智能机器人的自动避障方法及装置与流程

    专利2025-10-07  7


    本发明涉及机器人,尤其涉及一种智能机器人的自动避障方法及装置。


    背景技术:

    1、随着人工智能技术的快速发展,各式各样的机器人已经融入到人们的日常生活当中,如清洁机器人。众所周知,清洁机器人能够通过移动的方式执行清洁任务,但是在清洁机器人移动的过程中,常会遇到各式各样的目标障碍对象,因此,在面对复杂的环境,如何有效地避障是使得清洁机器人能够继续移动且顺利执行清洁任务的关键。

    2、当前,大部分的清洁机器人安装有雷达,从而清洁机器人能够通过雷达对目标障碍对象进行识别。然而,通过实践发现,其所安装的雷达只能够识别到具有一定高度的目标障碍对象,而对于低矮的目标障碍对象,雷达无法对其进行扫描识别,使得清洁机器人不能够针对低矮的目标障碍对象进行避障。可见,当前的清洁机器人存在避障准确性低的问题。


    技术实现思路

    1、本发明所要解决的技术问题在于,提供一种智能机器人的自动避障的方法及装置,能够有利于提高对障碍物的识别可靠性及准确性,进而有利于提高机器人的避障准确性,从而使得机器人能够顺利完成自身任务。

    2、为了解决上述技术问题,本发明第一方面公开了一种智能机器人的自动避障方法,所述方法包括:

    3、当检测出接收到目标位置的导航指令时,获取所述智能机器人的初始位置,并根据所述智能机器人的初始位置以及所述目标位置,确定所述智能机器人与所述目标位置之间的目标路径;

    4、根据所述目标路径,控制所述智能机器人沿所述目标路径朝所述目标位置移动;

    5、在朝所述目标位置移动的过程中,基于所述智能机器人所设置的目标激光传感器获取所述智能机器人当前所在位置的预设范围内的目标障碍对象的信息,并根据所述目标障碍对象的信息以及所述目标路径,控制所述智能机器人执行避障操作;所述目标障碍对象包括高度低于预设高度阈值的第一障碍对象。

    6、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述目标障碍对象还包括高度高于所述预设高度阈值的第二障碍对象,且所述第二障碍对象是基于所述智能机器人所设置的雷达识别出的,所述目标激光传感器包括线激光传感器;

    7、以及,在所述根据所述目标路径,控制所述智能机器人沿所述目标路径朝所述目标位置移动之前,所述方法还包括:

    8、获取所述目标路径的弯曲情况信息;所述目标路径的弯曲情况信息包括所述目标路径的弯曲角度和/或弯头个数;

    9、根据所述目标路径的弯曲情况信息,对所述目标路径执行点划分操作,得到所述目标路径对应的多个局部目标点;

    10、根据每个所述局部目标点在所述目标路径中的位置,确定每个所述局部目标点对应的移动顺序。

    11、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述在朝所述目标位置移动的过程中,基于所述智能机器人所设置的目标激光传感器获取所述智能机器人当前所在位置的预设范围内的目标障碍对象的信息,并根据所述目标障碍对象的信息以及所述目标路径,控制所述智能机器人执行避障操作,包括:

    12、在控制所述智能机器人朝某一所述局部目标点进行移动的过程中,确定所述智能机器人的当前位置,并判断所述智能机器人的当前位置与该局部目标点之间的距离是否小于等于预设距离阈值;

    13、当判断出所述智能机器人的当前位置与该局部目标点之间的距离小于等于所述预设距离阈值时,判断该局部目标点的位置是否为所述目标位置,若否,则基于所述智能机器人所设置的目标激光传感器获取所述智能机器人当前所在位置的预设范围内的目标障碍对象的信息,并根据所述目标障碍对象的信息,生成控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的移动控制参数;所述移动控制参数包括移动控制角速度和/或移动控制线速度;

    14、根据所述移动控制参数,控制所述智能机器人移动至所述下一个局部目标点,并对所述智能机器人执行避障操作。

    15、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述根据所述目标障碍对象的信息,生成控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的移动控制参数,包括:

    16、确定所述智能机器人的当前移动参数,并根据所述智能机器人的当前移动参数,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹;所述智能机器人的当前移动参数包括所述智能机器人的当前移动角速度和/或当前移动线速度;

    17、根据所述目标障碍对象的信息,从所有所述待定移动轨迹中确定出目标移动轨迹,并根据所述目标移动轨迹,生成控制所述智能机器人移动至所述下一个局部目标点的移动控制参数。

    18、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述根据所述智能机器人的当前移动参数,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹,包括:

    19、确定所述智能机器人的电机参数,并根据所述智能机器人的当前移动参数以及所述电机参数,确定所述智能机器人的移动参数范围;所述智能机器人的移动参数范围包括所述智能机器人的移动角速度范围和/或移动线速度范围,所述智能机器人的电机参数包括电机工作电流、电机工作功率以及电机工作电压中的至少一种;

    20、当所述智能机器人的移动参数范围包括所述智能机器人的移动角速度范围以及所述移动线速度范围时,根据所述智能机器人的移动角速度范围以及所述移动线速度范围,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹。

    21、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述根据所述智能机器人的移动角速度范围以及所述移动线速度范围,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹,包括:

    22、根据预设的参数采样间距,确定处于所述智能机器人的移动角速度范围内的至少一个移动角速度采样点以及处于所述移动线速度范围内的至少一个移动线速度采样点;

    23、对于每一所述移动角速度采样点,分别将所述移动角速度采样点与每一所述移动线速度采样点确定为移动参数组合;

    24、根据确定出的每个所述移动参数组合,确定每个所述移动参数组合对应的预测移动轨迹,并将所有所述预测移动轨迹确定为控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的所有待定移动轨迹。

    25、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述目标障碍对象的信息包括所述目标障碍对象的属性信息和/或移动信息,所述属性信息包括类型和/或所述目标障碍对象与所述智能机器人的相对方位,所述移动信息包括移动速率和/或移动路径;

    26、其中,所述根据所述目标障碍对象的信息,从所有所述待定移动轨迹中确定出目标移动轨迹,包括:

    27、当所述目标障碍对象的信息包括所述目标障碍对象与所述智能机器人的相对方位和/或所述目标障碍对象的移动路径时,根据所述目标障碍对象与所述智能机器人的相对方位和/或所述目标障碍对象的移动路径,以及以所述智能机器人的当前位置为坐标中心,确定所述目标障碍对象的第一坐标参数;

    28、根据每条所述待定移动轨迹的轨迹数据及以所述智能机器人的当前位置为坐标中心,确定每条所述待定移动轨迹的第二坐标参数;

    29、根据所述目标障碍对象的第一坐标参数以及每条所述待定移动轨迹的第二坐标参数,计算每条所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值;所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值越高,则表示该待定移动轨迹距离所述下一个局部目标点对应的目标障碍对象越近;

    30、根据每条所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值,从所有所述待定移动轨迹中确定出目标移动轨迹。

    31、作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面中,所述根据每条所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值,从所有所述待定移动轨迹中确定出目标移动轨迹,包括:

    32、根据每条所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值,从所有所述待定移动轨迹中确定出所述轨迹代价值小于等于预设代价值阈值的所有目标待定移动轨迹;

    33、确定每条所述目标待定移动轨迹的轨迹长度,并根据每条所述目标待定移动轨迹的轨迹长度,从所有所述目标待定移动轨迹中确定出所述轨迹长度小于等于预设长度阈值的目标移动轨迹;

    34、其中,所述根据所述目标移动轨迹,生成控制所述智能机器人移动至所述下一个局部目标点的移动控制参数,包括:

    35、将所述目标移动轨迹对应的移动参数组合,确定为控制所述智能机器人移动至所述下一个局部目标点的移动控制参数。

    36、本发明第二方面公开了一种智能机器人的自动避障装置,所述装置包括:

    37、获取模块,用于当检测出接收到目标位置的导航指令时,获取所述智能机器人的初始位置;

    38、确定模块,用于根据所述智能机器人的初始位置以及所述目标位置,确定所述智能机器人与所述目标位置之间的目标路径;

    39、控制模块,用于根据所述目标路径,控制所述智能机器人沿所述目标路径朝所述目标位置移动;

    40、移动避障模块,用于在朝所述目标位置移动的过程中,基于所述智能机器人所设置的目标激光传感器获取所述智能机器人当前所在位置的预设范围内的目标障碍对象的信息,并根据所述目标障碍对象的信息以及所述目标路径,控制所述智能机器人执行避障操作;所述目标障碍对象包括高度低于预设高度阈值的第一障碍对象。

    41、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述目标障碍对象还包括高度高于所述预设高度阈值的第二障碍对象,且所述第二障碍对象是基于所述智能机器人所设置的雷达识别出的,所述目标激光传感器包括线激光传感器;

    42、以及,所述获取模块,还用于:

    43、在所述控制模块根据所述目标路径,控制所述智能机器人沿所述目标路径朝所述目标位置移动之前,获取所述目标路径的弯曲情况信息;所述目标路径的弯曲情况信息包括所述目标路径的弯曲角度和/或弯头个数;

    44、所述装置还包括:

    45、划分模块,用于根据所述目标路径的弯曲情况信息,对所述目标路径执行点划分操作,得到所述目标路径对应的多个局部目标点;

    46、所述确定模块,还用于根据每个所述局部目标点在所述目标路径中的位置,确定每个所述局部目标点对应的移动顺序。

    47、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述移动避障模块,包括:

    48、确定子模块,用于在控制所述智能机器人朝某一所述局部目标点进行移动的过程中,确定所述智能机器人的当前位置;

    49、判断子模块,用于判断所述智能机器人的当前位置与该局部目标点之间的距离是否小于等于预设距离阈值;当判断出所述智能机器人的当前位置与该局部目标点之间的距离小于等于所述预设距离阈值时,判断该局部目标点的位置是否为所述目标位置;

    50、获取子模块,用于当所述判断子模块判断出该局部目标点的位置不为所述目标位置时,基于所述智能机器人所设置的目标激光传感器获取所述智能机器人当前所在位置的预设范围内的目标障碍对象的信息;

    51、参数生成子模块,用于根据所述目标障碍对象的信息,生成控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的移动控制参数;所述移动控制参数包括移动控制角速度和/或移动控制线速度;

    52、控制子模块,用于根据所述移动控制参数,控制所述智能机器人移动至所述下一个局部目标点,并对所述智能机器人执行避障操作。

    53、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述参数生成子模块,包括:

    54、第一确定单元,用于确定所述智能机器人的当前移动参数;

    55、第二确定单元,用于根据所述智能机器人的当前移动参数,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹;所述智能机器人的当前移动参数包括所述智能机器人的当前移动角速度和/或当前移动线速度;

    56、第三确定单元,用于根据所述目标障碍对象的信息,从所有所述待定移动轨迹中确定出目标移动轨迹;

    57、参数生成单元,用于根据所述目标移动轨迹,生成控制所述智能机器人移动至所述下一个局部目标点的移动控制参数。

    58、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述第二确定单元根据所述智能机器人的当前移动参数,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹的方式具体为:

    59、确定所述智能机器人的电机参数,并根据所述智能机器人的当前移动参数以及所述电机参数,确定所述智能机器人的移动参数范围;所述智能机器人的移动参数范围包括所述智能机器人的移动角速度范围和/或移动线速度范围,所述智能机器人的电机参数包括电机工作电流、电机工作功率以及电机工作电压中的至少一种;

    60、当所述智能机器人的移动参数范围包括所述智能机器人的移动角速度范围以及所述移动线速度范围时,根据所述智能机器人的移动角速度范围以及所述移动线速度范围,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹。

    61、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述第二确定单元根据所述智能机器人的移动角速度范围以及所述移动线速度范围,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹的方式具体为:

    62、根据预设的参数采样间距,确定处于所述智能机器人的移动角速度范围内的至少一个移动角速度采样点以及处于所述移动线速度范围内的至少一个移动线速度采样点;

    63、对于每一所述移动角速度采样点,分别将所述移动角速度采样点与每一所述移动线速度采样点确定为移动参数组合;

    64、根据确定出的每个所述移动参数组合,确定每个所述移动参数组合对应的预测移动轨迹,并将所有所述预测移动轨迹确定为控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的所有待定移动轨迹。

    65、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述目标障碍对象的信息包括所述目标障碍对象的属性信息和/或移动信息,所述属性信息包括类型和/或所述目标障碍对象与所述智能机器人的相对方位,所述移动信息包括移动速率和/或移动路径;

    66、其中,所述第三确定单元根据所述目标障碍对象的信息,从所有所述待定移动轨迹中确定出目标移动轨迹的方式具体为:

    67、当所述目标障碍对象的信息包括所述目标障碍对象与所述智能机器人的相对方位和/或所述目标障碍对象的移动路径时,根据所述目标障碍对象与所述智能机器人的相对方位和/或所述目标障碍对象的移动路径,以及以所述智能机器人的当前位置为坐标中心,确定所述目标障碍对象的第一坐标参数;

    68、根据每条所述待定移动轨迹的轨迹数据及以所述智能机器人的当前位置为坐标中心,确定每条所述待定移动轨迹的第二坐标参数;

    69、根据所述目标障碍对象的第一坐标参数以及每条所述待定移动轨迹的第二坐标参数,计算每条所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值;所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值越高,则表示该待定移动轨迹距离所述下一个局部目标点对应的目标障碍对象越近;

    70、根据每条所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值,从所有所述待定移动轨迹中确定出目标移动轨迹。

    71、作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面中,所述第三确定单元根据每条所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值,从所有所述待定移动轨迹中确定出目标移动轨迹的方式具体为:

    72、根据每条所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值,从所有所述待定移动轨迹中确定出所述轨迹代价值小于等于预设代价值阈值的所有目标待定移动轨迹;

    73、确定每条所述目标待定移动轨迹的轨迹长度,并根据每条所述目标待定移动轨迹的轨迹长度,从所有所述目标待定移动轨迹中确定出所述轨迹长度小于等于预设长度阈值的目标移动轨迹;

    74、其中,所述参数生成单元根据所述目标移动轨迹,生成控制所述智能机器人移动至所述下一个局部目标点的移动控制参数的方式具体为:

    75、将所述目标移动轨迹对应的移动参数组合,确定为控制所述智能机器人移动至所述下一个局部目标点的移动控制参数。

    76、本发明第三方面公开了另一种智能机器人的自动避障装置,所述装置包括:

    77、存储有可执行程序代码的存储器;

    78、与所述存储器耦合的处理器;

    79、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行本发明第一方面公开的智能机器人的自动避障方法。

    80、本发明第四方面公开了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令被调用时,用于执行本发明第一方面公开的智能机器人的自动避障方法。

    81、与现有技术相比,本发明实施例具有以下有益效果:

    82、本发明实施例中,当检测出接收到目标位置的导航指令时,获取所述智能机器人的初始位置,并根据所述智能机器人的初始位置以及所述目标位置,确定所述智能机器人与所述目标位置之间的目标路径;根据所述目标路径,控制所述智能机器人沿所述目标路径朝所述目标位置移动;在朝所述目标位置移动的过程中,基于所述智能机器人所设置的目标激光传感器获取所述智能机器人当前所在位置的预设范围内的目标障碍对象的信息,并根据所述目标障碍对象的信息以及所述目标路径,控制所述智能机器人执行避障操作。可见,实施本发明能够通过激光传感器识别低矮障碍对象,并根据低矮障碍对象的信息及预设路径控制机器人进行避障,有利于提高对障碍物的识别可靠性及准确性,进而有利于提高机器人的避障准确性,从而使得机器人能够在移动的过程中顺利完成自身任务。


    技术特征:

    1.一种智能机器人的自动避障方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的智能机器人的自动避障方法,其特征在于,所述目标障碍对象还包括高度高于所述预设高度阈值的第二障碍对象,且所述第二障碍对象是基于所述智能机器人所设置的雷达识别出的,所述目标激光传感器包括线激光传感器;

    3.根据权利要求1或2所述的智能机器人的自动避障方法,其特征在于,所述在朝所述目标位置移动的过程中,基于所述智能机器人所设置的目标激光传感器获取所述智能机器人当前所在位置的预设范围内的目标障碍对象的信息,并根据所述目标障碍对象的信息以及所述目标路径,控制所述智能机器人执行避障操作,包括:

    4.根据权利要求3所述的智能机器人的自动避障方法,其特征在于,所述根据所述目标障碍对象的信息,生成控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的移动控制参数,包括:

    5.根据权利要求4所述的智能机器人的自动避障方法,其特征在于,所述根据所述智能机器人的当前移动参数,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹,包括:

    6.根据权利要求5所述的智能机器人的自动避障方法,其特征在于,所述根据所述智能机器人的移动角速度范围以及所述移动线速度范围,确定控制所述智能机器人移动至与该局部目标点相邻且在后的下一个局部目标点的多条待定移动轨迹,包括:

    7.根据权利要求4-6任一项所述的智能机器人的自动避障方法,其特征在于,所述目标障碍对象的信息包括所述目标障碍对象的属性信息和/或移动信息,所述属性信息包括类型和/或所述目标障碍对象与所述智能机器人的相对方位,所述移动信息包括移动速率和/或移动路径;

    8.根据权利要求7所述的智能机器人的自动避障方法,其特征在于,所述根据每条所述待定移动轨迹对应的轨迹代价值,从所有所述待定移动轨迹中确定出目标移动轨迹,包括:

    9.一种智能机器人的自动避障装置,其特征在于,所述装置包括:

    10.一种智能机器人的自动避障装置,其特征在于,所述装置包括:


    技术总结
    本发明公开了一种智能机器人的自动避障方法及装置,该方法包括:当检测出接收到目标位置的导航指令时,获取智能机器人的初始位置,并根据该初始位置以及目标位置,确定智能机器人与目标位置之间的目标路径;根据目标路径,控制智能机器人朝目标位置移动;在移动过程中,基于设置的激光传感器获取智能机器人当前所在位置的预设范围内的障碍对象的信息,并根据障碍对象的信息及目标路径,控制智能机器人进行避障。可见,实施本发明能够通过激光传感器识别低矮障碍对象,并根据低矮障碍对象的信息及预设路径控制机器人进行避障,有利于提高对障碍物的识别可靠性及准确性,进而有利于提高机器人的避障准确性,从而使得机器人能够顺利完成自身任务。

    技术研发人员:陈小平,刘威,杨旭,许林辉,南晅阳,李子辉
    受保护的技术使用者:广东栗子科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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