本發(fā)明實(shí)施例涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種路徑規(guī)劃方法及機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，人們對機(jī)器人的要求不斷提高，可移動的機(jī)器人作為機(jī)器人應(yīng)用中的重要分支，其在生活中的重要性也逐漸體現(xiàn)出來。比如用于搬運(yùn)貨物或帶人的機(jī)器人越來越多地被用于人們的日常生活中。為了讓機(jī)器人成功完成任務(wù)，就需要保證機(jī)器人能順利到達(dá)目標(biāo)位置，因此，機(jī)器人的路徑規(guī)劃問題就顯得非常重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施方式的目的在于提供一種路徑規(guī)劃方法及機(jī)器人，以解決室外復(fù)雜環(huán)境下機(jī)器人的路徑規(guī)劃問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種路徑規(guī)劃方法，包括：獲取環(huán)境地圖，并根據(jù)當(dāng)前的地圖信息對所述地圖進(jìn)行區(qū)塊劃分；根據(jù)每個(gè)區(qū)塊的信息對所述區(qū)塊進(jìn)行分級；確定目標(biāo)位置，根據(jù)各區(qū)塊的級別規(guī)劃機(jī)器人從當(dāng)前位置到目標(biāo)位置的路線。

本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種機(jī)器人，包括：至少一個(gè)處理器；以及與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行上述的路徑規(guī)劃方法。

本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的路徑規(guī)劃方法。

本發(fā)明實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，對地圖進(jìn)行區(qū)塊劃分并獲取每個(gè)區(qū)塊的級別，根據(jù)這些級別，機(jī)器人可以清楚地了解周圍環(huán)境中哪些地方可以走、哪些地方不可以走、哪些地方更通暢等。在對周圍環(huán)境有所了解后，機(jī)器人再規(guī)劃從當(dāng)前位置到目標(biāo)位置的路線。這種做法可使機(jī)器人避開障礙物、禁止機(jī)器人行走的區(qū)域等，有助于增強(qiáng)規(guī)劃的路線的可靠性，且可保證機(jī)器人快速、順利地到達(dá)目標(biāo)位置。

進(jìn)一步地，在所述根據(jù)每個(gè)區(qū)塊的信息對所述區(qū)塊進(jìn)行分級之后，所述路徑規(guī)劃方法還包括：實(shí)時(shí)更新所述區(qū)塊的信息，并根據(jù)更新后的信息調(diào)整所述區(qū)塊的級別。這使得機(jī)器人可實(shí)時(shí)根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境狀況，調(diào)整自己的行走路線，這可實(shí)時(shí)確保路線的最優(yōu)性，從而進(jìn)一步保障機(jī)器可快速到達(dá)目標(biāo)位置。

進(jìn)一步地，所述確定目標(biāo)位置，具體包括：計(jì)算機(jī)器人所在區(qū)塊的當(dāng)前級別與預(yù)設(shè)范圍內(nèi)待選區(qū)塊的當(dāng)前級別之間的差值；根據(jù)計(jì)算所得的差值，從所述待選區(qū)塊中選出滿足預(yù)設(shè)條件的區(qū)塊作為目標(biāo)位置。提供一種確定目標(biāo)位置的方法。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)各區(qū)塊的級別規(guī)劃機(jī)器人從當(dāng)前位置到目標(biāo)位置的路線，具體包括：比較機(jī)器人所在區(qū)塊的各鄰近區(qū)塊的級別大小，并選擇所述各鄰近區(qū)塊中級別最高的區(qū)塊作為機(jī)器人的下一步行進(jìn)目標(biāo)。提供一種確定路線的方法。

進(jìn)一步地，在所述獲取環(huán)境地圖之前，所述路徑規(guī)劃方法還包括：預(yù)先設(shè)置并存儲不同的區(qū)塊與各級別之間的對應(yīng)關(guān)系；所述根據(jù)每個(gè)區(qū)塊的信息對所述區(qū)塊進(jìn)行分級，具體包括：將所述區(qū)塊與存儲的區(qū)塊進(jìn)行匹配；在匹配成功時(shí)，從所述對應(yīng)關(guān)系中查找所述存儲的區(qū)塊對應(yīng)的級別，并將所述級別作為所述區(qū)塊的級別。提供一種獲取各區(qū)別級別的方法。

進(jìn)一步地，在所述將所述區(qū)塊與存儲的區(qū)塊進(jìn)行匹配之后，所述路徑規(guī)劃方法還包括：若匹配不成功，則將所述區(qū)塊的信息發(fā)送至服務(wù)器；在接收到服務(wù)器返回的所述區(qū)塊的級別時(shí)，將返回的級別作為所述區(qū)塊的級別并更新所述對應(yīng)關(guān)系。通過這種自學(xué)習(xí)的方式，有利于進(jìn)一步完善機(jī)器人對周圍環(huán)境的認(rèn)知。

附圖說明

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例通過與之對應(yīng)的附圖中的圖片進(jìn)行示例性說明，這些示例性說明并不構(gòu)成對實(shí)施例的限定，附圖中具有相同參考數(shù)字標(biāo)號的元件表示為類似的元件，除非有特別申明，附圖中的圖不構(gòu)成比例限制。

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的路徑規(guī)劃方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的機(jī)器人根據(jù)各區(qū)塊的級別規(guī)劃出的行進(jìn)路線的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種路徑規(guī)劃方法。具體流程如圖1所示；

步驟101：獲取環(huán)境地圖，并根據(jù)當(dāng)前的地圖信息對地圖進(jìn)行區(qū)塊劃分。

該地圖的信息可包括每部分的標(biāo)識信息，如住宅區(qū)、道路、辦公大樓、河流等。根據(jù)這些信息可將地圖劃分成一個(gè)個(gè)區(qū)塊。一個(gè)區(qū)塊可以是一個(gè)住宅區(qū)、一幢辦公大樓、一個(gè)學(xué)?；蛞粭l馬路。對于具有多個(gè)車道的馬路而言，還可具體將每個(gè)車道作為一個(gè)區(qū)塊。在本實(shí)施應(yīng)用中，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行區(qū)塊的劃分，本實(shí)施方式對此不做限制。

步驟102：根據(jù)每個(gè)區(qū)塊的信息對區(qū)塊進(jìn)行分級。

該區(qū)塊的信息可包括標(biāo)識信息、是否允許通行、擁擠程度、允許行進(jìn)的最大速度、當(dāng)前機(jī)器人的數(shù)量等。具體地說，若某個(gè)區(qū)塊是個(gè)住宅區(qū)，它的標(biāo)識信息就是住宅區(qū)；若該區(qū)塊是條道路，它的標(biāo)識信息即是道路。根據(jù)這些標(biāo)識信息機(jī)器人可以大致判斷出哪些區(qū)塊可以作為行走路線、哪些區(qū)塊不可以作為行走路線。機(jī)器人還可根據(jù)區(qū)塊是否允許通行來進(jìn)一步確定其是否可以作為行走路線。對于道路而言，還可考慮其各個(gè)車道當(dāng)前的擁擠程度、允許行進(jìn)的最大速度等信息。

在實(shí)際應(yīng)用中可綜合一個(gè)區(qū)塊的所有信息，來評估其作為機(jī)器人行進(jìn)路線的可行性，從而對其進(jìn)行分級?？尚行栽酱?，給其分配的級別就越高。對于一些禁入?yún)^(qū)塊(可以是明令禁止非工作人員的進(jìn)入的地方，也可以是河流、建筑物等機(jī)器人無法通過的地方)可以直接分配最低級別。而對于其他允許機(jī)器人通行的區(qū)塊，可根據(jù)機(jī)器人可自由行走的程度來分配級別。如對于一條具有多個(gè)車道的馬路來說，每條車道的擁擠程度可能有所區(qū)別，這就導(dǎo)致機(jī)器人可自由行走的程度有所差異，從而使得不同車道的級別不同。

步驟103：確定目標(biāo)位置。

本實(shí)施方式可預(yù)先設(shè)定當(dāng)機(jī)器人所在的區(qū)塊的級別與預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的待選區(qū)塊的級別之間的差值滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，機(jī)器人就會以待選區(qū)塊為目標(biāo)位置；若差值不滿足預(yù)設(shè)條件，則將機(jī)器人當(dāng)前所在的位置作為目標(biāo)位置，即使機(jī)器人留在原地。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)需要機(jī)器人前往待選區(qū)塊，而機(jī)器人所在區(qū)塊的級別與該待選區(qū)塊的級別的差值不滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，還可通過調(diào)整機(jī)器人所在區(qū)塊的級別或該待選區(qū)塊的級別，以使兩者的差值滿足預(yù)設(shè)條件。例如，機(jī)器人所在的區(qū)塊的機(jī)器人數(shù)量過多，而待選區(qū)塊的機(jī)器人數(shù)量又過少時(shí)，為了合理分配兩個(gè)區(qū)塊的機(jī)器人數(shù)量，就可通過調(diào)整機(jī)器人所在區(qū)塊的級別或該待選區(qū)塊的級別，以使兩者的差值滿足預(yù)設(shè)條件。

本實(shí)施方式，可通過以下方式來確定目標(biāo)位置：

步驟1031：計(jì)算機(jī)器人所在區(qū)塊的當(dāng)前級別與預(yù)設(shè)范圍內(nèi)待選區(qū)塊的當(dāng)前級別之間的差值。

值得一提的是，待選區(qū)塊的數(shù)量可以有多個(gè)，多個(gè)待選區(qū)塊分布在不同的地區(qū)。例如，機(jī)器人所在的區(qū)塊為a，待選區(qū)塊分別為b、c、d，其中b、c、d分布在不同的地區(qū)。

步驟1032：根據(jù)計(jì)算所得的差值，從待選區(qū)塊中選出滿足預(yù)設(shè)條件的區(qū)塊作為目標(biāo)位置。

得到a與b、a與c、a與d之間的級別之差后，可將這些差值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)某個(gè)差值達(dá)到該預(yù)設(shè)的閾值后，就可將該差值對應(yīng)的待選區(qū)塊作為目標(biāo)位置。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)期望機(jī)器人到達(dá)b時(shí)，就可調(diào)整a或b的級別，以使兩者的級別之差達(dá)到該預(yù)設(shè)的閾值。同時(shí)，也要保證a與c、a與d之間的級別之差不能達(dá)到該預(yù)設(shè)的閾值。

步驟104：根據(jù)各區(qū)塊的級別規(guī)劃機(jī)器人從當(dāng)前位置到目標(biāo)位置的路線。

在確定目標(biāo)位置后，可通過實(shí)時(shí)比較機(jī)器人當(dāng)前所在的區(qū)塊的各鄰近區(qū)塊的級別大小，來選擇機(jī)器人的下一步行進(jìn)目標(biāo)。在選擇下一步行進(jìn)目標(biāo)時(shí)，可選擇該各鄰近區(qū)塊中級別最高的區(qū)塊作為該行進(jìn)目標(biāo)。

或者，在確定目標(biāo)位置后，也可根據(jù)當(dāng)前各區(qū)別的級別，先搜索出從當(dāng)前位置到目標(biāo)位置的所有路線。然后計(jì)算每條路線中包括的所有區(qū)塊的級別之和，并將級別之和最大的路線作為機(jī)器人的行進(jìn)路線。與此同時(shí)，還需要考慮路程的長度，優(yōu)選級別之和較大且路程長度較短的路線。即可根據(jù)所有區(qū)塊的級別之和及總的路程的長度來選擇行進(jìn)路線。

圖2示出了機(jī)器人根據(jù)各區(qū)塊的級別規(guī)劃出的行進(jìn)路線。圖中的數(shù)字代表每個(gè)區(qū)塊的級別，其中，1代表最大級別，10代表最小級別。這里的“級別之和最大”，即是數(shù)字之和最小。

需要說明的是，在步驟102確定各區(qū)塊的級別后，每個(gè)區(qū)塊的級別并非是固定不變的，而是會隨著時(shí)間不斷更新。可以理解，一條道路在不同的時(shí)間點(diǎn)其擁堵程度是不同的，例如，早晚上下班高峰時(shí)期時(shí)，其擁堵程度顯示高于其它時(shí)間點(diǎn)。道路的這種信息變化，使得其在不同的時(shí)間的級別不同。為了及時(shí)掌握這些變化的信息，可實(shí)時(shí)更新每個(gè)區(qū)塊的信息，并根據(jù)更新后的信息調(diào)整區(qū)塊的級別，以使其級別更能反應(yīng)現(xiàn)實(shí)情況。

本實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，對地圖進(jìn)行區(qū)塊劃分并獲取每個(gè)區(qū)塊的級別，根據(jù)這些級別，機(jī)器人可以清楚地了解周圍環(huán)境中哪些地方可以走、哪些地方不可以走、哪些地方更通暢等。在對周圍環(huán)境有所了解后，機(jī)器人再規(guī)劃從當(dāng)前位置到目標(biāo)位置的路線。這種做法可使機(jī)器人避開障礙物、禁止機(jī)器人行走的區(qū)域等，有助于增強(qiáng)規(guī)劃的路線的可靠性，且可保證機(jī)器人快速、順利地到達(dá)目標(biāo)位置。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種路徑規(guī)劃方法。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式大致相同，主要區(qū)別之處在于：第一實(shí)施方式中，是根據(jù)機(jī)器人所在的區(qū)塊的級別與預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的待選區(qū)塊的級別之間的差值，來確定目標(biāo)位置的。而第二實(shí)施方式中，則是根據(jù)機(jī)器人所在區(qū)塊調(diào)整后的級別與調(diào)整前的級別之間的差值，來確定目標(biāo)位置的。

可預(yù)設(shè)多個(gè)閾值，并根據(jù)機(jī)器人所在區(qū)塊調(diào)整后的級別與調(diào)整前的級別之間的差值與該多個(gè)閾值之間的關(guān)系，來確定目標(biāo)位置。閾值的數(shù)量可根據(jù)待選區(qū)塊的數(shù)量來設(shè)置。

例如，機(jī)器人所在的區(qū)塊為a，有b、c兩個(gè)待選區(qū)塊，則可設(shè)置兩個(gè)閾值，分別為第一閾值與第二閾值。

在調(diào)整a的級別之后，計(jì)算a調(diào)整后的級別與調(diào)整前的級別之差。若差值小于預(yù)設(shè)的第一閾值，則將機(jī)器人當(dāng)前所在的位置作為目標(biāo)位置，即讓機(jī)器人留在原地。若差值大于或等于所述第一閾值、且小于第二閾值，則將b作為目標(biāo)位置，即使機(jī)器人從a移動到b。若差值大于第二閾值，則將c作為目標(biāo)位置。

另外，本實(shí)施方式還可在獲取環(huán)境地圖之前，預(yù)先設(shè)置并存儲不同的區(qū)塊與級別之間的對應(yīng)關(guān)系。這樣在根據(jù)每個(gè)區(qū)塊的信息對劃分出的區(qū)塊進(jìn)行分級時(shí)，就可先將劃分出的區(qū)塊與存儲的區(qū)塊進(jìn)行匹配，在匹配成功時(shí)，則可從存儲的對應(yīng)關(guān)系中查找該存儲的區(qū)塊對應(yīng)的級別，并將查找出的級別作為區(qū)塊的級別。如果匹配不成功，則可將該區(qū)塊的信息發(fā)送給服務(wù)器，由服務(wù)器來分配該區(qū)塊的級別。之后服務(wù)器可將分配的級別返回給機(jī)器人，機(jī)器人將返回的級別作為該區(qū)塊的級別。與此同時(shí)，機(jī)器人還可存儲將該區(qū)塊與對應(yīng)的級別，以更新對應(yīng)關(guān)系。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實(shí)現(xiàn)時(shí)可以合并為一個(gè)步驟或者對某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個(gè)步驟，只要包括相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計(jì)，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計(jì)都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及一種機(jī)器人。該機(jī)器人包括：至少一個(gè)處理器；以及與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行上述實(shí)施方式所述的路徑規(guī)劃方法。

其中，存儲器和處理器采用總線方式連接，總線可以包括任意數(shù)量的互聯(lián)的總線和橋，總線將一個(gè)或多個(gè)處理器和存儲器的各種電路連接在一起?？偩€還可以將諸如外圍設(shè)備、穩(wěn)壓器和功率管理電路等之類的各種其他電路連接在一起，這些都是本領(lǐng)域所公知的，因此，本文不再對其進(jìn)行進(jìn)一步描述?？偩€接口在總線和收發(fā)機(jī)之間提供接口。收發(fā)機(jī)可以是一個(gè)元件，也可以是多個(gè)元件，比如多個(gè)接收器和發(fā)送器，提供用于在傳輸介質(zhì)上與各種其他裝置通信的單元。經(jīng)處理器處理的數(shù)據(jù)通過天線在無線介質(zhì)上進(jìn)行傳輸，進(jìn)一步，天線還接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送給處理器。

處理器負(fù)責(zé)管理總線和通常的處理，還可以提供各種功能，包括定時(shí)，外圍接口，電壓調(diào)節(jié)、電源管理以及其他控制功能。而存儲器可以被用于存儲處理器在執(zhí)行操作時(shí)所使用的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明第四實(shí)施方式涉及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，存儲有計(jì)算機(jī)程序。計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例。

即，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序存儲在一個(gè)存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一個(gè)設(shè)備(可以是單片機(jī)，芯片等)或處理器(processor)執(zhí)行本申請各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。