机器人运动控制方法、装置、存储介质及机器人制造方法及图纸

一种机器人运动控制方法、装置、存储介质及机器人，以实现使机器人避开障碍物、以最短路径安全达到目标点。所述方法包括：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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人运动控制方法、装置、存储介质及机器人
本公开涉及机器人
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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O1为圆心、以预设安全距离dr与障碍物21的半径R1之和为半径的圆弧S1。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O1为圆心、以预设安全距离dr与障碍物21的半径R1之和为半径的圆弧S2，该圆弧S2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dr的圆弧S3且该圆弧S3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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】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：v0＝w0·(dr+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：其中，为所述第一运动速度；为所述第二运动速度；v0为所述机器人的线速度；w0为所述机器人的角速度；d为所述最短距离；dr为所述预设安全距离；L为所述障碍物的最大宽度；RTO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：其中，为所述第三运动速度，v0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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李连中，徐慎华，邱胜林，
申请(专利权)人：深圳前海达闼云端智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44