WO2019237351A1 - 机器人运动控制方法、装置、存储介质及机器人 - Google Patents

机器人运动控制方法、装置、存储介质及机器人 Download PDF

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徐慎华
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    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
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    • G05D1/0217—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with energy consumption, time reduction or distance reduction criteria
    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/617—Safety or protection, e.g. defining protection zones around obstacles or avoiding hazards
    • G05D1/622—Obstacle avoidance
    • G05D1/633—Dynamic obstacles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2109/00—Types of controlled vehicles
    • G05D2109/10—Land vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to the technical field of robots, and in particular, to a method, device, storage medium, and robot for robot motion control.
  • An object of the present disclosure is to provide a robot motion control method, device, storage medium, and robot for realizing the robot to avoid obstacles and reach the target point safely with the shortest path.
  • a first aspect of the present disclosure provides a robot motion control method, including:
  • the information of the obstacle is obtained in real time, and the obstacle information includes at least one of the robot and the obstacle.
  • the robot When it is detected that the robot rotates to a direction in which it points to the target point and it is detected that there is no obstacle in the direction, the robot is controlled to move linearly in a direction that points to the target point.
  • a second aspect of the present disclosure provides a robot motion control device including:
  • An acquisition module is configured to acquire real-time information of an obstacle when an obstacle is detected in the direction of movement of the robot during the movement of the robot to a target point, and the obstacle information includes at least the robot and The shortest distance between the obstacles;
  • a control module configured to control the robot to rotate around the obstacle according to the obstacle information when the shortest distance reaches a preset safety distance, and when detecting that the robot is rotated to a direction pointing to the target point When it is detected that there is no obstacle in this direction, the robot is controlled to move linearly in a direction pointing to the target point.
  • a third aspect of the present disclosure provides a computer-readable storage medium having computer program instructions stored thereon that, when executed by a processor, implement the method described in the first aspect of the present disclosure.
  • a fourth aspect of the present disclosure provides a robot motion control device, including:
  • One or more processors configured to execute a program in the computer-readable storage medium.
  • a fifth aspect of the present disclosure provides a robot including the robot motion control device according to the second aspect of the present disclosure.
  • the robot during the movement of the robot to the target point, when an obstacle is detected in the movement direction of the robot, the obstacle information is obtained in real time, and the shortest distance between the robot and the obstacle reaches a preset safety.
  • the robot is controlled to rotate around the obstacle according to the obstacle information.
  • the robot turns to the direction that points to the target point and detects that there are no obstacles in that direction, the robot is controlled to move linearly in the direction that points to the target point. Avoid obstacles and reach the target point safely with the shortest path.
  • Fig. 1 is a flowchart illustrating a robot motion control method according to an exemplary embodiment of the present disclosure
  • Fig. 5 is a schematic diagram showing a robot coordinate system and an obstacle coordinate system according to an exemplary embodiment of the present disclosure
  • Fig. 6 is a block diagram showing a robot motion control device according to an exemplary embodiment of the present disclosure
  • Fig. 7 is a block diagram showing a robot motion control device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 1 is a flowchart illustrating a robot motion control method according to an exemplary embodiment of the present disclosure. As shown in Figure 1, the method includes the following steps:
  • step S101 when the robot moves to the target point, when an obstacle is detected in the movement direction of the robot, the obstacle information is acquired in real time, and the obstacle information includes at least the shortest distance between the robot and the obstacle.
  • a distance measuring sensor (such as a laser sensor or an ultrasonic sensor) provided on the robot can detect obstacles in the moving direction of the robot and collect the distance between the robot and the obstacle.
  • the distance between the robot and the obstacle is the distance between the center of the robot and the edge of the obstacle.
  • the center of the robot can be the midpoint of its maximum width.
  • step S102 when the shortest distance reaches a preset safety distance, the robot is controlled to rotate around the obstacle according to the obstacle information.
  • the obstacle information may further include the number of obstacles. If there is only one obstacle in the movement direction of the robot, the shortest distance is the distance between the robot and the obstacle. When the shortest distance reaches a preset safety distance, the robot can be controlled to rotate around the obstacle along a first path spaced from the edge of the obstacle by the preset safety distance.
  • the robot 10 and the obstacle 21 are both cylinders, and the first path formed at this time is: the center O 1 of the obstacle 21 is the center of the circle, and the preset safety distance dr and the obstacle The sum of the radii R 1 of the object 21 is the arc S 1 of the radius.
  • the obstacle with the shortest distance from the robot can be the target obstacle, and according to the target obstacle and its neighboring obstacles The distance between them determines the rotation path of the robot. Accordingly, the obtained obstacle information further includes the distance between the target obstacle and its neighboring obstacles.
  • the robot can be controlled to rotate around the target obstacle along a second path spaced a preset safety distance from the edge of the target obstacle.
  • the second path is a path passing between the target obstacle and the adjacent obstacle.
  • the number of obstacles is two, and the robot 10, the obstacle 21, and the obstacle 22 are all cylinders, and the obstacle 21 closest to the robot 10 is taken as the target obstacle.
  • the two paths are: an arc S 2 with the center O 1 of the obstacle 21 as the center and the sum of the preset safety distance d r and the radius R 1 of the obstacle 21 as the radius.
  • the arc S 2 passes through the obstacle 21 and Between obstacles 22.
  • a preset geometry envelope algorithm treats the target obstacle and adjacent obstacles as a whole, and controls the robot to rotate around the whole along a third path spaced a predetermined safety distance from the edge of the whole,
  • the third path is a path that passes through the entire side close to the target obstacle.
  • the number of obstacles is two, and the robot 10 and the obstacles 21 and 22 are both cylinders.
  • the obstacle 21 closest to the robot 10 is taken as the target obstacle, and the obstacle 21 is shown.
  • the third path is: an arc S 3 with a preset safety distance dr at a distance from the edge of the whole 20 and the arc S 3 passes through the whole The side of 20 near the obstacle 21.
  • step S103 when it is detected that the robot rotates to a direction pointing to the target point and it is detected that there is no obstacle in the direction, the control robot moves linearly in the direction pointing to the target point.
  • the robot In the process of controlling the robot to rotate around the obstacle, it can be detected in real time whether the robot is rotated to the direction of the target point.
  • the world coordinate system can be established by using the starting position of the robot as the origin, so that the position of the target point relative to the world coordinate system and the position of the robot relative to the world coordinate system at various times can be obtained. At a moment and the current position relative to the world coordinate system and the position of the target point relative to the world coordinate system, it can be determined whether the robot's movement direction is pointing to the target point.
  • the robot When the robot rotates to a direction pointing to the target point and there are no obstacles in the direction, the robot is controlled to move straight to the target point.
  • the total motion path of the robot formed at this time is: an arc (S 1 / S 2 / S 3 ) and a straight line (L 1 / L 2 / L 3 ).
  • Figs. 2 to 4 only show that the robot and the obstacle are both cylinders. In fact, the robot and the obstacles are not necessarily cylinders.
  • the midpoint of the maximum width of the robot can be used as the center of the robot.
  • the center of the robot is preset to be spaced from the edge of the obstacle. The path of the distance rotates around the obstacle, and when it is detected that the robot is turned to the direction pointing to the target point and no obstacle is detected in the direction, the center of the control robot is moved linearly in the direction pointing to the target point.
  • the maximum width of the robot may be used as the diameter, and the midpoint of the maximum width may be used as the center of the robot, and the robot may be regarded as a cylinder.
  • the same may be used for this.
  • Methods treat obstacles as cylinders.
  • the path of the robot's rotation around the obstacle is the radius with the center of the obstacle as the origin and the sum of the preset safety distance and the radius of the obstacle (that is, half of the maximum width of the obstacle) as the radius. Circular arc (as shown in Figure 2 to Figure 4).
  • an obstacle coordinate system (O R X R Y R ) that is parallel to the robot's coordinate system (O R X R Y R ) can be established with the center (O 1 ) of the obstacle as the origin O 1 X 1 Y 1 ), where the coordinate system of the robot is the center of the robot (O R ), and the first movement speed of the robot in the obstacle coordinate system can be set It is shown by Formula (1) and Formula (2).
  • the robot is driven to rotate around the obstacle at the second motion speed, as shown in formula (3).
  • the third motion speed of the robot in the robot coordinate system can be set As shown in equation (4), the robot is controlled to move linearly at the third movement speed in the direction of movement toward the target point G.
  • the robot motion control method of the above embodiment when an obstacle is detected in the robot's movement direction and the shortest distance between the robot and the obstacle reaches a preset safety distance, the robot is controlled to rotate around the obstacle according to the obstacle information, and When the robot rotates to the direction that points to the target point and there are no obstacles in the direction, controlling the robot to move toward the target point in the pointing direction can realize that the robot can avoid the obstacles and reach the target point safely with the shortest path.
  • Fig. 6 is a block diagram showing a robot motion control device according to an exemplary embodiment.
  • the apparatus 600 includes: an obtaining module 601 and a control module 602.
  • the obtaining module 601 is configured to obtain real-time information of an obstacle when an obstacle is detected in a moving direction of the robot during a robot's movement toward a target point, and the obstacle information includes at least the robot The shortest distance from the obstacle.
  • the control module 602 is configured to control the robot to rotate around the obstacle according to the obstacle information when the shortest distance reaches a preset safety distance, and when it is detected that the robot is turned to point to the target point, When the direction is detected and there is no obstacle in the direction, the robot is controlled to move linearly in a direction pointing to the target point.
  • the obstacle information further includes the number of the obstacles
  • the control module 602 includes:
  • a first control sub-module 621 is configured to control the robot to rotate around the obstacle along a first path spaced from the edge of the obstacle by the preset distance when the number is one.
  • control module 602 further includes:
  • a target obstacle determination sub-module 622 configured to use the obstacle having the shortest distance to the robot as the target obstacle when the number is multiple, and the obstacle information further includes the obstacle The distance between the target obstacle and its neighboring obstacles;
  • a second control submodule 623 configured to control the robot along the target obstacle when the difference between the distance and the maximum width of the robot is greater than or equal to twice the preset safety distance
  • a third control sub-module 624 is configured to control the target obstacle and the adjacent obstacle as a whole according to a preset geometric envelope algorithm when the difference is less than the preset safety distance.
  • the robot rotates around the whole along a third path that is spaced from the entire edge by the preset safety distance, wherein the third path is a path that passes through the entire side near the target obstacle. .
  • control module 602 includes:
  • Obstacle coordinate system establishment sub-module 625 is configured to use the center of the obstacle as an origin to establish an obstacle coordinate system parallel to the coordinate system of the robot, wherein the center of the obstacle is the obstacle's Midpoint of maximum width
  • a first setting sub-module 626 is configured to set a first movement speed of the robot in the obstacle coordinate system:
  • a speed determining submodule 627 configured to determine a second moving speed of the robot in the robot coordinate system according to the first moving speed:
  • a fourth control sub-module 628 is configured to control the robot to rotate around the obstacle with the center of the obstacle as an origin according to the second motion speed.
  • control module 602 includes:
  • a second setting submodule 629 configured to set a third movement speed of the robot in a coordinate system of the robot
  • a fifth control sub-module 630 is configured to control the robot to move linearly at the third moving speed in a moving direction pointing to the target point.
  • the robot can avoid obstacles and reach the target point safely with the shortest path.
  • an embodiment of the present disclosure further provides a computer-readable storage medium having computer program instructions stored thereon, which are executed by a processor to implement the robot motion control method according to the embodiments of the present disclosure.
  • an embodiment of the present disclosure further provides a robot motion control device including the computer-readable storage medium according to the embodiment of the present disclosure; and one or more processors for executing the computer-readable storage medium. program.
  • an embodiment of the present disclosure further provides a robot, including the robot motion control device according to the embodiment of the present disclosure.

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Abstract

一种机器人运动控制方法、装置、存储介质及机器人（10），以实现使机器人（10）避开障碍物（21）、以最短路径安全达到目标点（G）。所述方法包括：在机器人（10）向目标点（G）运动的过程中，当检测到所述机器人（10）的运动方向上存在障碍物（21）时，实时获取所述障碍物（21）的信息，所述障碍物（21）的信息至少包括所述机器人（10）与所述障碍物（21）之间的最短距离；当所述最短距离达到预设安全距离（d r）时，根据所述障碍物（21）的信息控制所述机器人（10）绕所述障碍物（21）转动；并且当检测到所述机器人（10）转动至指向所述目标点（G）的方向且检测到该方向上不存在障碍物（21）时，控制所述机器人（10）沿指向所述目标点（G）的方向直线运动。

Description

机器人运动控制方法、装置、存储介质及机器人 技术领域
本公开涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人运动控制方法、装置、存储介质及机器人。
背景技术
随着计算机技术、传感器技术及人工智能的迅速发展，机器人自主导航技术也取得了很大进展。但对于复杂的外界环境，机器人在运动过程中难免会遇到障碍物，如何避开障碍物、安全达到目标点，是机器人自主导航的关键问题。
发明内容
本公开的目的是提供一种机器人运动控制方法、装置、存储介质及机器人，用于实现使机器人避开障碍物、以最短路径安全达到目标点。
为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种机器人运动控制方法，包括：
在机器人向目标点运动的过程中，当检测到所述机器人的运动方向上存在障碍物时，实时获取所述障碍物的信息，所述障碍物信息至少包括所述机器人与所述障碍物之间的最短距离；
当所述最短距离达到预设安全距离时，根据所述障碍物信息控制所述机器人绕所述障碍物转动；并且
当检测到所述机器人转动至其指向所述目标点的方向且检测到该方向上不存在障碍物时，控制所述机器人沿指向所述目标点的方向直线运动。
本公开第二方面提供一种机器人运动控制装置，包括：
获取模块，用于在机器人向目标点运动的过程中，当检测到所述机器人的运动方向上存在障碍物时，实时获取所述障碍物的信息，所述障碍物信息至少包括所述机器人与所述障碍物之间的最短距离；
控制模块，用于当所述最短距离达到预设安全距离时，根据所述障碍物信息控制所述机器人绕所述障碍物转动，并且当检测到所述机器人转动至指向所述目标点的方向且检测到该方向上不存在障碍物时，控制所述机器人沿指向所述目标点的方向直线运动。
本公开第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开第一方面所述的方法。
本公开第四方面提供一种机器人运动控制装置，包括：
本公开第三方面所述的计算机可读存储介质；以及
一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
本公开第五方面提供一种机器人，包括本公开第二方面所述的机器人运动控制装置。
采用上述技术方案，在机器人向目标点运动的过程中，在检测到机器人的运动方向上存在障碍物时，实时获取障碍物的信息，并在机器人与障碍物之间的最短距离达到预设安全距离时，根据障碍物信息控制机器人绕障碍物转动并在机器人转动至指向目标点的方向且检测到该方向上不存在障碍物时，控制机器人沿指向目标点的方向直线运动，可以实现使机器人避开障碍物、以最短路径安全达到目标点。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，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是根据本公开一示例性实施例示出的一种机器人运动控制方法的流程图；
图2至图4示出了在实施本公开提供的机器人运动控制方法时的场景示意图；
图5是根据本公开一示例性实施例示出的一种机器人坐标系与障碍物坐标系的示意图；
图6是根据本公开一示例性实施例示出的一种机器人运动控制装置的框图；
图7是根据本公开另一示例性实施例示出的一种机器人运动控制装置的框图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必理解为特定的顺序或先后次序。
图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种机器人运动控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
在步骤S101中，在机器人向目标点运动的过程中，当检测到机器人的运动方向上存在障碍物时，实时获取障碍物的信息，障碍物信息至少包括机 器人与障碍物之间的最短距离。
在一种实施方式中，可以通过设置在机器人上的测距传感器(例如激光传感器或超声波传感器)检测机器人的运动方向上的障碍物并采集机器人与障碍物之间的距离。
在本公开的实施例中，机器人与障碍物之间的距离为机器人的中心与障碍物的边缘之间的距离。其中，机器人的中心可以为其最大宽度的中点。
在步骤S102中，当最短距离达到预设安全距离时，根据障碍物信息控制机器人绕障碍物转动。
在一种实施方式中，障碍物信息还可以包括障碍物的数量。若机器人的运动方向上仅存在一个障碍物，则所述最短距离即为机器人与该障碍物之间的距离。当所述最短距离达到预设安全距离时，可以控制机器人沿与障碍物的边缘间隔该预设安全距离的第一路径绕该障碍物转动。例如，如图2所示，以机器人10和障碍物21均为圆柱体示意，此时形成的第一路径为：以障碍物21的中心O 1为圆心、以预设安全距离d r与障碍物21的半径R 1之和为半径的圆弧S 1。
对于机器人的运动方向上存在多个障碍物的复杂场景，为了保证机器人的运动轨迹最短，可以将与机器人之间拥有最短距离的障碍物作为目标障碍物，并根据目标障碍物与其相邻障碍物之间的距离确定机器人的转动路径。相应地，获取到的障碍物信息还包括目标障碍物与其相邻障碍物之间的距离。
示例地，若目标障碍物与其相邻障碍物之间的距离与机器人的最大宽度之间的差值大于或等于预设安全距离的两倍，则可以判定机器人可以从两障碍物的中间通过，因而可以控制机器人沿与目标障碍物的边缘间隔预设安全距离的第二路径绕目标障碍物转动。其中，第二路径为经过目标障碍物和该相邻障碍物之间的路径。例如，如图3所示，以障碍物的数量为两个且机器 人10和障碍物21、障碍物22均为圆柱体示意，将距离机器人10最近的障碍物21作为目标障碍物，此时第二路径为：以障碍物21的中心O 1为圆心、以预设安全距离d r与障碍物21的半径R 1之和为半径的圆弧S 2，该圆弧S 2经过障碍物21和障碍物22之间。
若目标障碍物与其相邻障碍物之间的距离与机器人的最大宽度之间的差值小于预设安全距离的两倍，则可以判定机器人可能无法从两障碍物之间通过，此时可以根据预设的几何体包络算法(例如扫掠球算法)将目标障碍物和相邻的障碍物作为一整体，控制机器人沿与该整体的边缘间隔预设安全距离的第三路径绕该整体转动，其中，第三路径为经过该整体的靠近目标障碍物的一侧的路径。示例地，如图4所示，以障碍物的数量为两个且机器人10和障碍物21、22均为圆柱体示意，将距离机器人10最近的障碍物21作为目标障碍物，将障碍物21和障碍物22作为一整体20(如虚线所示)，此时第三路径为：以与该整体20的边缘间隔预设安全距离d r的圆弧S 3且该圆弧S 3经过该整体20的靠近障碍物21的一侧。
在步骤S103中，当检测到机器人转动至指向目标点的方向且检测到该方向上不存在障碍物时，控制机器人沿指向目标点的方向直线运动。
在控制机器人绕障碍物转动的过程中，可以实时检测机器人是否转动至指向目标点的方向。在一种实施方式中，可以将机器人的起始位置作为原点建立世界坐标系，由此可以得到目标点相对于世界坐标系的位置以及机器人在各个时刻相对于世界坐标系的位置，根据机器人上一时刻和当前时刻相对于世界坐标系的位置以及目标点相对于世界坐标系的位置，即可判断机器人的运动方向是否指向目标点。
当机器人转动至指向目标点的方向且该方向上不存在障碍物时，控制机器人直线运动到目标点。例如，如图2至图4所示，此时形成的机器人的总运动路径为：圆弧(S 1/S 2/S 3)和过目标点G切向该圆弧的直线(L 1/L 2/L 3)。
值得说明的是，图2至图4仅以机器人和障碍物均为圆柱体示意，而实际上，机器人和障碍物并不一定为圆柱体。对此，作为一种可选的实施方式，可以将机器人的最大宽度的中点作为该机器人的中心，在控制机器人绕障碍物转动时，控制机器人的中心沿与障碍物的边缘间隔预设安全距离的路径绕障碍物转动，并在检测到机器人转动至指向目标点的方向且检测到该方向上不存在障碍物时，控制机器人的中心沿指向目标点的方向直线运动。
作为另一种可选的实施方式，对于机器人，可以以机器人的最大宽度为直径、以最大宽度的中点作为该机器人的中心，将机器人视为一圆柱体；对于障碍物，同样可以以此方法将障碍物视为圆柱体。在这种情况下，机器人绕障碍物转动的路径即为以障碍物的中心为原点、以预设安全距离和障碍物的半径(即障碍物的最大宽度的二分之一)之和为半径的圆弧(如图2至图4所示)。
在本公开的其他实施方式中，考虑到机器人多数是以速度驱动运动的，因而可以通过对机器人的运动速度进行规划，控制机器人以规划的运动速度向目标点运动。示例地，参见图5(仅以XY平面示意)，首先，可以将障碍物的中心(O 1)作为原点，建立与机器人的坐标系(O RX RY R)平行的障碍物坐标系(O 1X 1Y 1)，其中，机器人的坐标系以机器人的中心(O R)，并且可以设置机器人在障碍物坐标系下的第一运动速度
Figure PCTCN2018091624-appb-000001
如式(1)和式(2)所示。接着，根据第一运动速度
Figure PCTCN2018091624-appb-000002
确定机器人在机器人坐标系下的第二运动速度
Figure PCTCN2018091624-appb-000003
并以该第二运动速度驱动机器人绕障碍物转动，如式(3)所示。在机器人的转动过程中，当检测到机器人转动至指向目标点G的方向且检测到该方向上不存在障碍物时，则可以设置机器人在机器人坐标系下的第三运动速度
Figure PCTCN2018091624-appb-000004
如式(4)所示，并控制机器人以第三运动速度沿指向目标点G的运动方向直线运动。
Figure PCTCN2018091624-appb-000005
v 0＝w 0·(d r+L/2)    (2)
Figure PCTCN2018091624-appb-000006
Figure PCTCN2018091624-appb-000007
其中，
Figure PCTCN2018091624-appb-000008
为所述第一运动速度；
Figure PCTCN2018091624-appb-000009
为所述第二运动速度；
Figure PCTCN2018091624-appb-000010
为所述第三运动速度；v 0为机器人的线速度；w 0为机器人的角速度；d为机器人与障碍物之间的最短距离；d r为预设安全距离；L为障碍物的最大宽度； RT O为预设转换矩阵。
通过上述实施例的机器人运动控制方法，在检测到机器人的运动方向上存在障碍物且机器人与障碍物之间的最短距离达到预设安全距离时，根据障碍物信息控制机器人绕障碍物转动，并在机器人转动至指向目标点的方向且该方向上不存在障碍物时控制机器人沿指向方向向目标点运动，可以实现使机器人避开障碍物、以最短路径安全达到目标点。
图6是根据一示例性实施例示出的一种机器人运动控制装置的框图。如图6所示，该装置600包括：获取模块601和控制模块602。
该获取模块601用于在机器人向目标点运动的过程中，当检测到所述机器人的运动方向上存在障碍物时，实时获取所述障碍物的信息，所述障碍物信息至少包括所述机器人与所述障碍物之间的最短距离。
该控制模块602用于当所述最短距离达到预设安全距离时，根据所述障碍物信息控制所述机器人绕所述障碍物转动，并且当检测到所述机器人转动至指向所述目标点的方向且检测到该方向上不存在障碍物时，控制所述机器人沿指向所述目标点的方向直线运动。
在另一个实施例中，如图7所示，所述障碍物信息还包括所述障碍物的 数量；
所述控制模块602包括：
第一控制子模块621，用于在所述数量为一个时，控制所述机器人沿与所述障碍物的边缘间隔所述预设距离的第一路径绕所述障碍物转动。
在另一个实施例中，如图7所示，所述控制模块602还包括：
目标障碍物确定子模块622，用于在所述数量为多个时，将与所述机器人之间拥有所述最短距离的障碍物作为所述目标障碍物，所述障碍物信息还包括所述目标障碍物与其相邻障碍物之间的距离；
第二控制子模块623，用于在所述距离与所述机器人的最大宽度之间的差值大于或等于所述预设安全距离的两倍时，控制所述机器人沿与所述目标障碍物的边缘间隔所述预设安全距离的第二路径绕所述目标障碍物转动，所述第二路径为经过所述目标障碍物和所述相邻障碍物之间的路径；
第三控制子模块624，用于在所述差值小于所述预设安全距离时，根据预设的几何体包络算法将所述目标障碍物和所述相邻障碍物作为一整体，控制所述机器人沿与所述整体的边缘间隔所述预设安全距离的第三路径绕所述整体转动，其中，所述第三路径为经过所述整体的靠近所述目标障碍物的一侧的路径。
在另一个实施例中，如图7所示，所述控制模块602包括：
障碍物坐标系建立子模块625，用于将所述障碍物的中心作为原点，建立与所述机器人的坐标系平行的障碍物坐标系，其中，所述障碍物的中心为所述障碍物的最大宽度的中点；
第一设置子模块626，用于设置所述机器人在所述障碍物坐标系下的第一运动速度：
Figure PCTCN2018091624-appb-000011
v 0＝w 0·(d r+L/2)
速度确定子模块627，用于根据所述第一运动速度确定所述机器人在所述机器人坐标系下的第二运动速度：
Figure PCTCN2018091624-appb-000012
其中，
Figure PCTCN2018091624-appb-000013
为所述第一运动速度；
Figure PCTCN2018091624-appb-000014
为所述第二运动速度；v 0为所述机器人的线速度；w 0为所述机器人的角速度；d为所述最短距离；d r为所述预设安全距离；L为所述障碍物的最大宽度； RT O为预设转换矩阵；
第四控制子模块628，用于根据所述第二运动速度控制所述机器人以所述障碍物的中心为原点绕所述障碍物转动。
在另一个实施例中，如图7所示，所述控制模块602包括：
第二设置子模块629，用于设置所述机器人在所述机器人的坐标系下的第三运动速度；
Figure PCTCN2018091624-appb-000015
其中，
Figure PCTCN2018091624-appb-000016
为所述第三运动速度，v0为所述机器人的线速度；
第五控制子模块630，用于控制所述机器人以所述第三运动速度沿指向所述目标点的运动方向直线运动。
所属本领域的技术人员应该清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的机器人运动控制装置的各模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中对应的过程，此处不再赘述。
其次，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述功能模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例 中的对应过程，在此不再赘述。
通过上述实施例的机器人运动控制装置，可以实现使机器人避开障碍物、以最短路径安全达到目标点。
相应地，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开实施例所述的机器人运动控制方法。
相应地，本公开实施例还提供一种机器人运动控制装置，包括本公开实施例所述的计算机可读存储介质；以及一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
相应地，本公开实施例还提供一种机器人，包括本公开实施例所述的机器人运动控制装置。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (13)

  1. 一种机器人运动控制方法，其特征在于，包括：
    在机器人向目标点运动的过程中，当检测到所述机器人的运动方向上存在障碍物时，实时获取所述障碍物的信息，所述障碍物的信息至少包括所述机器人与所述障碍物之间的最短距离；
    当所述最短距离达到预设安全距离时，根据所述障碍物信息控制所述机器人绕所述障碍物转动；并且
    当检测到所述机器人转动至指向所述目标点的方向且检测到该方向上不存在障碍物时，控制所述机器人沿指向所述目标点的方向直线运动。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述障碍物信息还包括所述障碍物的数量；
    所述根据所述障碍物信息控制所述机器人绕所述障碍物转动，包括：
    若所述数量为一个，则控制所述机器人沿与所述障碍物的边缘间隔所述预设距离的第一路径绕所述障碍物转动。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述障碍物信息控制所述机器人绕所述障碍物转动，还包括：
    若所述数量为多个，则将与所述机器人之间拥有所述最短距离的障碍物作为所述目标障碍物，所述障碍物信息还包括所述目标障碍物与其相邻障碍物之间的距离；
    若所述距离与所述机器人的最大宽度之间的差值大于或等于所述预设安全距离的两倍，则控制所述机器人沿与所述目标障碍物的边缘间隔所述预设安全距离的第二路径绕所述目标障碍物转动，所述第二路径为经过所述目标障碍物和所述相邻障碍物之间的路径；
    若所述差值小于所述预设安全距离的两倍，则根据预设的几何体包络算法将所述目标障碍物和所述相邻障碍物作为一整体，控制所述机器人沿与所述整体的边缘间隔所述预设安全距离的第三路径绕所述整体转动，其中，所述第三路径为经过所述整体的靠近所述目标障碍物的一侧的路径。
  4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述障碍物信息控制所述机器人绕所述障碍物转动，包括：
    将所述障碍物的中心作为原点，建立与所述机器人的坐标系平行的障碍物坐标系，其中，所述障碍物的中心为所述障碍物的最大宽度的中点；
    设置所述机器人在所述障碍物坐标系下的第一运动速度：
    Figure PCTCN2018091624-appb-100001
    v 0＝w 0·(d r+L/2)
    根据所述第一运动速度确定所述机器人在所述机器人坐标系下的第二运动速度：
    Figure PCTCN2018091624-appb-100002
    其中，
    Figure PCTCN2018091624-appb-100003
    为所述第一运动速度；
    Figure PCTCN2018091624-appb-100004
    为所述第二运动速度；v 0为所述机器人的线速度；w 0为所述机器人的角速度；d为所述最短距离；d r为所述预设安全距离；L为所述障碍物的最大宽度； RT O为预设转换矩阵；
    根据所述第二运动速度控制所述机器人以所述障碍物的中心为原点绕所述障碍物转动。
  5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述机器人沿指向所述目标点的方向直线运动，包括：
    设置所述机器人在所述机器人的坐标系下的第三运动速度：
    Figure PCTCN2018091624-appb-100005
    其中，
    Figure PCTCN2018091624-appb-100006
    为所述第三运动速度，v 0为所述机器人的线速度；
    控制所述机器人以所述第三运动速度沿指向所述目标点的运动方向直线运动。
  6. 一种机器人运动控制装置，其特征在于，包括：
    获取模块，用于在机器人向目标点运动的过程中，当检测到所述机器人的运动方向上存在障碍物时，实时获取所述障碍物的信息，所述障碍物信息至少包括所述机器人与所述障碍物之间的最短距离；
    控制模块，用于当所述最短距离达到预设安全距离时，根据所述障碍物信息控制所述机器人绕所述障碍物转动，并且当检测到所述机器人转动至指向所述目标点的方向且检测到该方向上不存在障碍物时，控制所述机器人沿指向所述目标点的方向直线运动。
  7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述障碍物信息还包括所述障碍物的数量；
    所述控制模块包括：
    第一控制子模块，用于在所述数量为一个时，控制所述机器人沿与所述障碍物的边缘间隔所述预设距离的第一路径绕所述障碍物转动。
  8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块还包括：
    目标障碍物确定子模块，用于在所述数量为多个时，将与所述机器人之间拥有所述最短距离的障碍物作为所述目标障碍物，所述障碍物信息还包括所述目标障碍物与其相邻障碍物之间的距离；
    第二控制子模块，用于在所述距离与所述机器人的最大宽度之间的差值大于或等于所述预设安全距离的两倍时，控制所述机器人沿与所述目标障碍物的边缘间隔所述预设安全距离的第二路径绕所述目标障碍物转动，所述第二路径为经过所述目标障碍物和所述相邻障碍物之间的路径；
    第三控制子模块，用于在所述差值小于所述预设安全距离时，根据预设的几何体包络算法将所述目标障碍物和所述相邻障碍物作为一整体，控制所述机器人沿与所述整体的边缘间隔所述预设安全距离的第三路径绕所述整体转动，其中，所述第三路径为经过所述整体的靠近所述目标障碍物的一侧的路径。
  9. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：
    障碍物坐标系建立子模块，用于将所述障碍物的中心作为原点，建立与所述机器人的坐标系平行的障碍物坐标系，其中，所述障碍物的中心为所述障碍物的最大宽度的中点；
    第一设置子模块，用于设置所述机器人在所述障碍物坐标系下的第一运动速度：
    Figure PCTCN2018091624-appb-100007
    v 0＝w 0·(d r+L/2)
    速度确定子模块，用于根据所述第一运动速度确定所述机器人在所述机器人坐标系下的第二运动速度：
    Figure PCTCN2018091624-appb-100008
    其中，
    Figure PCTCN2018091624-appb-100009
    为所述第一运动速度；
    Figure PCTCN2018091624-appb-100010
    为所述第二运动速度；v 0为所述机器人的线速度；w 0为所述机器人的角速度；d为所述最短距离；d r为所述预设安全距离；L为所述障碍物的最大宽度； RT O为预设转换矩阵；
    第四控制子模块，用于根据所述第二运动速度控制所述机器人以所述障碍物的中心为原点绕所述障碍物转动。
  10. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：
    第二设置子模块，用于设置所述机器人在所述机器人的坐标系下的第三运动速度；
    Figure PCTCN2018091624-appb-100011
    其中，
    Figure PCTCN2018091624-appb-100012
    为所述第三运动速度，v 0为所述机器人的线速度；
    第五控制子模块，用于控制所述机器人以所述第三运动速度沿指向所述目标点的运动方向直线运动。
  11. 一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1～5中任一项所述的方法。
  12. 一种机器人运动控制装置，其特征在于，包括：
    权利要求11中所述的计算机可读存储介质；以及
    一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
  13. 一种机器人，其特征在于，包括权利要求6～10中任一项所述的机器人运动控制装置。
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