测距信号的位置点;第一确定单元,用于根据所述第一传感器的传感器位置和所述第一检测距离,确定所述第一位置点的第一高度值;控制单元,用于根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制。
在一个示例性实施例中,所述控制单元包括:第一控制模块,用于在所述第一高度值与所述参考高度值的差值位于预设高度差范围内的情况下,控制所述移动机器人沿着第一方向移动,其中,所述第一方向是经过所述第一位置点的方向;第二控制模块,用于在所述第一高度值与所述参考高度值的差值位于预设高度差范围以外的情况下,控制所述移动机器人沿着第二方向移动,其中,所述第二方向是绕开所述第一位置点的方向。
在一个示例性实施例中,所述装置还包括:第二检测单元,用于在所述控制所述移动机器人沿着第二方向移动之前,通过第二传感器检测所述第二传感器与第二位置点之间的第二检测距离,其中,所述第二传感器为所述移动机器人上、与所述第一传感器呈目标夹角的测距传感器,所述第二位置点为反射所述第二传感器发射的测距信号的位置点;第二确定单元,用于根据所述第二传感器的传感器位置和所述第二检测距离,确定所述第二位置点的第二高度值;第三确定单元,用于在所述第二高度值与所述参考高度值的差值位于所述预设高度差范围内的情况下,将与所述第二位置点对应的方向,确定为所述第二方向。
在一个示例性实施例中,所述第一检测单元包括以下至少之一:第一检测模块,用于使用多个单点测距传感器检测所述多个单点测距传感器与多个位置点之间的距离,得到多个检测距离,其中,所述多个单点测距传感器与所述多个位置点一一对应,所述第一传感器包括所述多个单点测距传感器,所述第一位置点包括所述多个位置点,所述第一检测距离包括所述多个检测距离;第二检测模块,用于使用平面测距传感器检测所述平面测距传感器与一组位置点之间的距离,得到一组检测距离,其中,所述第一传感器包括所述平面测距传感器,所述第一位置点包括所述一组位置点,所述第一检测距离包括所述一组检测距离。
在一个示例性实施例中,所述装置还包括:第三检测单元,用于在所述根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制之前,在检测到所述移动机器人启动的情况下,通过所述第一传感器检测所述第一传感器与第三位置点之间的第三检测距离,其中,所述第三位置点为反射所述第一传感器发射的测距信号的位置点;第四确定单元,用于根据所述第一传感器的传感器位置和所述第三检测距离,确定所述第三位置点的第三高度值,其中,所述参考高度值为所述第三高度值。
在一个示例性实施例中,所述装置还包括:获取单元,用于在所述根据所述第一传感器的传感器位置和所述第一检测距离,确定所述第一位置点的第一高度值之前,获取所述移动机器人上的关节电机编码器的编码器信息以及所述移动机器人上的惯性测量单元所输出的测量信息;融合单元,用于对所述关节电机编码器的编码器信息与所述惯性测量单元所输出的测量信息进行信息融合,得到所述移动机器人的质心位置;第五确定单元,用于根据所述第一传感器与所述移动机器人的质心位置之间的相对位置关系,确定出所述第一传感器的传感器位置。
在一个示例性实施例中,所述第一传感器的传感器位置为所述第一传感器在所述移动机器人的里程计坐标系中的坐标位置;所述装置还包括:第六确定单元,用于在所述根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制之前,根据所述第一检测距离,确定所述第一位置点在所述第一传感器的传感器坐标系下的第一坐标位置;第七确定单元,用于根据所述第一传感器位置,确定所述传感器坐标系与所述里程计坐标系的坐标变换矩阵;变换单元,用于使用所述坐标变换矩阵对所述第一坐标位置进行坐标变换,得到第二坐标位置,其中,所述第一高度值为所述第二坐标位置中与预设坐标轴对应的坐标值。
根据本申请实施例的又一方面,还提供了一种计算机可读的存储介质,该计算机可读的存储介质中存储有计算机程序,其中,该计算机程序被设置为运行时执行上述机器人的移动控制方法。
根据本申请实施例的又一方面,还提供了一种电子装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其中,上述处理器通过计算机程序执行上述的机器人的移动控制方法。
在本申请实施例中,采用将测距传感器检测到的测距传感器与测距位置点之间的距离转换为测距位置点的高度值的方式,通过第一传感器检测第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,第一传感器为移动机器人上的测距传感器,第一位置点为反射第一传感器发射的测距信号的位置点;根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值;根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制,由于基于测距位置点的高度值和参考高度值,可以确定测距位置点的高度值的变化,而测距位置点的高度值的变化可以准确地反映出检测目标的类型(例如,悬崖,高度值多大的障碍物等),从而可以实现提高目标检测的准确性的目的,达到提升机器人移动控制的安全性的技术效果,进而解决了相关技术中基于构建的可通行地图对机器人进行移动控制的方式存在由于目标检测的准确性低导致的移动控制的安全性差的问题。
【附图说明】
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
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地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,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是根据本申请实施例的一种可选的机器人的移动控制方法的硬件环境的示意图;
图2是根据本申请实施例的一种可选的机器人的移动控制方法的流程示意图;
图3是根据本申请实施例的一种可选的测距传感器布局方式的示意图;
图4是根据本申请实施例的另一种可选的测距传感器布局方式的示意图;
图5是根据本申请实施例的又一种可选的测距传感器布局方式的示意图;
图6是根据本申请实施例的一种可选的机体坐标系系统的示意图;
图7是根据本申请实施例的一种可选的目标检测的示意图;
图8是根据本申请实施例的一种可选的坐标变换的示意图;
图9是根据本申请实施例的一种可选的机器人的移动控制装置的结构框图;
图10是根据本申请实施例的一种可选的电子装置的结构框图。
【具体实施方式】
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。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种机器人的移动控制方法。可选地,在本实施例中,上述机器人的移动控制方法可以应用于如图1所示的由机器人102、基站104和服务器云平台106所构成的硬件环境中。如图1所示,机器人102可以通过网络与基站104和/或服务器云平台106进行连接,以实现机器人102与基站104和/或服务器云平台106之间的交互。
上述网络可以包括但不限于以下至少之一:有线网络,无线网络。上述有线网络可以包括但不限于以下至少之一:广域网,城域网,局域网,上述无线网络可以包括但不限于以下至少之一:WIFI(Wireless Fidelity,无线保真),蓝牙,红外。机器人102与基站104和/或云平台106进行通信所使用的网络与基站104与云平台106进行通信所使用的网络可以是相同的,也可以是不同的。机器人102可以包括但不限于:清洁机器人,配送机器人等。
本申请实施例的机器人的移动控制方法可以由机器人102、基站104或者云平台106单独来执行,也可以由机器人102、基站104和云平台106中的至少两个共同执行。其中,机器人102或者基站104执行本申请实施例的机器人的移动控制方法也可以是由安装在其上的客户端来执行。
以由机器人102来执行本实施例中的机器人的移动控制方法为例,图2是根据本申请实施例的一种可选的机器人的移动控制方法的流程示意图,如图2所示,该方法的流程可以包括以下步骤:
步骤S202,通过第一传感器检测第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,第一传感器为移动机器人上的测距传感器,第一位置点为反射第一传感器发射的测距信号的位置点。
本实施例中的机器人的移动控制方法可以应用于在机器人移动的过程中进行目标检测、并基于检测到的目标对机器人进行移动控制的场景。上述机器人可以是清洁机器人、配送机器人或者其他可移动的机器人,其中,清洁机器人可以是扫地机器人、洗地机器人或者其他具备清洁功能的机器人,配送机器人可以是送餐机器人、物品配送机器人或者其他的配送机器人。此外,从形态上进行区分,上述的机器人也可以是仿生机器人,例如,四足机器人、爬行机器人等。本实施例中对于机器人的类型不做限定。
以腿足式机器人为例,腿足式机器人(例如,四足机器人)可以在崎岖地形上进行安全移动。然而,面对极端地形(例如,落差很大的台阶等“悬崖”地形),腿足式机器人仍然存在由于目标检测不准确出现跌落等情况。为了检测“悬崖”等危险目标,可以用深度相机或激光雷达等探知前方地形,对地形进行评估构建可通行地图,从而间接实现目标检测。但是,上述目标检测的方式,其算力消耗大、实时性差、且成本高。
为了至少部分解决上述技术问题,本实施例中提供了一种利用测距传感器结合特定的检测算法来感知“悬崖”等地形,降低机器人发生跌落的风险,进而提高了机器人运行的安全性。这里,测距传感器可以是能够直接输出距离数据的传感器,其可以作为检测地面是否出现悬崖的传感器。
在本实施例中,对于移动机器人(即,机器人102)上可以安装有测距传感器,安装的测距传感器的数量可以为一个或多个。测距传感器可以是单点测距传感器,例如,红外线单点测距传感器、单点TOF(Time of Flight,飞行时间)等,也可以是2D(即,2维)平面测距传感器,例如,2D单线激光雷达等。测距传感器的安装及布局可以根据需要进行配置,例如,可以在机器人身体前方(比如,头或肩部位置)安装两个单点测距传感器,以实现对机器人的两只脚前方的地面同时进行检测,也可以是在机器人身体前方安装一个2D平面测距传感器,还可以组合安装两种测距传感器。此外,可以在机器人侧面及其他位置安装测距传感器,以方便控制机器人进行横向行走。
例如,对于四足机器狗,测距传感器在四足机器狗上的布局方式可以有两种,如图3所示。区别于轮式机器人,四足机器狗更关注未来若干步的可踩落脚点地面的安全通过性。因此,如果选择单点测距传感器,可以在机器狗身体前方(机器狗的头部位置或肩部位置)安装2个单点测距传感器,以实现对两只脚前方地面的同时检测,且传感器要在yaw(偏航角)方向呈一定的偏移角度,以保证测距传感器发射的光线终点在地面上的交点刚好落在足端正前方直线上。
如果使用的是2D平面测距传感器,那么可在测距FOV(Field of View,视场角)角度足够覆盖机身宽度(即,左右两个足端)的前提下,可以只安装1个测距传感器,如图4所示。
比较而言,2D平面测距传感器能够完整覆盖机器狗前进方向横线区域的地面检测,所需的处理资源更多,而单点测距传感器则成本更低,所需的处理资源更少,但覆盖范围较小。可以根据需要选择安装单点测距传感器或者平面测距传感器,本实施例中对此不作限定。
这里,使用上述两类传感器进行任意组合可以产生新的布局方案,再考虑到四足机器狗能够横向运动,为保证横向行走安全,可以在侧面安装测距传感器,图5示出了传感器组合布局的几种示例。
对于移动机器人上的第一传感器,其可以是安装在移动机器人前方的测距传感器(这里,前、后是基于移动机器人的结构而言的,不是移动方向的前后),第一传感器可以检测第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离。比如,第一传感器可以向探测空间发射第一测距信号,并接收由第一位置点反射回来的第一反射信号,从而可以根据第一测距信号和第一反射信号,确定第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离。
这里,第一传感器是单点测距传感器中的红外线单点测距传感器、单点TOF等,或者,2D平面测距传感器中的2D单线激光雷达等。为了便于第一传感器对机器人行进方向的前方地面上的位置点进行检测,第一传感器可以与机体平面呈一定俯仰角向下安装。第一位置点可以是反射第一传感器发射的测距信号的位置点,其可以包含一个位置点,也可以包含多个位置点,第一传感器与第一位置点可以是一一对应的关系,也可以是一对多的关系,还可以是其他关系,本实施例中对此不作限定。这里,单点测距传感器和2D平面测距传感器是按照测距覆盖范围来划分,前者只能测得到一个点的距离值,后者可以测得到一条线段上的多个离散点的距离值。
第一测距信号作为测量位置点与第一传感器之间的距离的信号,可以为红外线测距传感器发送的红外线信号,也可以为激光测距传感器发送的激光脉冲信号。第一测距信号可以由第一传感器发送至第一位置点,并被第一位置点反射回第一传感器。第一传感器接收到反射回的第一测距信号(即,第一反射信号)之后,可以根据反射回的时间或信号强度,确定第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离。第一检测距离可以是第一传感器检测到的、第一传感器与第一位置点之间的距离。
可选地,机器人安装的第一传感器是红外线测距传感器时,红外线测距传感器可以利用包含测距信号的红外信号遇到障碍物距离的不同,反射的强度也不同的原理,进行位置点远近的检测。红外测距传感器可以有一对红外信号发射与接收二极管,其中,发射管可以发射特定频率的红外信号,接收管可以接收这种频率的红外信号。当红外的检测方向遇到位置点时,红外信号可以被反射回来,并被接收管接收。经过处理之后,包含测距信号的红外信号可以通过数字传感器接口返回到机器人主机。机器人即可利用红外的返回信号来检测第一传感器与第一位置点之间的距离,得到第一检测距离。
可选地,机器人安装的第一传感器是激光测距传感器时,激光测距传感器的激光二极管可以对准位置点发射激光脉冲,激光脉冲可以包含有测距信号。经位置点反射后激光可以向各方向散射。部分散射光可以返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。这里的雪崩光电二极管可以是一种内部具有放大功能的光学传感器,可以检测极其微弱的光信号。通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,可以检测第一传感器与第一位置点之间的距离,确定第一检测距离。
步骤S204,根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值。
在本实施例中,在得到第一检测距离之后,可以基于第一检测距离确定第一位置点的高度值,即,第一高度值。第一测距信号是第一传感器在一定位姿状态下发射的,因此,第一检测距离会受到第一位置点的高度值和第一传感器的传感器位姿的影响,可以根据第一传感器的传感器位姿和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值。这里,第一传感器的传感器位姿可以是第一传感器在地图坐标系下的位姿,也可以是第一传感器在移动机器人的里程计坐标系下的位姿,还可以是其他坐标系下的位姿,本实施例中对此不作限定。
考虑到如清洁机器人等移动机器人是在一个平面内移动的,第一传感器的传感器姿态可以是通过发射测距信号的角度等进行表示。因此,可以根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值。第一高度值可以是第一传感器与第一位置点之间的垂直高度的高度值,也可以是第一位置点相对于预设的参考点的高度。
例如,第一传感器的位置可以是第一传感器在移动机器人的里程计坐标系中的坐标位置。这里的里程计坐标系可以是一个世界固定坐标系,在里程计坐标系中移动机器人的姿态可以保证是连续的。里程计坐标系中的原点为移动机器人启动后默认站立状态下的机体质心在地面的投影位置。
步骤S206,根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制。
在本实施例中,可以根据确定的第一高度值和第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制。参考高度值可以是移动机器人在初始站立状态下所测得的、第一传感器相对于移动机器人所在平面上的任一点的高度值。在处于高度值与参考高度值之间的高度差在一定范围内的位置上时,移动机器人可以安全行走。
在另外的实施例中,参考高度值的获取方式可以有多种,例如,可以获取预设的参考高度值,在此情况下,参考高度值可以是基于经验预先设定的高度值,例如,系统默认高度值、由用户手动设定的高度值;又例如,获取在检测第一检测距离之前第一传感器所检测的上一个测距位置点的高度值,得到参考高度值;再例如,可以将第一传感器所检测到的指定范围内的多个测距位置点的平均高度值,确定为参考高度值,这里的指定范围可以是在移动机器人对应的区域地图中的指定区域范围。
在本实施例中,可以设置第一高度值和第一传感器的参考高度值与移动机器人移动控制方式的对应关系,比如,在高度差值满足一定条件时,移动机器人可以继续保持原方向移动。在高度差值不满足一定条件时,则判定检测到悬崖或突出障碍物等不可通过或者不可跨越的目标,可以控制机器人转动方向,绕开前方位置点。
通过步骤S202至步骤S206,通过第一传感器检测第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,第一传感器为移动机器人上的测距传感器,第一位置点为反射第一传感器发射的测距信号的位置点;根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值;根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制,解决了相关技术中基于构建的可通行地图对机器人进行移动控制的方式存在由于目标检测的准确性低导致的移动控制的安全性差的问题,提高了机器人移动控制的安全性。
在一个示例性实施例中,根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制,包括:
S11,在第一高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围内的情况下,控制移动机器人沿着第一方向移动,其中,第一方向是经过第一位置点的方向;
S12,在第一高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围以外的情况下,控制移动机器人沿着第二方向移动,其中,第二方向是绕开第一位置点的方向。
在本实施例中,可以设置检测到的测距位置点的高度值和参考高度值之间的差值与移动机器人移动控制方式之间的对应关系,并基于设置的对应关系确定移动机器人的行进方向。这里的对应关系可以是测距位置点的高度值与参考高度值的差值与移动机器人的行进方向之间的对应关系。例如,可以预先设置高度差范围,当测距位置点的高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围时,此时,测距位置点的高度值和参考高度值满足机器人保持行进方向的保持行进条件,可以控制移动机器人沿着原有行进方向进行移动。预设高度差范围可以是针对不同种类的位置点提前预设的、保证移动机器人可以安全行进的高度差范围。
可选地,在第一高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围内的情况下,可以判定移动机器人能够安全经过第一位置点,可以控制移动机器人沿着第一方向移动。这里,第一方向可以是经过第一位置点的方向,可以是与到达第一位置点之前的行动方向相同的方向。
可选地,在第一高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围以外的情况下,可以判定移动机器人在移动到第一位置点时,可能出现无法跨越或行走的情况,也可能出现摔倒、碰撞等情况。可以控制移动机器人沿着第二方向移动,这里,第二方向可以是绕开第一位置点的方向,可以是与第一方向不同的方向,即,与到达第一位置点前的行动方向不同的方向。
例如,测距位置点与参考位置点的高度差为z,则地面类型的判断依据与可通行性判定的方式如下:
依据1,如果z<0,说明测距位置点的高度低于地平面,判断为凹陷的悬崖类地形。如果z的绝对值超过预设值(ΔHconvex,例如,10cm,代表了四足机器狗能够安全跨越该类地形的最大能力值),那么可以判定为危险的不可通行地形(不可通行的悬崖地形),否则判定为安全的可通行地形。
依据2,如果z>0,说明测距位置点高度高于地平面,判定为凸出地面类地形。如果z超过预设值,那么可以判定为危险的不可通行地形(不可通行的凸起地形),否则判定为安全的可通行地形。
通过本实施例,根据位置点的高度值与参考值的差值与预设高度差阈值的关系控制移动机器人的行动方向,可以提高移动机器人移动的安全性。
在一个示例性实施例中,在控制移动机器人沿着第二方向移动之前,上述方法还包括:
S21,通过第二传感器检测第二传感器与第二位置点之间的第二检测距离,其中,第二传感器为移动机器人上、与第一传感器呈目标夹角的测距传感器,第二位置点为反射第二传感器发射的测距信号的位置点;
S22,根据第二传感器的传感器位置和第二检测距离,确定第二位置点的第二高度值;
S23,在第二高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围内的情况下,将与第二位置点对应的方向,确定为第二方向。
在第一高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围以外的情况下,可以调整移动机器人的移动方向。为了确定调整后的移动方向,可以对与第一方向不同的其他方向的测距位置点进行高度值检测,从而基于检测到的高度值确定测距位置点是否可以安全通过,如果可以安全通过,则可以将测距位置点所对应的方向,确定为调整后的移动方向。
在本实施例中,可以通过第二传感器检测第二传感器与第二位置点之间的第二检测距离。这里的第二传感器可以是安装在移动机器人上的测距传感器,第二传感器发射测距信号的方向与第一传感器发射测距信号的方向之间呈目标夹角,例如,安装在移动机器人侧面的测距传感器,从而可以检测与第一方向不同的其他方向上的测距位置点的高度值。第二传感器的类型可以与第一传感器相同,也可以不同。第二位置点可以是与第一方向不同的其他方向上的位置点,可以为反射第二传感器发射的测距信号的位置点。第二传感器发射的测距信号可以为第二测距信号,第二测距信号的反射信号可以为第二反射信号。
根据第二传感器的传感器位置和检测到的第二检测距离,可以确定第二位置点的第二高度值。第二传感器的传感器位置的含义与前述第一传感器的传感器位置的含义类似,检测第二位置点的高度值的方式与前述检测第一位置点的高度值的方式类似,在此不再赘述。
在得到第二高度值之后,可以第二高度值与参考高度值的差值,根据第二高度值和参考高度值的差值,判断所得到的差值是否位于预设高度值范围内。在第二高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围内的情况下,可以确定移动机器人能够安全经过第二位置点。此时,可将与第二位置点对应的方向,确定为移动机器人调整后的移动方向,即,第二方向。
通过本实施例,通过不同方向的测距传感器检测其他方向的测距位置点的高度值,从而基于检测到的测距位置点的高度值确定移动机器人调整后的移动方向,可以提高移动机器人移动控制的灵活性的准确性(不一定反方向移动,也可以调整到其他方向)。
在一个示例性实施例中,通过第一传感器检测第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,包括以下至少之一:
S31,使用多个单点测距传感器检测多个单点测距传感器与多个位置点之间的距离,得到多个检测距离,其中,多个单点测距传感器与多个位置点一一对应,第一传感器包括多个单点测距传感器,第一位置点包括多个位置点,第一检测距离包括多个检测距离;
S32,使用平面测距传感器检测平面测距传感器与一组位置点之间的距离,得到一组检测距离,其中,第一传感器包括平面测距传感器,第一位置点包括一组位置点,第一检测距离包括一组检测距离。
在本实施例中,第一传感器可以是多个单点测距传感器,也可以是一个平面测距传感器。不同类型的测距传感器,其所检测到的第一位置点所包含的位置点的数量可以是不同的。
作为一种可选的方式,第一传感器可以包括多个单点测距传感器,可以使用多个单点测距传感器分别对对应的测距位置点进行测距,得到每个单点测距传感器与对应的测距位置点之间的距离,这里的测距位置点为反射测距信号的位置点。对应地,第一位置点可以包括多个位置点,而多个单点测距传感器与多个位置点可以是一一对应的(多个位置点的数量不大于多个单点测距传感器的数量)。
可以使用每个单点测距传感器对测距方向(比如,当前移动方向)上的测距位置点发送测距信号,每个单点测距传感器可以对一个位置点发射测距信号并接收反射回的反射信号。通过多个单点测距传感器检测到的多个单点测距传感器与多个位置点之间的距离,可以得到多个检测距离。第一检测距离可以包括多个检测距离。
作为另一种可选的方式,第一传感器可以包括平面测距传感器,使用平面测距传感器对测距位置点进行测距时,平面测距传感器可以发送一组测距信号到一组位置点,第一位置点可以包括一组位置点。
可以使用平面测距传感器对第一方向的第一位置点发送一组测距信号,第一位置点可以包含一组位置点,每个位置点可以反射对应的一个测距信号,平面测距传感器通过接收到一组反射回的反射信号,可以检测平面测距传感器与一组位置点之间的距离,得到一组检测距离,这里,第一检测距离包括一组检测距离。
通过本实施例,通过不同类型的测距传感器检测传感器与对应的测距位置点之间的距离,可以提高移动机器人移动控制的灵活性。
在一个示例性实施例中,在根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制之前,上述方法还包括:
S41,在检测到移动机器人启动的情况下,通过第一传感器检测第一传感器与第三位置点之间的第三检测距离,其中,第三位置点为反射第一传感器发射的测距信号的位置点;
S42,根据第一传感器的传感器位置和第三检测距离,确定第三位置点的第三高度值,其中,参考高度值为第三高度值。
在本实施例中,参考位置点可以是在移动机器人启动时,第一传感器所检测到的测距位置点的高度值。例如,在移动机器人启动时,可以通过第一传感器检测在移动机器人处于初始站立状态下,第一传感器与测距位置点的高度值,并将其作为参考高度值。
在检测到移动机器人启动的情况下,可以通过第一传感器对第三位置点发送测距信号(比如,第三测距信号)。通过接收到第三位置点反射回的反射信号(比如,第三反射信号),第一传感器可以检测第一传感器与第三位置点之间的第三检测距离。第三位置点可以是反射第一传感器发射的第三测距信号的测距位置点,可以是与第一位置点、第二位置点不同的位置点。第三检测距离可以是第一传感器与第三位置点之间距离。
根据第一传感器的传感器位置和第三检测距离,可以确定第三位置点的第三高度值。前述的参考高度值可以为第三高度值。第三高度值的计算方式可以与前述第一高度值和第二高度值的计算方式类似,在此不再赘述。
例如,可以记录四足机器狗上电后默认初始站立状态下,测距传感器的测距位置点在odom坐标系(即,里程计坐标系)下的坐标,记为p_0(x,y,z)。由于地面为平面,因而,此时的高度值z为0,因而,确定了p_0(x,y,0)。这里,通过检测地面高度值变化来检测悬崖或者凸起障碍物,因此可以仅考虑测距位置点的高度值z即可。
通过本实施例,通过确定移动机器人在初始站立状态测距传感器所检测到的高度值,并将其作为参考高度值,可以提高判定地形是否可以通行的准确性。
在一个示例性实施例中,在根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值之前,上述方法还包括:
S51,获取移动机器人上的关节电机编码器的编码器信息以及移动机器人上的惯性测量单元所输出的测量信息;
S52,对关节电机编码器的编码器信息与惯性测量单元所输出的测量信息进行信息融合,得到移动机器人的质心位置;
S53,根据第一传感器与移动机器人的质心位置之间的相对位置关系,确定出第一传感器的传感器位置。
在本实施例中,为了确定移动机器人在运动过程中第一传感器的实时位置,可以在移动机器人的腿部关节处安装关节电机编码器,在移动机器人身上安装惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,简称为IMU)。通过确定移动机器人的质心实时位置,可以确定第一传感器的实时位置。这里的质心,可以是移动机器人的质量中心。
通过移动机器人身上安装的惯性测量单元,可以实时获取移动机器人姿态角、加速度等相关测量信息。惯性测量单元可以安装在移动机器人的重心上,可以包含三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺,分别测量移动机器人在三维空间中的角速度和加速度,并以此解算出移动机器人的姿态。通过移动机器人腿部的关节电机编码器,可以实时获取编码器信息。关节电机编码器可以用于将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式,可以安装在移动机器人腿部的每一个关节处。
在本实施例中,对于运动中的移动机器人,可以实时获取移动机器人上的关节电机编码器的编码器信息以及移动机器人上的惯性测量单元所输出的测量信息。对获取到的关节电机编码器的编码器信息与惯性测量单元所输出的测量信息,可以基于正向运动学理论与贝叶斯滤波理论进行信息融合,得到移动机器人的质心位置。根据计算得到的移动机器人的质心位置,可以确定第一传感器与质心位置之间的相对位置关系,从而推算得到第一传感器的传感器位置。
例如,如图6所示,可以定义四足机器狗的坐标系系统关系(简称为TF树),其为四足机器狗的机体坐标系系统,其中,base_link为机体质心坐标系,imu_link为IMU传感器坐标系,tof_sensor_n为第n个测距传感器坐标系,上述三个坐标系之间为固连关系,即,传感器安装以后其坐标系变换矩阵在标定完成以后就保持不变,而测距传感器的测距值是测距传感器坐标系下的坐标,测距值由测距传感器软件驱动系统实时发布出来。
四足机器狗的每条腿上分别有三个坐标系,即,髋关节坐标系hip、膝关节坐标系knee和足端关节坐标系foot,上述三个坐标系之间以及与机体质心坐标系(base_link)之间都为浮动连接关系,即,腿部关节坐标系随着四足机器狗的运动时腿的摆动而实时变化,腿部运动产生机体运动即通过运动学推算就能实时获取机体质心的位置变化。
并且,odom坐标系原点为四足机器狗上电后默认站立状态下的机体质心在地面的投影位置,在四足机器狗发生运动以后,其机体质心base_link在odom坐标系下的位姿通过将机器狗的四条腿的12个关节电机编码器与机体IMU的数据基于正向运动学理论与贝叶斯滤波理论进行传感器数据的信息融合后实时推算获得。
至此,可以构建出机器狗完整的坐标系系统,各坐标系之间的位姿变换关系都是互通的,即,可以实时推算得到任意两个坐标系之间的位姿变换矩阵。另外,各坐标系的坐标轴定义为:z轴竖直向上、x轴水平向前、y轴由右手法则确定。
如图7所示,机器狗开始运动以后,通过前述的编码器与imu融合的方式来实时推算测距位置点在odom坐标系下的坐标p_t(x,y,z),如图8和公式(1)所示,并将p_t与p_0两者的z值相减进行比较,根据z值正负性以及差值大小来判断地面障碍物的类型:
其中,T表示坐标变换矩阵,P表示在某一坐标系下的位置坐标。
通过本实施例,通过运动学推算获取移动机器人的质心位置,从而确定测距传感器的实时位置,可以提高传感器位置获取的准确性。
在一个示例性实施例中,第一传感器的传感器位置为第一传感器在移动机器人的里程计坐标系中的坐标位置,即,前述odom坐标系。对应地,在根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制之前,上述方法还包括:
S61,根据第一检测距离,确定第一位置点在第一传感器的传感器坐标系下的第一坐标位置;
S62,根据第一传感器位置,确定传感器坐标系与里程计坐标系的坐标变换矩阵;
S63,使用坐标变换矩阵对第一坐标位置进行坐标变换,得到第二坐标位置,其中,第一高度值为第二坐标位置中与预设坐标轴对应的坐标值。
在本实施例中,可以通过构建移动机器人的机体坐标系系统,根据各坐标系之间的位姿变换关系,确定第一检测距离与第一位置点的第一高度值的关系。这里的机体坐标系系统可以包括但不限于,里程计坐标系、机体质心坐标系、IMU传感器坐标系、测距传感器坐标系、髋关节坐标系、膝关节坐标系、足端关节坐标系等,前述实施例中已经进行过说明的,在此不做赘述。
在检测到第一检测距离之后,可以确定第一位置点在第一传感器的传感器坐标系下的第一坐标位置。这里的第一传感器的传感器坐标系,可以是机体坐标系系统中的第一传感器的传感器坐标系。第一坐标位置可以是在第一传感器的传感器坐标系下,第一位置点的坐标位置。
由第一传感器与移动机器人的质心位置之间的相对位置关系,可以确定第一传感器的传感器位置,即,确定第一传感器在移动机器人的里程计坐标系中的坐标位置。根据第一传感器在里程计坐标系中的坐标位置,可以计算出传感器坐标系与里程计坐标系的坐标变换矩阵。
可以根据传感器坐标系与里程计坐标系的坐标变换矩阵,对第一位置点在第一传感器的传感器坐标系下的第一坐标位置进行坐标变换,得到第一位置点的第二坐标位置。这里的第二坐标位置可以是第一位置点在里程计坐标系下的坐标位置。第一高度值可以是第二坐标位置中与预设坐标轴(例如,Z轴)对应的坐标值。通过上述高度值检测方式,可以方便地进行悬崖检测或者凸起障碍物检测。
例如,对于悬崖检测,测距传感器与机体平面呈一定俯仰角斜向下安装,如图7所示。检测悬崖的方式为:实时计算测距位置点在odom坐标系下的位置,并与机器狗上电后初始站立状态时odom坐标系原点下的测距位置点进行大小比较,根据比较结果来判断是否检测到了悬崖。
通过本实施例,通过构建机体坐标系系统,可以提高位置点高度值确定的准确性。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如ROM(Read-Only Memory,只读存储器)/RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例的方法。
根据本申请实施例的另一个方面,还提供了一种用于实施上述机器人的移动控制方法的机器人的移动控制装置。图9是根据本申请实施例的一种可选的机器人的移动控制装置的结构框图,如图9所示,该装置可以包括:
第一检测单元902,用于用于通过第一传感器检测第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,第一传感器为移动机器人上的测距传感器,第一位置点为反射第一传感器发射的测距信号的位置点;
第一确定单元904,与第一检测单元902相连,用于根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值。
控制单元906,与第一确定单元904相连,用于根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制。
需要说明的是,该实施例中的第一检测单元902可以用于执行上述步骤S202,该实施例中的第一确定单元904可以用于执行上述步骤S204,该实施例中的控制单元906可以用于执行上述步骤S206。
通过上述模块,通过第一传感器检测第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,第一传感器为移动机器人上的测距传感器,第一位置点为反射第一传感器发射的测距信号的位置点;根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值;根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制,解决了相关技术中基于构建的可通行地图对机器人进行移动控制的方式存在由于目标检测的准确性低导致的移动控制的安全性差的问题,提高了机器人移动控制的安全性。
在一个示例性实施例中,控制单元包括:
第一控制模块,用于在第一高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围内的情况下,控制移动机器人沿着第一方向移动,其中,第一方向是经过第一位置点的方向;
第二控制模块,用于在第一高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围以外的情况下,控制移动机器人沿着第二方向移动,其中,第二方向是绕开第一位置点的方向。
在一个示例性实施例中,上述装置还包括:
第二检测单元,用于在控制移动机器人沿着第二方向移动之前,通过第二传感器检测第二传感器与第二位置点之间的第二检测距离,其中,第二传感器为移动机器人上、与第一传感器呈目标夹角的测距传感器,第二位置点为反射第二传感器发射的测距信号的位置点;
第二确定单元,用于根据第二传感器的传感器位置和第二检测距离,确定第二位置点的第二高度值;
第三确定单元,用于在第二高度值与参考高度值的差值位于预设高度差范围内的情况下,将与第二位置点对应的方向,确定为第二方向。
在一个示例性实施例中,第一检测单元包括以下至少之一:
第一检测模块,用于使用多个单点测距传感器检测多个单点测距传感器与多个位置点之间的距离,得到多个检测距离,其中,多个单点测距传感器与多个位置点一一对应,第一传感器包括多个单点测距传感器,第一位置点包括多个位置点,第一检测距离包括多个检测距离;
第二检测模块,用于使用平面测距传感器检测平面测距传感器与一组位置点之间的距离,得到一组检测距离,其中,第一传感器包括平面测距传感器,第一位置点包括一组位置点,第一检测距离包括一组检测距离。
在一个示例性实施例中,上述装置还包括:
第三检测单元,用于在根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制之前,在检测到移动机器人启动的情况下,通过第一传感器检测第一传感器与第三位置点之间的第三检测距离,其中,第三位置点为反射第一传感器发射的测距信号的位置点;
第四确定单元,用于根据第一传感器的传感器位置和第三检测距离,确定第三位置点的第三高度值,其中,参考高度值为第三高度值。
在一个示例性实施例中,上述装置还包括:
获取单元,用于在根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值之前,获取移动机器人上的关节电机编码器的编码器信息以及移动机器人上的惯性测量单元所输出的测量信息;
融合单元,用于对关节电机编码器的编码器信息与惯性测量单元所输出的测量信息进行信息融合,得到移动机器人的质心位置;
第五确定单元,用于根据第一传感器与移动机器人的质心位置之间的相对位置关系,确定出第一传感器的传感器位置。
在一个示例性实施例中,第一传感器的传感器位置为第一传感器在移动机器人的里程计坐标系中的坐标位置;上述装置还包括:
第六确定单元,用于在根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制之前,根据第一检测距离,确定第一位置点在第一传感器的传感器坐标系下的第一坐标位置;
第七确定单元,用于根据第一传感器位置,确定传感器坐标系与里程计坐标系的坐标变换矩阵;
变换单元,用于使用坐标变换矩阵对第一坐标位置进行坐标变换,得到第二坐标位置,其中,第一高度值为第二坐标位置中与预设坐标轴对应的坐标值。
此处需要说明的是,上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同,但不限于上述实施例所公开的内容。需要说明的是,上述模块作为装置的一部分可以运行在如图1所示的硬件环境中,可以通过软件实现,也可以通过硬件实现,其中,硬件环境包括网络环境。
根据本申请实施例的又一个方面,还提供了一种存储介质。可选地,在本实施例中,上述存储介质可以用于执行本申请实施例中上述任一项机器人的移动控制方法的程序代码。
可选地,在本实施例中,上述存储介质可以位于上述实施例所示的网络中的多个网络设备中的至少一个网络设备上。
可选地,在本实施例中,存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码:
S1,通过第一传感器检测第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,第一传感器为移动机器人上的测距传感器,第一位置点为反射第一传感器发射的测距信号的位置点;
S2,根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值;
S3,根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制。
可选地,本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例,本实施例中对此不再赘述。
可选地,在本实施例中,上述存储介质可以包括但不限于:U盘、ROM、RAM、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
根据本申请实施例的又一个方面,还提供了一种用于实施上述机器人的移动控制方法的电子装置,该电子装置可以是服务器、终端、或者其组合。
图10是根据本申请实施例的一种可选的电子装置的结构框图,如图10所示,包括处理器1002、通信接口1004、存储器1006和通信总线1008,其中,处理器1002、通信接口1004和存储器1006通过通信总线1008完成相互间的通信,其中,
存储器1006,用于存储计算机程序;
处理器1002,用于执行存储器1006上所存放的计算机程序时,实现如下步骤:
S1,通过第一传感器检测第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,第一传感器为移动机器人上的测距传感器,第一位置点为反射第一传感器发射的测距信号的位置点;
S2,根据第一传感器的传感器位置和第一检测距离,确定第一位置点的第一高度值;
S3,根据第一高度值和与第一位置点对应的参考高度值,对移动机器人进行移动控制。
可选地,在本实施例中,通信总线可以是PCI(Peripheral ComponentInterconnect,外设部件互连标准)总线、或EISA(Extended Industry StandardArchitecture,扩展工业标准结构)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图10中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于上述电子装置与其他设备之间的通信。
上述的存储器可以包括RAM,也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory),例如,至少一个磁盘存储器。可选地,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
作为一种示例,上述存储器1006中可以但不限于包括上述设备的控制装置中的第一检测单元902,第一确定单元904和控制单元906。此外,还可以包括但不限于上述设备的控制装置中的其他模块单元,本示例中不再赘述。
上述处理器可以是通用处理器,可以包含但不限于:CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器)、NP(Network Processor,网络处理器)等;还可以是DSP(DigitalSignal Processing,数字信号处理器)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit,专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)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。
可选地,本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例,本实施例在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解,图10所示的结构仅为示意,实施上述机器人的移动控制方法的设备可以是终端设备,该终端设备可以是智能手机(如Android手机、iOS手机等)、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备(Mobile Internet Devices,MID)、PAD等终端设备。图10其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如,电子装置还可包括比图10中所示更多或者更少的组件(如网络接口、显示装置等),或者具有与图10所示的不同的配置。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:闪存盘、ROM、RAM、磁盘或光盘等。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
上述实施例中的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,可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。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存储介质中,包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、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。
在本申请的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的客户端,可通过其它的方式实现。其中,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,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
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,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中所提供的方案的目的。
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。
以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种机器人的移动控制方法,其特征在于,包括:
通过第一传感器检测所述第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,所述第一传感器为移动机器人上的测距传感器,所述第一位置点为反射所述第一传感器发射的测距信号的位置点;
根据所述第一传感器的传感器位置和所述第一检测距离,确定所述第一位置点的第一高度值;
根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制,包括:
在所述第一高度值与所述参考高度值的差值位于预设高度差范围内的情况下,控制所述移动机器人沿着第一方向移动,其中,所述第一方向是经过所述第一位置点的方向;
在所述第一高度值与所述参考高度值的差值位于预设高度差范围以外的情况下,控制所述移动机器人沿着第二方向移动,其中,所述第二方向是绕开所述第一位置点的方向。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述控制所述移动机器人沿着第二方向移动之前,所述方法还包括:
通过第二传感器检测所述第二传感器与第二位置点之间的第二检测距离,其中,所述第二传感器为所述移动机器人上、与所述第一传感器呈目标夹角的测距传感器,所述第二位置点为反射所述第二传感器发射的测距信号的位置点;
根据所述第二传感器的传感器位置和所述第二检测距离,确定所述第二位置点的第二高度值;
在所述第二高度值与所述参考高度值的差值位于所述预设高度差范围内的情况下,将与所述第二位置点对应的方向,确定为所述第二方向。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过第一传感器检测所述第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,包括以下至少之一:
使用多个单点测距传感器检测所述多个单点测距传感器与多个位置点之间的距离,得到多个检测距离,其中,所述多个单点测距传感器与所述多个位置点一一对应,所述第一传感器包括所述多个单点测距传感器,所述第一位置点包括所述多个位置点,所述第一检测距离包括所述多个检测距离;
使用平面测距传感器检测所述平面测距传感器与一组位置点之间的距离,得到一组检测距离,其中,所述第一传感器包括所述平面测距传感器,所述第一位置点包括所述一组位置点,所述第一检测距离包括所述一组检测距离。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制之前,所述方法还包括:
在检测到所述移动机器人启动的情况下,通过所述第一传感器检测所述第一传感器与第三位置点之间的第三检测距离,其中,所述第三位置点为反射所述第一传感器发射的测距信号的位置点;
根据所述第一传感器的传感器位置和所述第三检测距离,确定所述第三位置点的第三高度值,其中,所述参考高度值为所述第三高度值。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述根据所述第一传感器的传感器位置和所述第一检测距离,确定所述第一位置点的第一高度值之前,所述方法还包括:
获取所述移动机器人上的关节电机编码器的编码器信息以及所述移动机器人上的惯性测量单元所输出的测量信息;
对所述关节电机编码器的编码器信息与所述惯性测量单元所输出的测量信息进行信息融合,得到所述移动机器人的质心位置;
根据所述第一传感器与所述移动机器人的质心位置之间的相对位置关系,确定出所述第一传感器的传感器位置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一传感器的传感器位置为所述第一传感器在所述移动机器人的里程计坐标系中的坐标位置;在所述根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制之前,所述方法还包括:
根据所述第一检测距离,确定所述第一位置点在所述第一传感器的传感器坐标系下的第一坐标位置;
根据所述第一传感器位置,确定所述传感器坐标系与所述里程计坐标系的坐标变换矩阵;
使用所述坐标变换矩阵对所述第一坐标位置进行坐标变换,得到第二坐标位置,其中,所述第一高度值为所述第二坐标位置中与预设坐标轴对应的坐标值。
8.一种机器人的移动控制装置,其特征在于,包括:
第一检测单元,用于通过第一传感器检测所述第一传感器与第一位置点之间的第一检测距离,其中,所述第一传感器为移动机器人上的测距传感器,所述第一位置点为反射所述第一传感器发射的测距信号的位置点;
第一确定单元,用于根据所述第一传感器的传感器位置和所述第一检测距离,确定所述第一位置点的第一高度值;
控制单元,用于根据所述第一高度值和与所述第一位置点对应的参考高度值,对所述移动机器人进行移动控制。
9.一种计算机可读的存储介质,其特征在于,所述计算机可读的存储介质包括存储的程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种电子装置,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210688855.2A CN117311332A (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 机器人的移动控制方法和装置、清洁设备及电子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210688855.2A CN117311332A (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 机器人的移动控制方法和装置、清洁设备及电子装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117311332A true CN117311332A (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=89254032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210688855.2A Pending CN117311332A (zh) | 2022-06-17 | 2022-06-17 | 机器人的移动控制方法和装置、清洁设备及电子装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117311332A (zh) |
-
2022
- 2022-06-17 CN CN202210688855.2A patent/CN117311332A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6882296B2 (ja) | 自律視覚ナビゲーション | |
Tranzatto et al. | Cerberus: Autonomous legged and aerial robotic exploration in the tunnel and urban circuits of the darpa subterranean challenge | |
US11691289B2 (en) | Systems and methods for robotic behavior around moving bodies | |
JP5946147B2 (ja) | 可動式ヒューマンインターフェースロボット | |
US11319005B2 (en) | Achieving a target gait behavior in a legged robot | |
CN108007452B (zh) | 根据障碍物更新环境地图的方法、装置及机器人 | |
US6728608B2 (en) | System and method for the creation of a terrain density model | |
US10131446B1 (en) | Addressing multiple time around (MTA) ambiguities, particularly for lidar systems, and particularly for autonomous aircraft | |
CN111337022B (zh) | 一种目标障碍物的检测方法、装置和机器人 | |
EP3979032A1 (en) | Systems and methods for enabling navigation in environments with dynamic objects | |
KR102163462B1 (ko) | 경로 탐사 로봇 및 그를 이용한 매핑 방법 | |
CN114510041A (zh) | 一种机器人运动路径规划方法及机器人 | |
CN117311332A (zh) | 机器人的移动控制方法和装置、清洁设备及电子装置 | |
Machaiah et al. | IoT based human search and rescue robot using swarm robotics | |
US20240125940A1 (en) | Systems and methods for variable-resolution refinement of geiger mode lidar | |
Rosinski et al. | Terrain map building for a walking robot equipped with an active 2D range sensor | |
WO2019202878A1 (en) | Recording medium, information processing apparatus, and information processing method | |
Van Breda | Vector field histogram star obstacle avoidance system for multicopters | |
Bhave et al. | Automating the Operation of a 3D-Printed Unmanned Ground Vehicle in Indoor Environments | |
Huang et al. | A robust localization method in indoor dynamic environment | |
CN118836851A (zh) | 基于多传感器的定位导航方法、装置、设备及存储介质 | |
KR20230173005A (ko) | 인공신경망을 이용한 충돌 감지 장치 및 이동 로봇 | |
Dasun et al. | Android-based Mobile Framework for Navigating Ultrasound and Vision Guided Autonomous Robotic Vehicle | |
Verhoeven | Thesis, part 2 | |
Urcola et al. | On-line trajectory planning for autonomous spraying vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240515 Address after: 215000 no.1688, Songwei Road, Guoxiang street, Wuzhong Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Pursuit technology (Suzhou) Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 215100 E3, building 16, No. 2288, Yuexi Wuzhong Avenue, Wuzhong District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: Dreame technology (Suzhou) Co.,Ltd. Country or region before: China |