一种用于移动机器人沿墙运动的方法及设备技术

本申请的目的是提供一种用于移动机器人沿墙运动的方法及设备，本申请通过将获取的沿墙传感器测距数据与激光测距数据进行融合确定贴墙检测数据；根据所述贴墙检测数据进行确定待贴近的墙面；根据速度采样的方式确定所述移动机器人的采样速度，基于所述采样速度确定所述移动机器人在采样周期内的运动空间；根据所述贴墙检测数据确定机器人在当前采样周期内的运行速度，根据所述待贴近的墙面及所述运动空间以所述运行速度进行沿墙运动。有效的避免了机器人在实际贴墙运动过程中与外部物体发生碰撞；并且以合适的最大速度运动，使机器人运动得更加迅速流畅，便捷的完成贴边任务。

A method and equipment for mobile robot to move along walls

The purpose of the present application is to provide a method and equipment for moving a mobile robot along a wall. This application determines the wall detection data by merging the measured distance data along the wall sensor with the laser range finding data, and determining the wall to be near by the detection data of the wall attached to the wall; and determined according to the speed sampling method. The sampling speed of the mobile robot determines the moving space of the mobile robot in the sampling period based on the sampling speed, and determines the running speed of the robot in the current sampling period according to the detection data of the attached wall, and according to the wall and the moving space which is to be close, the running speed is carried out along the wall at the running speed. Exercise. The robot effectively avoids the collision with the external objects during the actual movement of the wall, and moves the robot more quickly and fluently.

【技术实现步骤摘要】
一种用于移动机器人沿墙运动的方法及设备
本申请涉及机器人领域，尤其涉及一种用于移动机器人沿墙运动的方法及设备。
技术介绍
随着计算机技术、微电子技术、网络技术等快速的发展，机器人技术也得到了飞速发展，除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于服务行业的先进机器人系统也有了长足的发展，各类移动服务机器人越来越普及，特别是家庭服务类和商场导购类机器人，例如扫地机器人、拖地机器人，给人们的生活带来了极大的方便。机器人在完成任务前，需要采用沿墙（或贴边）的行为探索当前环境并建立地图，然后依据全局地图制定具体的任务规划。当前实现这种方式主要采取的是超声或红外传感器，和采用已知地图预测实现沿墙行为。然而，超声或红外进行贴墙不能很好的预测出移动机器人前端障碍物情况，而且单点预测针对局部凹凸的物体可能会做出错误的判断，容易撞上贴近的物体。再者，基于地图预测的行为无法很好的体现环境的变化性，而且基于地图预测是建立在存在已知地图的情况，不能用于探索阶段的贴边。同时，由于激光安装位置的限制，单纯激光方式不能很好的检测较低位置的障碍物。
技术实现思路
本申请的一个目的是提供一种用于移动机器人沿墙运动的方法及设备，解决单点预测对局部凹凸的物体做出错误判断，容易撞上贴近物体，且不能很好检测较低位置的障碍物的问题。根据本申请的一个方面，提供了一种用于移动机器人沿墙运动的方法，该方法包括：将获取的沿墙传感器测距数据插入至激光测距数据中，得到测距数据集，确定所述测距数据集中的数据与所述沿墙传感器测距数据之间的距离偏差，根据所述距离偏差及所述测距数据集确定贴墙检测数据；根据所述贴墙检测数据进行确定待贴近的墙面；根据速度采样的方式确定所述移动机器人的采样速度，基于所述采样速度确定所述移动机器人在采样周期内的运动空间；根据所述贴墙检测数据确定机器人在当前采样周期内的运行速度，根据所述待贴近的墙面及所述运动空间以所述运行速度进行沿墙运动。进一步地，将获取的沿墙传感器测距数据插入至激光测距数据中之前，包括：根据所述沿墙传感器的安装位置信息采集对应的沿墙传感器测距数据；确定与所述沿墙传感器之间的角度在角度阈值内的激光传感器，以获取对应的激光测距数据。进一步地，根据所述距离偏差及所述测距数据集确定贴墙检测数据，包括：判断所述距离偏差是否超过偏差阈值，若否，则根据所述距离偏差对所述测距数据集中的激光测距数据进行补偿处理，根据补偿处理后的激光测距数据更新所述测距数据集，将更新后的测距数据集作为贴墙检测数据；若是，则将所述测距数据集中的激光测距数据作为贴墙检测数据。进一步地，将获取的沿墙传感器测距数据插入至激光测距数据中，包括：将获取的沿墙传感器测距数据按照角度增量的存储方式插入至激光测距数据中。进一步地，根据所述贴墙检测数据进行确定待贴近的墙面，包括：根据所述贴墙检测数据判断所述移动机器人当前所在的位置距离墙面是否在预设值内，若否，则进行步骤S：判断是否采取固定的方向贴近墙，若是，则以给定的目标点作为贴墙点，若否，则从所述激光检测数据中选取距离所述移动机器人最近的点作为贴墙点；根据确定的贴墙点对应的方向作为运动方向，循环执行步骤S，直至所述移动机器人当前所在的位置距离墙面在预设值内。进一步地，根据速度采样的方式确定所述移动机器人的采样速度，基于所述采样速度确定所述移动机器人在采样周期内的运动空间，包括：根据所述移动机器人的最大的线速度和角速度确定初始采样速度；根据所述初始采样速度确定对应的所述移动机器人在采样周期内的当前运动空间。进一步地，根据所述初始采样速度确定对应的所述移动机器人在采样周期内的当前运动空间之后，包括：判断所述当前运动空间与所述激光传感器感知的周围环境是否相碰撞，若是，则调整所述移动机器人的线速度和角速度以确定采样速度，若否，则根据当前的线速度和角速度进行沿墙运动。进一步地，所述方法包括：判断所述角速度的调整是否超过对应阈值，若是，则减小线速度，判断减小后的线速度是否低于设定的阈值，若是，则停止所述移动机器人的贴墙运动，若否，则根据调整后的角速度和线速度确定新的采样速度，根据所述新的采样速度确定对应的所述移动机器人在新的采样周期内的运动空间。进一步地，所述方法包括：若所述角速度的调整未超过对应阈值，则根据调整后的角速度及线速度确定新的采样速度，根据所述新的采样速度确定对应的所述移动机器人在新的采样周期内的运动空间。根据本申请另一个方面，还提供了一种用于移动机器人沿墙运动的设备，所述设备包括：数据融合模块，用于将获取的沿墙传感器测距数据插入至激光测距数据中，得到测距数据集，确定所述测距数据集中的数据与所述沿墙传感器测距数据之间的距离偏差，根据所述距离偏差及所述测距数据集确定贴墙检测数据；确定墙面运动模块，用于根据所述贴墙检测数据进行确定待贴近的墙面；贴墙运动模块，用于根据速度采样的方式确定所述移动机器人的采样速度，基于所述采样速度确定所述移动机器人在采样周期内的运动空间；贴墙运动模块，用于根据所述贴墙检测数据确定机器人在当前采样周期内的运行速度，根据所述待贴近的墙面及所述运动空间以所述运行速度进行沿墙运动。根据本申请又一个方面，还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如前述所述的方法。根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于移动机器人沿墙运动的设备，所述设备包括：一个或多个处理器；以及存储有计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在被执行时使所述处理器执行如前述所述方法的操作。与现有技术相比，本申请通过将获取的沿墙传感器测距数据插入至激光测距数据中，得到测距数据集，确定所述测距数据集中的数据与所述沿墙传感器测距数据之间的距离偏差，根据所述距离偏差及所述测距数据集确定贴墙检测数据；根据所述贴墙检测数据进行确定待贴近的墙面；根据速度采样的方式确定所述移动机器人的采样速度，基于所述采样速度确定所述移动机器人在采样周期内的运动空间；根据所述贴墙检测数据确定机器人在当前采样周期内的运行速度，根据所述待贴近的墙面及所述运动空间以所述运行速度进行沿墙运动。充分考虑当前环境，同时，以采样速度预测机器人在特定周期的运动轨迹空间，有效的避免了机器人在实际贴墙运动过程中与外部物体发生碰撞。再者，采样速度的设计方法，充分考虑了机器人的运动尽量贴近墙，并且以合适的最大速度运动，使机器人运动得更加迅速流畅，便捷的完成贴边任务。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出根据本申请的一个方面提供的一种用于移动机器人沿墙运动的方法流程示意图；图2示出本申请一实施例中的障碍物场景；图3示出本申请一实施例中贴墙最近点的寻路行为指示图；图4示出本申请一实施例中移动机器人的预测运动轨迹示意图；图5示出本申请一实施例中移动机器人的沿墙运动的运动驱动的指示图；图6示出根据本申请另一个方面提供的一种用于移动机器人沿墙运动的设备结构示意图；图7示出本申请一实施例中通过数据融合模块11、确定墙面运动模块12及贴墙运动模块13实现的贴墙运动示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式下面结合附图对本申请作进一步详细描述。在本申请一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于移动机器人沿墙运动的方法，其中，所述方法包括：将获取的沿墙传感器测距数据插入至激光测距数据中，得到测距数据集，确定所述测距数据集中的数据与所述沿墙传感器测距数据之间的距离偏差，根据所述距离偏差及所述测距数据集确定贴墙检测数据；根据所述贴墙检测数据进行确定待贴近的墙面；根据速度采样的方式确定所述移动机器人的采样速度，基于所述采样速度确定所述移动机器人在采样周期内的运动空间；根据所述贴墙检测数据确定机器人在当前采样周期内的运行速度，根据所述待贴近的墙面及所述运动空间以所述运行速度进行沿墙运动。

【技术特征摘要】
2018.01.17 CN 20181004618581.一种用于移动机器人沿墙运动的方法，其中，所述方法包括：将获取的沿墙传感器测距数据插入至激光测距数据中，得到测距数据集，确定所述测距数据集中的数据与所述沿墙传感器测距数据之间的距离偏差，根据所述距离偏差及所述测距数据集确定贴墙检测数据；根据所述贴墙检测数据进行确定待贴近的墙面；根据速度采样的方式确定所述移动机器人的采样速度，基于所述采样速度确定所述移动机器人在采样周期内的运动空间；根据所述贴墙检测数据确定机器人在当前采样周期内的运行速度，根据所述待贴近的墙面及所述运动空间以所述运行速度进行沿墙运动。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将获取的沿墙传感器测距数据插入至激光测距数据中之前，包括：根据所述沿墙传感器的安装位置信息采集对应的沿墙传感器测距数据；确定与所述沿墙传感器之间的角度在角度阈值内的激光传感器，以获取对应的激光测距数据。3.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述距离偏差及所述测距数据集确定贴墙检测数据，包括：判断所述距离偏差是否超过距离偏差阈值，若否，则根据所述距离偏差对所述测距数据集中的激光测距数据进行补偿处理，根据补偿处理后的激光测距数据更新所述测距数据集，将更新后的测距数据集作为贴墙检测数据；若是，则将所述测距数据集中的激光测距数据作为贴墙检测数据。4.根据权利要求1所述的方法，其中，将获取的沿墙传感器测距数据插入至激光测距数据中，包括：将获取的沿墙传感器测距数据按照角度增量的存储方式插入至激光测距数据中。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，根据所述贴墙检测数据进行确定待贴近的墙面，包括：根据所述贴墙检测数据判断所述移动机器人当前所在的位置距离墙面是否在预设值内，若否，则进行步骤S：判断是否采取固定的方向贴近墙，若是，则以给定的目标点作为贴墙点，若否，则从所述激光检测数据中选取距离所述移动机器人最近的点作为贴墙点；根据确定的贴墙点对应的方向作为运动方向，循环执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永华，陈士凯，陆祎，李宇翔，
申请(专利权)人：上海思岚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31