WO2019200997A1 - 用于移动机器人的障碍判断方法、存储介质及移动机器人 - Google Patents

用于移动机器人的障碍判断方法、存储介质及移动机器人 Download PDF

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obstacle
motion
action
walking
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王时群
刘德
杨锴
郑卓斌
王立磊
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广东宝乐机器人股份有限公司
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0242—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using non-visible light signals, e.g. IR or UV signals

Definitions

  • the present application relates to the field of mobile robots, and more particularly to an obstacle determination method, a storage medium, and a mobile robot for a mobile robot.
  • the current window cleaning robot uses the front and rear mechanical switches to detect the frame or obstacle.
  • the mechanical switch fails or the walking environment is complicated, the mechanical switch is not triggered, and the control system does not detect the frame or the obstacle, causing the robot to die. Or stuck in motion, seriously affecting the robot's walking path and navigation planning.
  • the sensor does not receive the obstacle information due to the failure of the sensor, so that the robot is stuck and the window stroke cannot be performed normally.
  • the embodiment of the present application provides an obstacle determination method, a storage medium, and a mobile robot for a mobile robot, so as to solve the problem that the accuracy of the existing robot obstacle determination is low.
  • a first aspect of the embodiments of the present application provides a method for determining an obstacle for a mobile robot, the method comprising the steps of:
  • S101 dividing a walking path of the mobile robot into at least two actions, and setting a corresponding predetermined completion time for each action;
  • step S103 detecting whether the duration of the current motion of the mobile robot reaches a corresponding predetermined completion time, and if yes, proceeding to step S104; if not, continuing to walk with the current motion;
  • Steps S103 to S104 are repeated until the mobile robot completes the walking path planning.
  • step S103 detecting whether the mobile robot encounters an obstacle, and if so, the mobile robot directly walks with another motion; if not, the mobile robot continues to walk with the current motion.
  • the obstacle detection method includes obstacle switch detection, wheel current detection or infrared obstacle detection.
  • the mobile robot detects whether the obstacle is encountered at a preset time interval.
  • the action comprises walking straight, walking sideways, turning at a preset angle, and walking in a preset arc curve.
  • the other action is to walk the preset distance in a direction opposite to the current action.
  • the predetermined distance is 2 cm.
  • a second aspect of the embodiments of the present application provides a storage medium having stored thereon a computer program, the computer program being executed by a processor to implement the steps of the mobile robot obstacle determination method according to any one of the above.
  • a third aspect of the embodiments of the present application provides a mobile robot including a memory and a processor, the memory storing a computer program, and when the processor executes the computer program, implementing the mobile robot obstacle determination according to any one of The steps of the method.
  • the mobile robot is a window cleaning robot, a cleaning robot or a weeding robot.
  • the method, the storage medium and the robot provided by the application can realize the real-time effective judgment of the walking action of the robot, improve the accuracy of the obstacle determination of the robot, and can reduce the difficulty in fabricating the structure of the robot.
  • FIG. 2 is a road diagram of normal movement of a mobile robot provided by the present application when it is unobstructed;
  • FIG. 3 is a road diagram of the mobile robot provided when the obstacle is normally detected when the mobile robot encounters an obstacle;
  • FIG. 4 is a road diagram of the mobile robot provided by the present application when the obstacle is not normally detected when the obstacle is encountered.
  • FIG. 1 is a schematic flowchart of a method provided by the present application, and the method provided by the present application is specifically described in conjunction with FIG. 1 .
  • the present application provides a mobile robot obstacle determination method, and the method steps include:
  • S101 dividing a walking path of the mobile robot into at least two actions, and setting a corresponding predetermined completion time for each action;
  • step S103 detecting whether the duration of the current motion of the mobile robot reaches a corresponding predetermined completion time, and if yes, proceeding to step S104; if not, continuing to walk with the current motion;
  • Steps S103 to S104 are repeated until the mobile robot completes the walking path planning.
  • step S103 detecting whether the mobile robot encounters an obstacle, and if so, the mobile robot directly walks with another motion; if not, the mobile robot continues to walk with the current motion.
  • the obstacle detection method includes obstacle switch detection, wheel current detection, or infrared obstacle detection.
  • the mobile robot detects whether the obstacle is encountered at a preset time interval, that is, the mobile robot performs a fault determination test at regular intervals.
  • the action includes walking straight, walking sideways, turning at a preset angle, and walking with a preset arc curve.
  • the other action is to walk the preset distance in a direction opposite to the current action, wherein the preset distance is 2 cm.
  • the window cleaning robot is placed at any position on the glass, and the window cleaning robot automatically uses the glass as the cleaning object to make the walking route plan, and divides it into at least two actions, such as long and short straight walking, left and right walking, different angle turning, Any two movements in different arc curves. For convenience of description, you can choose two actions: “forward” and "turn to the right”.
  • the predetermined completion time is set for the two actions of “forward” and “turning to the right”, wherein the completion time is the maximum time required to complete the corresponding action, for example, 1 minute is required to complete one advance, and the corresponding completion time is 1 min ( When the obstacle is encountered, the robot will end the advance motion ahead of time, and the time required for the forward motion at this time is obviously less than 1 min, so the completion time of the forward motion is defined as the maximum time required to complete the entire forward motion).
  • the window cleaning robot advances normally on the glass according to the motion route by using the “forward” motion, and determines whether the robot obstacle switch is triggered during walking (can also use the wheel current detection or the infrared obstacle detection); if the window cleaning robot detects When the obstacle switch receives the trigger, the current "forward" action of the window cleaning robot is immediately converted into another action, that is, "turn right”.
  • the window cleaning robot does not detect that the obstacle switch receives the trigger, the window cleaning robot is kept moving in the forward motion, and the relationship between the duration of the "forward" motion and the required completion time is determined. If the duration is greater than or equal to the completion time, it indicates that the "forward” action has finished running and needs to end, and the robot directly converts to the "turn right” action; if the duration is less than the completion time, it indicates that the "forward” action has not been completed yet. Continue to maintain the "forward” action until the duration of this action is equal to the completion time, then the robot moves the preset distance in the opposite direction to the current action, and continues the determination of whether the above-mentioned obstacle switch encounters the obstacle. That is, the window cleaning robot retreats to a right position after returning to a certain distance after the forward movement is completed.
  • the obstacle switch detects whether the robot is in a disorder at a preset time interval, wherein the preset time interval is 1 ms, that is, the obstacle is detected every 1 ms, and the robot is in a hindrance; the robot moves backwards.
  • the preset distance for walking is set to 2cm, that is, after retreating 2cm and then turning to the right.
  • the engineer assembles the above-mentioned mobile robot obstacle judgment method into a storage medium (such as an integrated chip, a single chip microcomputer or a PLC controller) by using a computer language.
  • a storage medium such as an integrated chip, a single chip microcomputer or a PLC controller
  • the appropriate logic is judged for different conditions and the appropriate assembly language is called to control the mobile robot in an appropriate manner.
  • FIG. 2 is a roadmap of normal movement of the mobile robot when it is unobstructed, wherein the robot 202 moves normally along the motion route 203, that is, after the forward motion 204 and the right rotation 90°, the forward motion 205 forms the motion route 203 in the motion region. motion.
  • FIG. 3 is a road diagram when the obstacle is normally detected when the mobile robot encounters an obstacle.
  • the robot 202 moves according to the preset forward motion 204 when encountering the obstacle 201.
  • the obstacle switch on the robot 202 interacts with the obstacle 201, and when the obstacle switch is working normally, the trigger information of the obstacle 201 can be received, and the robot 202 directly enters the next motion of the forward motion 204, that is, turns right.
  • the 90° forward motion 205 continues to move, and the motion trajectory of the robot 202 forms a first obstacle avoidance motion path 303.
  • FIG. 4 is a road map when the obstacle is not normally detected when the mobile robot encounters an obstacle.
  • the robot 202 moves according to the preset forward motion 204 when encountering an obstacle.
  • the obstacle switch on the robot 202 interacts with the obstacle 201, and when the obstacle switch fails, the trigger information of the obstacle 201 cannot be received, and the robot 202 can determine the duration of the forward motion 204 and its preset completion. The relationship between the size of time. When the duration is greater than or equal to the completion time, it indicates that the duration of the forward motion 204 satisfies the preset completion time.
  • the robot 202 directly moves with the rightward 90° forward motion 205, and the motion trajectory of the robot 202 is the first shown in FIG. An obstacle avoidance movement route 303.
  • the duration is less than the completion time, it indicates that the duration of the forward motion 204 does not meet the preset completion time, and it is necessary to continue moving with the forward motion 204 until the duration is equal to the completion time, and then the robot 202 moves in the opposite direction to the forward motion 204.
  • the directional movement preset distance that is, after retreating a certain distance, and then moving forward by 90° forward motion 205, and simultaneously determining whether or not the obstacle is encountered, and looping into the above obstacle determination method, at this time, the movement trajectory of the robot 202 It is the second obstacle avoidance motion route 403 shown in FIG.
  • the mobile robot 202 includes a window cleaning robot, a cleaning robot, or a weeding robot.

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Abstract

一种用于移动机器人的障碍判断方法，包括步骤：S101：将移动机器人的行走路径分割成至少两个动作，并为每个动作设置对应的预定完成时间；S102：移动机器人以某一动作行走；S103：检测移动机器人当前动作的持续时间是否达到对应的预定完成时间，若是，则进入步骤S104；若否，则继续以当前动作行走；S104：移动机器人以另一动作行走，然后返回至步骤S103；S105：重复步骤S103至S104，直到移动机器人完成行走路径规划。还提供了一种存储介质和移动机器人，可提高移动机器人障碍判断的准确性。

Description

用于移动机器人的障碍判断方法、存储介质及移动机器人
本申请申明享有2018年04月21日递交的申请号为201810362948.X、名称为“用于移动机器人的障碍判断方法、存储介质及移动机器人”中国专利申请的优先权，该中国专利申请的整体内容以参考的方式结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及移动机器人领域，特别是一种用于移动机器人的障碍判断方法、存储介质及移动机器人。
 背景技术
当前擦窗机器人采用前后挡机械开关对边框或障碍物进行检测，该方法在机械开关失效或行走环境比较复杂的情况下，机械开关未触发，控制系统未检测到边框或障碍，导致机器人顶死或卡死不动，严重影响机器人的行走路径和导航规划。比如，当擦窗机器人在前进时候遇到障碍物时，正常情况下应该后退，但是由于感应器的故障没有接收到遇障信息，从而继续前进造成机器人被卡死，擦窗行程无法正常进行下去。
 技术问题
有鉴于此，本申请实施例提供了一种用于移动机器人的障碍判断方法、存储介质及移动机器人，以解决现有的机器人障碍判断的准确性较低的问题。
 技术解决方案
本申请实施例的第一方面提供了一种用于移动机器人的障碍判断方法，所述方法包括步骤：
S101：将移动机器人的行走路径分割成至少两个动作，并为每个动作设置对应的预定完成时间；
S102：移动机器人以某一动作行走；
S103：检测移动机器人当前动作的持续时间是否达到对应的预定完成时间，若是，则进入步骤S104；若否，则继续以当前动作行走；
S104：移动机器人以另一动作行走，然后返回至步骤S103；
S105：重复步骤S103至S104直到移动机器人完成行走路径规划。
优选地，在步骤S103之前或之后还包括如下步骤，S103’：检测移动机器人是否遇到障碍，若是，移动机器人直接以另一动作行走；若否，移动机器人继续以当前动作行走。
优选地，所述的障碍检测方法包括障碍开关检测、轮组电流检测或红外线障碍检测。
优选地，所述移动机器人以预设时间间隔检测是否遇障。
优选地，所述动作包括直线行走、靠边行走、以预设角度拐弯和以预设弧度曲线行走。
优选地，在步骤S104中，所述的另一动作为以与当前动作相反的方向行走预设距离。
优选地，所述的预设距离为2cm。
本申请实施例的第二方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任意一项所述的移动机器人障碍判断方法的步骤。
本申请实施例的第三方面提供了一种移动机器人，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项所述的移动机器人障碍判断方法的步骤。
优选地，所述移动机器人为擦窗机器人、扫地机器人或除草机器人。
 有益效果
本申请提供的方法、存储介质及机器人可以实现机器人行走动作的实时有效判断，提高机器人障碍判断的准确性，并可以降低机器人的结构制作难度。
 附图说明
图1为本申请提供的方法流程示意图；
图2为本申请提供的移动机器人无障碍时正常运动的路线图；
图3为本申请提供的移动机器人遇到障碍时正常检测到障碍时的路线图；
图4为本申请提供的移动机器人遇到障碍时未正常检测到障碍时的路线图。
 本发明的实施方式
图1为本申请提供的方法流程示意图，结合图1对本申请提供的方法进行具体阐述。
本申请提供了一种移动机器人障碍判断方法，所述方法步骤包括：
S101：将移动机器人的行走路径分割成至少两个动作，并为每个动作设置对应的预定完成时间；
S102：移动机器人以某一动作行走；
S103：检测移动机器人当前动作的持续时间是否达到对应的预定完成时间，若是，则进入步骤S104；若否，则继续以当前动作行走；
S104：移动机器人以另一动作行走，然后返回至步骤S103；
S105：重复步骤S103至S104直到移动机器人完成行走路径规划。
其中，在步骤S103之前或之后还包括如下步骤，S103’：检测移动机器人是否遇到障碍，若是，移动机器人直接以另一动作行走；若否，移动机器人继续以当前动作行走。
另外地，所述的障碍检测方法包括障碍开关检测、轮组电流检测或红外线障碍检测。其中，所述移动机器人以预设时间间隔检测是否遇障，也即，移动机器人每隔一定时间间隔进行一次遇障判断检测。
具体地，所述动作包括直线行走、靠边行走、以预设角度拐弯和以预设弧度曲线行走。
优选地，在步骤S104中，所述的另一动作为以与当前动作相反的方向行走预设距离，其中，所述的预设距离为2cm。
下面以擦窗机器人障碍判断的工作流程对上述方法进行详细阐述。
首先，将擦窗机器人放置于玻璃上任意位置，擦窗机器人自动以玻璃为清扫对象做行走路线规划，并将其至少分割为两个动作，比如长短直线行走、左右靠边行走、不同角度拐弯、不同弧度曲线行走中任意两个动作。为方便描述，可以选择两个动作分别为：“前进”和“向右转”。
同时对“前进”和“向右转”这两个动作设置预定完成时间，其中，完成时间为完成对应动作所需要的最大时间长，比如完成一次前进需要1min，则对应的完成时间为1min（当遇到障碍时机器人会提前结束前进动作，此时的前进动作所需要的时间显然小于1min，所以将前进动作的完成时间定义为完成整个前进动作所需要的最大时间长）。
接着擦窗机器人在玻璃上按照运动路线采用“前进”动作正常前进，并在行走中判断是否触发了机器人遇障开关（也可以采用轮组电流检测或红外线障碍检测）；若擦窗机器人检测到遇障开关接收到触发，则立刻将擦窗机器人的当前“前进”动作转换为另一动作，也即“向右转”。
若擦窗机器人没有检测到遇障开关接收到触发，则保持擦窗机器人以前进动作继续运动，并判断“前进”动作的持续时间与其所需的完成时间的大小关系。若持续时间大于等于完成时间，则表明“前进”动作已经运行完毕需要结束，机器人直接转换为“向右转”的动作；若持续时间小于完成时间，则表明“前进”动作还未完成，需要继续保持“前进”动作直至此动作的持续时间等于完成时间，然后机器人以与当前动作相反的方向运动预设距离后，并继续上述遇障开关是否遇障的判断。也即，擦窗机器人在前进动作完成后先后退一定距离后，再向右转。
在本实施例中，所述遇障开关以预设时间间隔检测所述机器人是否遇障，其中预设时间间隔为1ms，也即遇障开关每1ms检测一次机器人是否遇障；机器人以后退动作行走的预设距离设置为2cm，也即先后退2cm后再向右转。
由于上述操作方法及各逻辑判断需要采用软件进行控制，所以一般而言，在实际工作中，工程师将上述移动机器人障碍判断方法采用计算机语言汇编于存储介质（比如集成芯片、单片机或者PLC控制器）中，在机器人运行过程中，针对不同的条件进行适当的逻辑判断和调用合适的汇编语言，从而采用合适的方式对移动机器人进行控制。
图2为移动机器人无障碍时正常运动的路线图，其中，机器人202沿着运动路线203正常运动，也即以前进动作204和右转90°后前进动作205形成运动路线203在运动区域内正常运动。
图3为移动机器人遇到障碍时正常检测到障碍时的路线图，结合图2所示，运动区域内有一个障碍物201，机器人202按照预设置的前进动作204运动，当碰到障碍物201时，机器人202上的遇障开关与障碍物201相互作用，当遇障开关正常工作时可以接收到障碍物201的触发信息，机器人202直接进入到前进动作204的下一个动作也即以右转90°前进动作205从而继续运动，机器人202的运动轨迹形成第一避障运动路线303。
图4为移动机器人遇到障碍时未正常检测到障碍时的路线图，结合图2所示，运动区域内有一个障碍物201，机器人202按照预设置的前进动作204运动，当遇到障碍物201时，机器人202上的遇障开关与障碍物201相互作用，当遇障开关故障时无法接收到障碍物201的触发信息，此时机器人202可以判断前进动作204的持续时间与其预设置的完成时间的大小关系。当持续时间大于等于完成时间时，说明前进动作204的持续时间满足预设置的完成时间，此时机器人202直接以右转90°前进动作205运动，机器人202的运动轨迹为图3所示的第一避障运动路线303。当持续时间小于完成时间时，说明前进动作204的持续时间还不满足预设置的完成时间，需要继续以前进动作204运动直至持续时间等于完成时间，然后机器人202以与前进动作204相反方向的运动方向运动预设距离，也即后退一定距离后，再以右转90°前进动作205进行运动，同时也进行判断是否遇障，并循环进入上述的障碍判断方法，此时，机器人202的运动轨迹为图4所示的第二避障运动路线403。
在本实施例中，所述移动机器人202包括擦窗机器人、扫地机器人或除草机器人。
以上所揭露的仅为本申请技术方案的实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (15)

  1. 一种用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，包括：
    确定移动机器人行走路径的至少两个动作，所述至少两个动作分别被设置有对应的预定完成时间，所述至少两个动作包括第一动作和第二动作；
    控制所述移动机器人以第一动作行走；
    检测所述移动机器人以所述第一动作行走的持续时间是否达到所述第一动作对应的第一预定完成时间；
    若所述移动机器人以所述第一动作行走的持续时间未达到所述第一动作对应的第一预定完成时间，则控制所述移动机器人继续以所述第一动作行走；
    若所述移动机器人以所述第一动作行走的持续时间达到所述第一动作对应的第一预定完成时间，则控制所述移动机器人以所述第二动作行走，检测所述移动机器人以所述第二动作行走的持续时间是否达到所述第二动作对应的第二预定完成时间，若是，则控制所述移动机器人以所述第一动作行走，若否，则控制所述移动机器人继续以所述第二动作行走；
    重复上述步骤，直到所述移动机器人完成行走路径规划。
  2. 根据权利要求1所述的用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，还包括：
    在所述移动机器人行走的过程中，检测所述移动机器人是否遇到障碍；
    当检测到所述移动机器人遇到障碍时，控制所述移动机器人以与当前动作不同的另一动作行走。
  3. 根据权利要求2所述的用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，所述当检测到所述移动机器人遇到障碍时，控制所述移动机器人以与当前动作不同的另一动作行走，包括：
    当检测到所述移动机器人在以所述第一动作行走的过程中遇到障碍时，控制所述移动机器人以所述第二动作行走；或者，
    当检测到所述移动机器人在以所述第二动作行走的过程中遇到障碍时，控制所述移动机器人以所述第一动作行走。
  4. 一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任意一项所述的用于移动机器人的障碍判断方法的步骤。
  5. 一种移动机器人，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3中任意一项所述的用于移动机器人的障碍判断方法的步骤。
  6. 一种用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
    S101：将移动机器人的行走路径分割成至少两个动作，并为每个动作设置对应的预定完成时间；
    S102：移动机器人以某一动作行走；
    S103：检测移动机器人当前动作的持续时间是否达到对应的预定完成时间，若是，则进入步骤S104；若否，则继续以当前动作行走；
    S104：移动机器人以另一动作行走，然后返回至步骤S103；
    S105：重复步骤S103至S104直到移动机器人完成行走路径规划。
  7. 根据权利要求6所述的用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，在步骤S103之前或之后还包括如下步骤，S103’：检测移动机器人是否遇到障碍，若是，移动机器人直接以另一动作行走；若否，移动机器人继续以当前动作行走。
  8. 根据权利要求7所述的用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，所述的障碍检测方法包括障碍开关检测、轮组电流检测或红外线障碍检测。
  9. 根据权利要求7所述的用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，所述移动机器人以预设时间间隔检测是否遇障。
  10. 根据权利要求6所述的用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，所述动作包括直线行走、靠边行走、以预设角度拐弯和以预设弧度曲线行走。
  11. 根据权利要求6所述的用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，在步骤S104中，所述的另一动作为以与当前动作相反的方向行走预设距离。
  12. 根据权利要求11所述的用于移动机器人的障碍判断方法，其特征在于，所述的预设距离为2cm。
  13. 一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6至12中任意一项所述的用于移动机器人的障碍判断方法的步骤。
  14. 一种移动机器人，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6至12中任意一项所述的用于移动机器人的障碍判断方法的步骤。
  15. 根据权利要求14所述的移动机器人，其特征在于，所述移动机器人为擦窗机器人、扫地机器人或除草机器人。
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