机器人被困的检测方法及脱困的处理方法技术

本发明专利技术涉及一种机器人被困的检测方法及脱困的处理方法，机器人通过搜索栅格地图，可以确定哪些栅格单元是已走过的，然后判断这些已走过的栅格单元是否能够直接连通当前栅格单元和目标栅格单元，如果能够直接连通，则表明机器人有出路到达目标位置点，机器人没有被困住；如果不能够直接连通，则表明机器人没有出路到达目标位置点，机器人被困住了。这种通过栅格地图判断机器人是否被困的方法，成本相对较低。此外，在确定机器人被困以后，通过搜索栅格地图中机器人的脱困路径，使机器人可以按脱困路径行走，当机器人行走至碰到障碍物或者到达局部地图的边界时，还没有脱困，则根据当前状态选择不同的行走方式，以最终实现脱困。

【技术实现步骤摘要】
机器人被困的检测方法及脱困的处理方法
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种机器人被困的检测方法及脱困的处理方法。
技术介绍
扫地机器人在复杂的环境中行走时，有时会进入一些狭窄的区域，由于周围物体的限制，机器人经常被困在该区域中无法走出来。针对该问题，现有技术提出了一种扫地机器人被困检测方法和脱困方法，通过在机身四周均匀设置四个超声波传感器和四个测距传感器，由超声波传感器和测距传感器检测障碍物信息，如果判断机器人被障碍物围困了，则采用摄像模块寻找脱困路径。这种方法虽然可以解决机器人被围困的问题，但是，由于需要采用较多的超声波传感器和测距传感器，导致机器人的成本增加，不适于推广应用。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种机器人被困的检测方法及脱困的处理方法，可以在不增加额外传感器的情况下，确定机器人是否被困，并在确定机器人被困后能够有效进行脱困。本专利技术的具体技术方案如下：一种机器人被困的检测方法，包括如下步骤：搜索栅格地图，确定机器人已走过的栅格单元；判断从当前栅格单元到目标栅格单元之间是否具有全部由机器人已走过的栅格单元构成的栅格路径；如果是，则确定机器人没有被困；如果否，则确定机器人被困；其中，所述当前栅格单元为机器人所处的当前位置点所对应的栅格单元，所述目标栅格单元为机器人想要到达的目标位置点所对应的栅格单元。进一步地，所述搜索栅格地图，确定机器人已走过的栅格单元，包括如下步骤：以所述当前栅格单元为基准单元，沿预定方向搜索并判断与基准单元相邻的栅格单元是否为机器人已走过的栅格单元；如果是，则记录机器人已走过的栅格单元，并分别以记录的每个机器人已走过且没有作为过基准单元的栅格单元为基准单元，继续沿预定方向搜索并判断与基准单元相邻的栅格单元是否为机器人已走过的栅格单元，以此类推，至搜索到栅格地图的边界；如果否，则不记录；其中，针对同一个已走过的栅格单元，只记录一次。进一步地，所述预定方向为所述基准单元的上、下、左和右四个方向，或者为所述基准单元的上、上偏右45°、右、右偏下45°、下、下偏左45°、左和左偏上45°八个方向。进一步地，在所述判断从当前栅格单元到目标栅格单元之间不存在全部由机器人已走过的栅格单元构成的栅格路径的步骤之后，在确定机器人是否被困的步骤之前，还包括如下步骤：统计与所述当前栅格单元直接相邻的已记录的机器人已走过的栅格单元的数量，以及与所述当前栅格单元通过已走过的栅格单元连接的已记录的机器人已走过的栅格单元的数量；计算统计出的已记录的机器人已走过的栅格单元的面积；判断所述面积是否小于预设面积；如果否，则进入所述确定机器人没有被困的步骤；如果是，则进入所述确定机器人被困的步骤。进一步地，所述预设面积大于或等于1.5平方米，小于或等于2平方米。一种机器人脱困的处理方法，包括如下步骤：步骤一，基于上述的机器人被困的检测方法，确定机器人被困；步骤二，基于栅格地图，以机器人的当前位置为中心点，朝预设方向搜索路径，计算每条搜索路径中包含的障碍单元和悬崖单元的数量；步骤三，选择包含的障碍单元和悬崖单元的数量最少的路径作为脱困路径；步骤四，沿所述脱困路径行走至碰到障碍物或者到达局部地图的边界；步骤五，再基于上述的机器人被困的检测方法，判断机器人是否被困；如果否，则机器人脱困成功；如果是，则判断机器人是碰到障碍物，还是到达局部地图的边界，如果是碰到障碍物，则进入步骤六，如果是到达局部地图的边界，则进入步骤七；步骤六，绕障碍物行走，并行走至离碰到障碍物的位置点的直线距离大于第一预设距离时停止，然后基于上述的机器人被困的检测方法判断机器人是否被困，如果是，则回到步骤二，如果否，则机器人脱困成功；步骤七，继续往前行走，并行走至距离中心点的直线距离大于第二预设距离时停止，或者行走至距离中心点的直线距离小于或等于第二预设距离且碰到障碍物时停止，然后基于上述的机器人被困的检测方法判断机器人是否被困，如果是，则回到步骤二，如果否，则机器人脱困成功；其中，所述障碍单元为机器人检测到障碍物时所对应的栅格单元，所述悬崖单元为机器人检测到悬崖时所对应的栅格单元，所述局部地图为栅格地图中具有设定长度和设定宽度的区域地图。进一步地，在步骤六和步骤七中，如果基于上述的机器人被困的检测方法判断机器人被困的次数连续累计达到预设次数，则确定机器人无法脱困，停止运行并报错。进一步地，所述预设方向为所述中心点的上、上偏右45°、右、右偏下45°、下、下偏左45°、左和左偏上45°八个方向。进一步地，所述步骤三中，如果包含的障碍单元和悬崖单元的数量最少且数量相同的路径有两条或者两条以上，则从中选择路径方向与当前方向夹角最小的路径作为脱困路径；如果夹角最小且相同的路径有两条或者两条以上，则以机器人的当前方向为基准，从中选择沿顺时针方向算起的第一条路径作为脱困路径。进一步地，所述步骤六中的所述第一预设距离大于或等于1.2米，小于或等于1.4米；所述步骤七中的所述第二预设距离为所述设定长度的两倍。本专利技术的有益效果在于：机器人通过搜索栅格地图，可以确定哪些栅格单元是已走过的，然后判断这些已走过的栅格单元是否能够直接连通当前栅格单元和目标栅格单元，如果能够直接连通，则表明机器人有出路到达目标位置点，机器人没有被困住；如果不能够直接连通，则表明机器人没有出路到达目标位置点，机器人被困住了。这种通过栅格地图判断机器人是否被困的方法，不需要配置额外的检测传感器，所以成本相对较低。此外，在确定机器人被困以后，通过搜索栅格地图中机器人的脱困路径，使机器人可以按脱困路径行走，当机器人行走至碰到障碍物或者到达局部地图的边界时，还没有脱困，则根据当前状态选择不同的行走方式，以最终实现脱困。这种通过在栅格地图中搜索脱困路径，并在脱困过程中根据机器人的不同状态采取不同的行走方式，可以较好的解决机器人被困的问题，不需要采用摄像头，也不需要进行大量的图像数据分析和处理，脱困成本低，脱困效果较好。附图说明图1为本专利技术所述的搜索栅格路径的示意图。图2为本专利技术所述的计算机器人被困面积的示意图。图3为本专利技术所述机器人被困的检测方法的一种实施方式的流程图。图4为本专利技术所述机器人脱困的处理方法的一种实施方式的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：本专利技术所述的机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在某些场合自动进行行走。机器人的机体上设有各种传感器，可检测行走距离、行走角度、机身状态和障碍物等，如碰到墙壁或其他障碍物，会自行转弯，并依不同的设定，而走不同的路线，有规划地行走。本专利技术所述的机器人包括如下结构：带有驱动轮的能够自主行走的机器人机体，机体上设有人机交互界面，机体上设有障碍检测单元。机体内部设置有惯性传感器，所述惯性传感器包括加速度计和陀螺仪等，驱动轮上设有用于检测驱动轮的行走距离的里程计（一般是码盘），还设有能够处理相关传感器的参数，并能够输出控制信号到执行部件的控制模块。本专利技术所述的机器人被困的检测方法，包括如下步骤：搜索栅格地图，确定机器人已走过的栅格单元；判断从当前栅格单元到目标栅格单元之间是否具有全部由机器人已走过的栅格单元构成的栅格路径；如果是，则确定机器人没有被困；如果否，则确定机器人被困。其中，所述当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人被困的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：搜索栅格地图，确定机器人已走过的栅格单元；判断从当前栅格单元到目标栅格单元之间是否具有全部由机器人已走过的栅格单元构成的栅格路径；如果是，则确定机器人没有被困；如果否，则确定机器人被困；其中，所述当前栅格单元为机器人所处的当前位置点所对应的栅格单元，所述目标栅格单元为机器人想要到达的目标位置点所对应的栅格单元。

【技术特征摘要】
1.一种机器人被困的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：搜索栅格地图，确定机器人已走过的栅格单元；判断从当前栅格单元到目标栅格单元之间是否具有全部由机器人已走过的栅格单元构成的栅格路径；如果是，则确定机器人没有被困；如果否，则确定机器人被困；其中，所述当前栅格单元为机器人所处的当前位置点所对应的栅格单元，所述目标栅格单元为机器人想要到达的目标位置点所对应的栅格单元。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搜索栅格地图，确定机器人已走过的栅格单元，包括如下步骤：以所述当前栅格单元为基准单元，沿预定方向搜索并判断与基准单元相邻的栅格单元是否为机器人已走过的栅格单元；如果是，则记录机器人已走过的栅格单元，并分别以记录的每个机器人已走过且没有作为过基准单元的栅格单元为基准单元，继续沿预定方向搜索并判断与基准单元相邻的栅格单元是否为机器人已走过的栅格单元，以此类推，至搜索到栅格地图的边界；如果否，则不记录；其中，针对同一个已走过的栅格单元，只记录一次。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定方向为所述基准单元的上、下、左和右四个方向，或者为所述基准单元的上、上偏右45°、右、右偏下45°、下、下偏左45°、左和左偏上45°八个方向。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述判断从当前栅格单元到目标栅格单元之间不存在全部由机器人已走过的栅格单元构成的栅格路径的步骤之后，在确定机器人是否被困的步骤之前，还包括如下步骤：统计与所述当前栅格单元直接相邻的已记录的机器人已走过的栅格单元的数量，以及与所述当前栅格单元通过已走过的栅格单元连接的已记录的机器人已走过的栅格单元的数量；计算统计出的已记录的机器人已走过的栅格单元的面积；判断所述面积是否小于预设面积；如果否，则进入所述确定机器人没有被困的步骤；如果是，则进入所述确定机器人被困的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设面积大于或等于1.5平方米，小于或等于2平方米。6.一种机器人脱困的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，基于权利要求1至4任一项所述的机器人被困的检测方法，确定机器人被困；步骤二，基于栅格地图，以机器人的当前位置为中心点，朝预设方向搜索路径，计算每条搜...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永勇，肖刚军，
申请(专利权)人：珠海市一微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44