一種機(jī)器人自主避障方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種機(jī)器人自主避障方法，所述方法包括：獲取由機(jī)器人在左側(cè)、中部和右側(cè)分別設(shè)置的多個傳感器檢測的所述機(jī)器人與障礙物之間的距離值；當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，如果左側(cè)或者右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則向檢測到最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離所在側(cè)轉(zhuǎn)向90度；當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，如果僅左側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則向左側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度值。本發(fā)明通過在同一方向側(cè)設(shè)置多個傳感器并獲取檢測到的距離的最小值進(jìn)行比較，可以使得機(jī)器人能夠更為靈敏的檢測到障礙物。
【專利說明】
一種機(jī)器人自主避障方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人自主避障方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，越來越多的智能機(jī)器人進(jìn)入到了人們的生活。比如，掃 地機(jī)器人、擦窗機(jī)器人等家庭服務(wù)機(jī)器人，可以自動高效的幫助人們完成日常的掃地或者 擦窗工作，為人們生活帶來了極大的便利性。
[0003] 在家庭服務(wù)機(jī)器人工作過程中，通常需要在室內(nèi)或者室外自動行走。在行走過程 中，必然會遇到各種障礙物，比如家具、墻壁、樹木等。因此，在家庭服務(wù)機(jī)器人工作時，如何 高效、精確的躲避障礙物，是保證智能機(jī)器人服務(wù)質(zhì)量的重要技術(shù)點。
[0004] 目前的家庭服務(wù)機(jī)器人進(jìn)行障礙物躲避時，通常使用紅外傳感器或者超聲波傳感 器的方式，比如在機(jī)器人的四周以及向上伸高的位置設(shè)置傳感器，其中前方和后方分別設(shè) 置兩個傳感器，在左右兩側(cè)各設(shè)置一個傳感器，在機(jī)器人頂面向上延伸的最高處設(shè)置一個 傳感器。由于紅外傳感器或者超聲波傳感器精度較差和不穩(wěn)定的問題，使得現(xiàn)有的機(jī)器人 避障時只能適應(yīng)寬闊的場景，在較窄的場景下(比如走廊）的適應(yīng)性較差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器人自主避障方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器人現(xiàn)有 的機(jī)器人避障時，只能適應(yīng)寬闊的場景，在較窄的場景下(比如走廊）的適應(yīng)性較差的問題。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種機(jī)器人自主避障方法，所述方法包括：
[0007] 獲取由機(jī)器人在左側(cè)、中部和右側(cè)分別設(shè)置的多個傳感器檢測的所述機(jī)器人與障 礙物之間的距離值，所述機(jī)器人的左側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人左手和左腳的傳感器，所述 機(jī)器人右側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人右手和右腳的傳感器，所述機(jī)器人的中部包括分別設(shè)置 在機(jī)器人頭部和軀干部的傳感器；
[0008] 當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，如果左 側(cè)或者右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則向檢測到最小距 離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離所在側(cè)轉(zhuǎn)向90度，并記錄轉(zhuǎn)向的角度；
[0009] 當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，如果僅 左側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則向左側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度 值，如果僅右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離大于的障礙物臨界距離，則向右側(cè)轉(zhuǎn)向第一角 度值，并記錄轉(zhuǎn)向的角度，所述第一角度值小于90度且大于0度。
[0010] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能實現(xiàn)方式中，所述方法還包括：
[0011]當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)和右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均小于預(yù)設(shè)的障礙物臨界 距離，則轉(zhuǎn)向180;
[0012]當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)、右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距 離，且機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，則直線前進(jìn)。
[0013]結(jié)合第一方面，在第一方面的第二種可能實現(xiàn)方式中，所述障礙物臨界距離大于 最近臨界距離DRN，且小于最遠(yuǎn)臨界距離DRF，所述方法還包括：
[0014]當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，且左側(cè) 或右側(cè)中的一側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，左側(cè)或右側(cè)中 的另一側(cè)的傳感器檢測的最小距離值大于最遠(yuǎn)臨界距離時，所述機(jī)器人向左側(cè)或右側(cè)中的 另一側(cè)轉(zhuǎn)向第二角度，所述第二角度小于90度，且大于0度。
[0015]結(jié)合第一方面，在第一方面的第三種可能實現(xiàn)方式中，所述方法還包括：
[0016]如果機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，且左 側(cè)和右側(cè)中的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則獲取之前的待 補(bǔ)償角度值，并根據(jù)所述待補(bǔ)償角度進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
[0017] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第四種可能實現(xiàn)方式中，所述機(jī)器人左側(cè)和右側(cè)分 別設(shè)置有五個傳感器，包括設(shè)置在手掌和肘部的兩個傳感器以及設(shè)置在踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖 關(guān)節(jié)部的外側(cè)的三個傳感器，所述機(jī)器中部設(shè)置有七個傳感器，包括設(shè)置在頭部的兩個傳 感器、設(shè)置在軀干上的三個傳感器以及設(shè)置在腳掌前部、膝蓋前部的兩個傳感器。
[0018] 第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種機(jī)器人自主避障裝置，所述裝置包括：
[0019] 距離值獲取單元，用于獲取由機(jī)器人在左側(cè)、中部和右側(cè)分別設(shè)置的多個傳感器 檢測的所述機(jī)器人與障礙物之間的距離值，所述機(jī)器人的左側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人左手 和左腳的傳感器，所述機(jī)器人右側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人右手和右腳的傳感器，所述機(jī)器 人的中部包括分別設(shè)置在機(jī)器人頭部和軀干部的傳感器；
[0020] 第一轉(zhuǎn)向單元，用于當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的中 部距離閾值，如果左側(cè)或者右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距 離，則向檢測到最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離所在側(cè)轉(zhuǎn)向90度，并記錄轉(zhuǎn)向的角 度；
[0021] 第二轉(zhuǎn)向單元，用于當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中 部距離閾值，如果僅左側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則向 左側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度值，如果僅右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離大于的障礙物臨界距離，則 向右側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度值，并記錄轉(zhuǎn)向的角度，所述第一角度值小于90度且大于0度。
[0022] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括：
[0023]回轉(zhuǎn)單元，用于當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)和右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均小于預(yù)設(shè) 的障礙物臨界距離，則轉(zhuǎn)向180;
[0024]直線前進(jìn)單元，用于當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)、右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均大于 預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，且機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距 離閾值，則直線前進(jìn)。
[0025]結(jié)合第二方面，在第二方面的第二種可能實現(xiàn)方式中，所述障礙物臨界距離大于 最近臨界距離DRN，且小于最遠(yuǎn)臨界距離DRF，所述裝置還包括：
[0026]第三轉(zhuǎn)向單元，用于當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中 部距離閾值，且左側(cè)或右側(cè)中的一側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的障礙物臨界 距離，左側(cè)或右側(cè)中的另一側(cè)的傳感器檢測的最小距離值大于最遠(yuǎn)臨界距離時，所述機(jī)器 人向左側(cè)或右側(cè)中的另一側(cè)轉(zhuǎn)向第二角度，所述第二角度小于90度，且大于0度。
[0027] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第三種可能實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括：
[0028] 第四轉(zhuǎn)向單元，用于如果機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的 中部距離閾值，且左側(cè)和右側(cè)中的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距 離，則獲取之前的待補(bǔ)償角度值，并根據(jù)所述待補(bǔ)償角度進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
[0029] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第四種可能實現(xiàn)方式中，所述機(jī)器人左側(cè)和右側(cè)分 別設(shè)置有五個傳感器，包括設(shè)置在手掌和肘部的兩個傳感器以及設(shè)置在踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖 關(guān)節(jié)部的外側(cè)的三個傳感器，所述機(jī)器中部設(shè)置有七個傳感器，包括設(shè)置在頭部的兩個傳 感器、設(shè)置在軀干上的三個傳感器以及設(shè)置在腳掌前部、膝蓋前部的兩個傳感器。
[0030] 在本發(fā)明中，通過獲取機(jī)器人獲取分別設(shè)置在機(jī)器人左側(cè)、中部、右側(cè)的多個傳感 器檢測的所述機(jī)器人與障礙物之間的距離值，通過在同一方向側(cè)設(shè)置多個傳感器并獲取檢 測到的距離的最小值進(jìn)行比較，可以使得機(jī)器人各個部分能夠更為靈敏的檢測到障礙物。 并且當(dāng)左側(cè)和右側(cè)中的一側(cè)無障礙，且中部有障礙或者有跌落時，控制機(jī)器人向無障礙側(cè) 旋轉(zhuǎn)90度，當(dāng)中部無障礙以及中部無跌落，且左側(cè)或右側(cè)有一側(cè)為無障礙時，控制機(jī)器人向 無障礙側(cè)旋轉(zhuǎn)第一角度，從而能夠根據(jù)障礙的情況采用對應(yīng)的轉(zhuǎn)向策略，并且記錄轉(zhuǎn)向數(shù) 據(jù)，可用于后續(xù)的調(diào)整。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明第一實施例提供的機(jī)器人自主避障方法的實現(xiàn)流程圖；
[0032]圖la是本發(fā)明第一實施例提供的不同距離的障礙物狀態(tài)區(qū)域示意圖；
[0033] 圖2是本發(fā)明第二實施例提供的機(jī)器人自主避障方法的實現(xiàn)流程圖；
[0034] 圖3是本發(fā)明第三實施例提供的機(jī)器人自主避障方法的實現(xiàn)流程圖；
[0035] 圖4為本發(fā)明第四實施例提供的機(jī)器人自主避障裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0037] 本發(fā)明實施例的目的在于提供一種機(jī)器人自主避障方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī) 器人進(jìn)行自主避障時，通常在機(jī)器人的四周以及向上伸高的位置設(shè)置傳感器的方式，由于 使用的傳感器通常為紅外傳感器或者超聲波傳感器，所檢測的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高，以及穩(wěn)定 性不好，導(dǎo)致現(xiàn)有機(jī)器人自主避障時，只能適用于寬闊的場景，不能適應(yīng)較窄場景的問題。 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0038] 實施例一：
[0039] 圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的機(jī)器人自主避障方法的實現(xiàn)流程，詳述如下：
[0040] 在步驟S101中，獲取由機(jī)器人在左側(cè)、中部和右側(cè)分別設(shè)置的多個傳感器檢測的 所述機(jī)器人與障礙物之間的距離值，所述機(jī)器人的左側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人左手和左腳 的傳感器，所述機(jī)器人右側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人右手和右腳的傳感器，所述機(jī)器人的中 部包括分別設(shè)置在機(jī)器人頭部和軀干部的傳感器。
[0041] 具體的，本發(fā)明實施例中所述傳感器，可以采用紅外傳感器、超聲波傳感器或者使 用深度傳感器檢測距離。為了更好的判斷障礙物，我們可將機(jī)器人前進(jìn)時的正面測距傳感 器分為左側(cè)、中部、右側(cè)三組，分別使用 front_IR_lef t，front_IR_middle，f ront_IR_right 表不。其中，左側(cè)front_IR_left包含front_left_arm_IRO，front_left_arm_IRl，front_ foot_left_IRO ,front_foot_left_IRl ,front_foot_left_IR2一共5個傳感器；中部front_ IR_middle包含front_head_IRl，front_head_IR2，front_torso_top_IR，front_torso_ bottom_IRO,front_torso_b°ttom_IRl,front_foot_middle_IRO,front_foot_middle_IRl 一共7個傳感器；右側(cè)front_IR_right包含front_right_arm_IRO ,front_right_arm_IRl, front_foot_right_IRO,front_foot_right_IRl,front_foot_right_IR2一共5個傳感器。
[0042] 在本發(fā)明中，一種優(yōu)選的傳感器設(shè)置方式包括：
[0043] 所述機(jī)器人左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有五個傳感器，包括設(shè)置在手掌和肘部的兩個傳 感器以及設(shè)置在踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)部的外側(cè)的三個傳感器，所述機(jī)器中部設(shè)置有七個 傳感器，包括設(shè)置在頭部的兩個傳感器、設(shè)置在軀干上的三個傳感器以及設(shè)置在腳掌前部、 膝蓋前部的兩個傳感器。這樣可以使得機(jī)器人通過設(shè)置的傳感器，盡可能高效及時的檢測 到障礙物信息，提高機(jī)器人避障的靈敏度。
[0044]其中，左側(cè)、中部以及右側(cè)傳感器的輸出值，取決于每一組內(nèi)所有的傳感器檢測的 最小距離值。比如，左側(cè)front_IR_lef組測得的機(jī)器人與障礙物之間的距離值有:L1，L2， L3，L4，L5;取每組中的距離最小值作為左側(cè)機(jī)器人與障礙物的距離的輸出值，左側(cè)最小值 為DL = min{Ll，L2，L3，L4，L5}。同樣的方法可以求得中部機(jī)器人與障礙物的距離的輸出值 ML和右側(cè)的機(jī)器人與障礙物的距離的輸出值RL。
[0045] 當(dāng)機(jī)器人在運行過程中遇到了障礙物，根據(jù)其所處不同檢測層次，控制機(jī)器人采 取不同的運動。當(dāng)障礙物處于疑似層時，機(jī)器人減速，試探的前進(jìn)以靠近障礙物；當(dāng)障礙物 處在障礙物確認(rèn)層時，啟動避障程序；當(dāng)機(jī)器人處于危險層時，機(jī)器應(yīng)當(dāng)停止運動。如圖la 所示，根據(jù)檢測的障礙物信息，機(jī)器人查詢避障策略表，指導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行避障運動。
[0046] 其中，對于不同區(qū)域所對應(yīng)的閾值范圍如下表所示：
[0048]在步驟S102中，當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的中部距 離閾值，如果左側(cè)或者右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則 向檢測到最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離所在側(cè)轉(zhuǎn)向90度，并記錄轉(zhuǎn)向的角度。
[0049]在本發(fā)明實施例中，當(dāng)所述機(jī)器人的中部的傳感器檢測到有跌落或者中間有障礙 時，并且左側(cè)或右側(cè)中無障礙物時，可向無障礙一側(cè)轉(zhuǎn)向90度。其中，左側(cè)或右側(cè)具體包括 以下情形：
[0050]當(dāng)左側(cè)無障礙物且右側(cè)有障礙物時，控制機(jī)器向左側(cè)旋轉(zhuǎn)90度；
[00511當(dāng)左側(cè)有障礙物且右側(cè)無障礙物時，控制機(jī)器人向右側(cè)旋轉(zhuǎn)90度；
[0052]當(dāng)左側(cè)和右側(cè)均無障礙物時，控制機(jī)器人向左側(cè)或者右側(cè)中的任一側(cè)旋轉(zhuǎn)90度均 可。
[0053]在步驟S103中，當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距 離閾值，如果僅左側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則向左側(cè) 轉(zhuǎn)向第一角度值，如果僅右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離大于的障礙物臨界距離，則向右 側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度值，并記錄轉(zhuǎn)向的角度，所述第一角度值小于90度且大于0度。
[0054]當(dāng)檢測到中部無跌落并且中間無障礙物時，本發(fā)明還包括轉(zhuǎn)向第一角度值的控制 方式，具體為：
[0055] 當(dāng)檢測到中部無跌落并且中間無障礙物時，如果檢測到左邊無障礙物且右邊有障 礙物時，則向左邊旋轉(zhuǎn)至第一角度值；
[0056] 當(dāng)檢測到中部無跌落并且中間無障礙物時，如果檢測到右邊無障礙物且左邊有障 礙物時，則向右邊旋轉(zhuǎn)至第一角度值。
[0057]所述第一角度小于90度且大于0度，優(yōu)選的實施方式為45度至75度，比如可以選用 60度等。
[0058]當(dāng)然，進(jìn)一步優(yōu)化的實施方式中，本發(fā)明還可包括：
[0059]當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)和右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均小于預(yù)設(shè)的障礙物臨界 距離，則轉(zhuǎn)向180;
[0060] 當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)、右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距 離，且機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，則直線前進(jìn)。
[0061] 也就是說，不管中部是否有跌落或者中間有障礙物，當(dāng)左側(cè)和右側(cè)均檢測到障礙 物時，則轉(zhuǎn)向180度，以避免機(jī)器人陷入卡陷在障礙物之間的問題。
[0062] 當(dāng)機(jī)器人前方、左側(cè)和右側(cè)均沒有障礙物，且上方無跌落物時，則可控制機(jī)器人繼 續(xù)向前行走。
[0063] 本發(fā)明通過獲取機(jī)器人獲取分別設(shè)置在機(jī)器人左側(cè)、中部、右側(cè)的多個傳感器檢 測的所述機(jī)器人與障礙物之間的距離值，通過在同一方向側(cè)設(shè)置多個傳感器并獲取檢測到 的距離的最小值進(jìn)行比較，可以使得機(jī)器人各個部分能夠更為靈敏的檢測到障礙物。并且 當(dāng)左側(cè)和右側(cè)中的一側(cè)無障礙，且中部有障礙或者有跌落時，控制機(jī)器人向無障礙側(cè)旋轉(zhuǎn) 90度，當(dāng)中部無障礙以及中部無跌落，且左側(cè)或右側(cè)有一側(cè)為無障礙時，控制機(jī)器人向無障 礙側(cè)旋轉(zhuǎn)第一角度，從而能夠根據(jù)障礙的情況采用對應(yīng)的轉(zhuǎn)向策略，并且記錄轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，可 用于后續(xù)的調(diào)整。
[0064] 實施例二：
[0065] 圖2示出了本發(fā)明第二實施例提供的機(jī)器人自主避障方法的實現(xiàn)流程，詳述如下： [0066]在步驟S201中，機(jī)器人讀取傳感器檢測的距離數(shù)據(jù)，可以包括實施例一例舉的17 個傳感器所檢測的傳感器數(shù)據(jù)，并且對于每一組中的傳感器數(shù)據(jù)，自動獲取最小的數(shù)值作 為該組的傳感器的輸出值。其中，使用DL，DM，DR和DF表示機(jī)器人左側(cè)，中間，右側(cè)和防跌落 的最小距離，使用DS為障礙物確認(rèn)層的障礙物臨界距離。DFS為防跌落的障礙物臨界距離。 每次避障時都要記錄轉(zhuǎn)動的方向以及移動的距離，在避障之后進(jìn)行轉(zhuǎn)動補(bǔ)償，繼續(xù)恢復(fù)為 原來的方向行走。
[0067]在步驟S202中，判斷是否有跌落可能或者中間有障礙物？
[0068]在步驟S203中，當(dāng)有跌落可能或者中間有障礙物時，檢測左邊是否有障礙物？
[0069]在步驟S204中，如果左邊沒有障礙物，則檢測右邊是否有障礙物？
[0070]在步驟S205中，如果右邊沒有障礙物，則機(jī)器人向右轉(zhuǎn)90度。
[0071]在步驟S206中，如果右邊有障礙物，則機(jī)器人向左轉(zhuǎn)90度。
[0072] 在步驟S207中，確定步驟S203中的左邊有障礙物，則進(jìn)一步判斷機(jī)器人右邊是否 有障礙物？
[0073] 在步驟S208中，確認(rèn)機(jī)器人右邊沒有障礙物，機(jī)器向右轉(zhuǎn)向90度。
[0074]在步驟S209中，確認(rèn)機(jī)器人右邊有障礙物，機(jī)器人旋轉(zhuǎn)180度，對機(jī)器人方向進(jìn)行 調(diào)頭處理。
[0075] 在步驟S210中，確認(rèn)步驟S202中沒有跌落可能，并且中間沒有障礙物，則進(jìn)一步判 斷左邊是否有障礙物？
[0076] 在步驟S211中，如果左邊有障礙物，則進(jìn)一步判斷右邊是否有障礙物？
[0077] 在步驟S212中，如果右邊沒有障礙物，則控制機(jī)器人向右轉(zhuǎn)第一角度值，本發(fā)明實 施例為60度。
[0078] 在步驟S213中，如果右邊有障礙物，則控制機(jī)器人旋轉(zhuǎn)180度，對機(jī)器進(jìn)行調(diào)頭處 理。
[0079] 在步驟S214中，如果步驟S210中的左邊沒有障礙物，則進(jìn)一步判斷右邊是否有障 礙物？
[0080] 在步驟S215中，如果右邊沒有障礙物，則機(jī)器人繼續(xù)向前運動。
[0081 ]在步驟S216中，如果右邊有障礙物，則機(jī)器人向左轉(zhuǎn)向第一角度值，本發(fā)明實施例 為60度。
[0082] 在步驟S217中，記錄步驟5215、5216、5212、5213、5205、5206、52085209轉(zhuǎn)動的角 度，即待補(bǔ)償角度值。以便于在機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中 部距離閾值，且左側(cè)和右側(cè)中的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距 離，則獲取之前的待補(bǔ)償角度值，并根據(jù)所述待補(bǔ)償角度進(jìn)行轉(zhuǎn)向，從而恢復(fù)原來的方向行 走。
[0083] 本發(fā)明實施例為直走避障策略的實施策略，通過本發(fā)明實施例，可以有效的針對 機(jī)器人所遇到各種障礙物情況進(jìn)行有效的避讓，從而能夠提高機(jī)器人自主避障的靈活性。
[0084] 實施例三：
[0085]圖3示出了本發(fā)明第三實施例提供的機(jī)器人自主避障方法的實現(xiàn)流程，詳述如下： [0086]在本發(fā)明實施例中，我們使用DS為障礙物確認(rèn)層的臨界距離。DFS為防跌落的障礙 物臨界距離，DRN為靠右走的最近臨界距離，DRF為靠右走的最遠(yuǎn)臨界距離，DRTF為超出太遠(yuǎn) 不再沿墻走的靠墻距離。
[0087]在步驟S301中，機(jī)器人讀取傳感器檢測的距離數(shù)據(jù)，可以包括實施例一例舉的17 個傳感器所檢測的傳感器數(shù)據(jù)，并且對于每一組中的傳感器數(shù)據(jù)，自動獲取最小的數(shù)值作 為該組的傳感器的輸出值。其中，使用DL，DM，DR和DF表示機(jī)器人左側(cè)，中間，右側(cè)和防跌落 的最小距離。
[0088]在步驟S302中，判斷是否有跌落可能或者中間有障礙物？
[0089]在步驟S303中，如果中間有障礙物，則控制機(jī)器人向左轉(zhuǎn)，平行障礙物行走。其中， 可通過轉(zhuǎn)身的方式檢測機(jī)器人與障礙物是否平行。當(dāng)前方遇到障礙物的時候，可直接左轉(zhuǎn) 90度，可以采用機(jī)器人右側(cè)的幾個測距的距離值比較，如果呈現(xiàn)遞增或遞減則說明機(jī)器人 與障礙物平行。
[0090]在步驟S304中，如果檢測到有跌落可能時，則控制機(jī)器人左轉(zhuǎn)90度。
[0091]在步驟S305中，如果沒有跌落可能并且中間沒有障礙物，則進(jìn)一步檢測左邊是否 有障礙物？
[0092]在步驟S306中，當(dāng)左邊有障礙物時，檢測右邊障礙物的距離是否小于最近臨界距 離？
[0093] 在步驟S307中，如果右邊障礙物的距離小于最近臨界距離，則控制機(jī)器人向右轉(zhuǎn) 向第二角度值，優(yōu)選的實施方式中，所述第二角度值為30度，小于第一角度值。
[0094]在步驟S308中，如果右邊障物的距離大于最近臨界距離，則判斷右邊障礙物的距 離是否大于最遠(yuǎn)臨界距離？
[0095] 在步驟S309中，如果右邊障礙物的距離大于最遠(yuǎn)臨界距離，則控制機(jī)器人向左轉(zhuǎn) 向第二角度值，所述第二角度值優(yōu)選為30度。
[0096] 在步驟S310中，如果右邊障礙物的距離小于最遠(yuǎn)臨界距離，則控制機(jī)器人轉(zhuǎn)向180 度。
[0097]在步驟S311中，如果步驟S305中左邊沒有障礙物，則進(jìn)一步檢測機(jī)器人右邊是否 有障礙物？
[0098]在步驟S312中，如果機(jī)器人右邊有障礙物，則機(jī)器人向左轉(zhuǎn)向第二角度值，優(yōu)選為 30度。
[0099] 在步驟S313中，如果機(jī)器人右邊沒有障礙物，則檢測所述機(jī)器人與右邊的障礙物 的距離，是否大于最遠(yuǎn)臨界距離，且小于靠墻距離？
[0100] 在步驟S314中，如果所述機(jī)器人與右邊的障礙物的距離，大于最遠(yuǎn)臨界距離，且小 于靠墻距離，則控制機(jī)器人向右轉(zhuǎn)向第二角度值，優(yōu)選為30度。
[0101] 在步驟S315中，如果所述機(jī)器人與右邊的障礙物的距離，大于靠墻距離，則檢測之 前是否有左轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，比如90度？
[0102] 在步驟S316中，如果存在左轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，則控制機(jī)器人右轉(zhuǎn)，比如右轉(zhuǎn)90度。
[0103] 在步驟S317中，如果之前不存在左轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，則控制機(jī)器人直走。
[0104] 在步驟S318中，記錄步驟S312、S314、S316、S317、S307、S309、S310、S303、S304Ra 的角度。
[0105]本發(fā)明實施例通過對機(jī)器人行走時與障礙物之間的距離屬于障礙確認(rèn)區(qū)域時，進(jìn) 一步進(jìn)行分級判斷，并且根據(jù)不同的距離值，采用相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)控制，有利于進(jìn)一步提高機(jī)器 人行走的便利性。
[0106] 實施例四：
[0107] 圖4示出了本發(fā)明第四實施例提供的機(jī)器人自主避障裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，詳述如 下：
[0108] 本發(fā)明實施例所述機(jī)器人自主避障裝置，包括：
[0109] 距離值獲取單元301，用于獲取由機(jī)器人在左側(cè)、中部和右側(cè)分別設(shè)置的多個傳感 器檢測的所述機(jī)器人與障礙物之間的距離值，所述機(jī)器人的左側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人左 手和左腳的傳感器，所述機(jī)器人右側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人右手和右腳的傳感器，所述機(jī) 器人的中部包括分別設(shè)置在機(jī)器人頭部和軀干部的傳感器；
[0110] 第一轉(zhuǎn)向單元302,用于當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè) 的中部距離閾值，如果左側(cè)或者右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界 距離，則向檢測到最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離所在側(cè)轉(zhuǎn)向90度，并記錄轉(zhuǎn)向的 角度；
[0111] 第二轉(zhuǎn)向單元303,用于當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè) 的中部距離閾值，如果僅左側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離， 則向左側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度值，如果僅右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離大于的障礙物臨界距 離，則向右側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度值，并記錄轉(zhuǎn)向的角度，所述第一角度值小于90度且大于0度。
[0112] 優(yōu)選的，所述裝置還包括：
[0113] 回轉(zhuǎn)單元，用于當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)和右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均小于預(yù)設(shè) 的障礙物臨界距離，則轉(zhuǎn)向180;
[0114] 直線前進(jìn)單元，用于當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)、右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均大于 預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，且機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距 離閾值，則直線前進(jìn)。
[0115] 優(yōu)選的，所述障礙物臨界距離大于最近臨界距離DRN，且小于最遠(yuǎn)臨界距離DRF，所 述裝置還包括：
[0116]第三轉(zhuǎn)向單元，用于當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中 部距離閾值，且左側(cè)或右側(cè)中的一側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的障礙物臨界 距離，左側(cè)或右側(cè)中的另一側(cè)的傳感器檢測的最小距離值大于最遠(yuǎn)臨界距離時，所述機(jī)器 人向左側(cè)或右側(cè)中的另一側(cè)轉(zhuǎn)向第二角度，所述第二角度小于90度，且大于0度。
[0117] 優(yōu)選的，所述裝置還包括：
[0118] 第四轉(zhuǎn)向單元，用于如果機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的 中部距離閾值，且左側(cè)和右側(cè)中的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距 離，則獲取之前的待補(bǔ)償角度值，并根據(jù)所述待補(bǔ)償角度進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
[0119] 優(yōu)選的，所述機(jī)器人左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有五個傳感器，包括設(shè)置在手掌和肘部 的兩個傳感器以及設(shè)置在踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)部的外側(cè)的三個傳感器，所述機(jī)器中部設(shè) 置有七個傳感器，包括設(shè)置在頭部的兩個傳感器、設(shè)置在軀干上的三個傳感器以及設(shè)置在 腳掌前部、膝蓋前部的兩個傳感器。
[0120] 本發(fā)明實施例所述機(jī)器人自主避障裝置，與實施例一至三所述機(jī)器人自主避障方 法對應(yīng)，在此不作重復(fù)贅述。
[0121] 在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以 通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的 劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件 可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或 討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦 合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。
[0122] 所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯 示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個 網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目 的。
[0123] 另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以 是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單 元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
[0124] 所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用 時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上 或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式 體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī) 設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全 部或部分。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(R0M，Read-0nly Memory)、 隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的 介質(zhì)。
[0125] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種機(jī)器人自主避障方法，其特征在于，所述方法包括： 獲取由機(jī)器人在左側(cè)、中部和右側(cè)分別設(shè)置的多個傳感器檢測的所述機(jī)器人與障礙物 之間的距離值，所述機(jī)器人的左側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人左手和左腳的傳感器，所述機(jī)器 人右側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人右手和右腳的傳感器，所述機(jī)器人的中部包括分別設(shè)置在機(jī) 器人頭部和軀干部的傳感器； 當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，如果左側(cè)或 者右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則向檢測到最小距離值 大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離所在側(cè)轉(zhuǎn)向90度，并記錄轉(zhuǎn)向的角度； 當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，如果僅左側(cè) 的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則向左側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度值，如 果僅右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離大于的障礙物臨界距離，則向右側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度值， 并記錄轉(zhuǎn)向的角度，所述第一角度值小于90度且大于0度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述方法還包括： 當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)和右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均小于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離， 則轉(zhuǎn)向180; 當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)、右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離， 且機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，則直線前進(jìn)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述障礙物臨界距離大于最近臨界距離DRN， 且小于最遠(yuǎn)臨界距離DRF，所述方法還包括： 當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，且左側(cè)或右 側(cè)中的一側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，左側(cè)或右側(cè)中的另 一側(cè)的傳感器檢測的最小距離值大于最遠(yuǎn)臨界距離時，所述機(jī)器人向左側(cè)或右側(cè)中的另一 側(cè)轉(zhuǎn)向第二角度，所述第二角度小于90度，且大于0度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述方法還包括： 如果機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾值，且左側(cè)和 右側(cè)中的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則獲取之前的待補(bǔ)償 角度值，并根據(jù)所述待補(bǔ)償角度進(jìn)行轉(zhuǎn)向。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述機(jī)器人左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有五個傳感 器，包括設(shè)置在手掌和肘部的兩個傳感器以及設(shè)置在踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)部的外側(cè)的三 個傳感器，所述機(jī)器中部設(shè)置有七個傳感器，包括設(shè)置在頭部的兩個傳感器、設(shè)置在軀干上 的三個傳感器以及設(shè)置在腳掌前部、膝蓋前部的兩個傳感器。6. -種機(jī)器人自主避障裝置，其特征在于，所述裝置包括： 距離值獲取單元，用于獲取由機(jī)器人在左側(cè)、中部和右側(cè)分別設(shè)置的多個傳感器檢測 的所述機(jī)器人與障礙物之間的距離值，所述機(jī)器人的左側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人左手和左 腳的傳感器，所述機(jī)器人右側(cè)包括分別設(shè)置在機(jī)器人右手和右腳的傳感器，所述機(jī)器人的 中部包括分別設(shè)置在機(jī)器人頭部和軀干部的傳感器； 第一轉(zhuǎn)向單元，用于當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的中部距 離閾值，如果左側(cè)或者右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則 向檢測到最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離所在側(cè)轉(zhuǎn)向90度，并記錄轉(zhuǎn)向的角度； 第二轉(zhuǎn)向單元，用于當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距 離閾值，如果僅左側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離，則向左側(cè) 轉(zhuǎn)向第一角度值，如果僅右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離大于的障礙物臨界距離，則向右 側(cè)轉(zhuǎn)向第一角度值，并記錄轉(zhuǎn)向的角度，所述第一角度值小于90度且大于0度。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 回轉(zhuǎn)單元，用于當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)和右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均小于預(yù)設(shè)的障 礙物臨界距離，則轉(zhuǎn)向180; 直線前進(jìn)單元，用于當(dāng)機(jī)器人的左側(cè)、右側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè) 的障礙物臨界距離，且機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距離閾 值，則直線前進(jìn)。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于，所述障礙物臨界距離大于最近臨界距離DRN， 且小于最遠(yuǎn)臨界距離DRF，所述裝置還包括： 第三轉(zhuǎn)向單元，用于當(dāng)機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部距 離閾值，且左側(cè)或右側(cè)中的一側(cè)的傳感器檢測到的最小距離值小于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距 離，左側(cè)或右側(cè)中的另一側(cè)的傳感器檢測的最小距離值大于最遠(yuǎn)臨界距離時，所述機(jī)器人 向左側(cè)或右側(cè)中的另一側(cè)轉(zhuǎn)向第二角度，所述第二角度小于90度，且大于0度。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 第四轉(zhuǎn)向單元，用于如果機(jī)器人的中部的傳感器檢測到的最小距離值大于預(yù)設(shè)的中部 距離閾值，且左側(cè)和右側(cè)中的傳感器檢測到的最小距離值均大于預(yù)設(shè)的障礙物臨界距離， 則獲取之前的待補(bǔ)償角度值，并根據(jù)所述待補(bǔ)償角度進(jìn)行轉(zhuǎn)向。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于，所述機(jī)器人左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有五個傳 感器，包括設(shè)置在手掌和肘部的兩個傳感器以及設(shè)置在踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)部的外側(cè)的 三個傳感器，所述機(jī)器中部設(shè)置有七個傳感器，包括設(shè)置在頭部的兩個傳感器、設(shè)置在軀干 上的三個傳感器以及設(shè)置在腳掌前部、膝蓋前部的兩個傳感器。
【文檔編號】G05D1/02GK106054889SQ201610486856
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】林綠德, 莊永軍
【申請人】旗瀚科技股份有限公司