机器人运行方法、装置、机器人、电子设备及可读介质制造方法及图纸

本公开涉及一种控制机器人运行的方法、装置、机器人、电子设备及计算机可读介质。该方法包括：确定机器人的当前姿态、目标姿态以及运行速度；根据三阶贝塞尔曲线与所述当前姿态、所述目标姿态确定运行路径；通过所述运行路径与所述运行速度确定运行角速度；控制所述机器人以所述运行速度、运行角速度移动以达目标姿态。本公开涉及的控制机器人运行的方法、装置、机器人、电子设备及计算机可读介质，能够使得机器人平稳的从起点运行至目标点。

Robot Operation Method, Device, Robot, Electronic Equipment and Readable Media

The present disclosure relates to a method, device, robot, electronic device and computer readable medium for controlling the operation of a robot. The method includes: determining the current attitude, the target attitude and the running speed of the robot; determining the running path according to the third-order Bessel curve, the current attitude and the target attitude; determining the running angular velocity through the running path and the running speed; and controlling the robot to move with the running speed and the running angular velocity to achieve the target attitude. The method, device, robot, electronic device and computer readable medium for controlling the operation of the robot involved in the present disclosure can make the robot run smoothly from the starting point to the target point.

【技术实现步骤摘要】
机器人运行方法、装置、机器人、电子设备及可读介质
本公开涉及机器人控制领域，具体而言，涉及一种控制机器人运行的方法、装置、机器人、电子设备及计算机可读介质。
技术介绍
随着科学科技的发展，机器人的应用范围不断扩大，机器人代替人完成工作任务也越来越普遍。机器人路径规划的方法有很多，例如典型的人工势场法、栅格法、遗传算法等。当机器人开始一次漫游时，首先全局规划器根据已有的长期信息进行全局静态规划，确定虚拟人应该经过的最优化路线。然后全局规划器控制执行系统按照该路径运动。然而对于移动机器人，特别是室外巡逻机器人，运动场景非常复杂，可能随时遇到障碍物，在机器人遇到障碍物的时候，需要快速有效的改变机器人的路径。在这种使用场景下，控制机器人运行的全局路径规划方法不太适用。在机器人运动过程中，机器人感知系统会持续对周围环境进行感知。当发现动态的物体或未知障碍时，可启用局部规划器根据这些感知到的局部信息，确定短期內的运动。当避障行为的优先级高于沿原路径前进时，局部规划器就能够通过竞争获得执行系统的控制权，使得虚拟人按照局部规划结果运动。完成对当前感知障碍的规避行为后，全局规划器再次取得执行系统的控制权，使得虚拟人重新回到全局规划路径上，继续向目标点运动。由于机器人避障行为经常需要在很短的时间内，快速有效的改变机器人的路径，而现有技术中存在的快速改变机器人路径的方式，常常使得机器人在移动过程中存在不平稳的现象，因此，需要一种新的控制机器人运行的方法、装置、机器人、电子设备及计算机可读介质。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提供一种控制机器人运行的方法、装置、机器人、电子设备及计算机可读介质，能够控制机器人平稳的从起点运行至目标点。本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。根据本公开的一方面，提出一种控制机器人运行的方法，该方法包括：确定机器人的当前姿态、目标姿态以及运行速度；根据三阶贝塞尔曲线与所述当前姿态、所述目标姿态确定运行路径；通过所述运行路径与所述运行速度确定运行角速度；以及控制所述机器人以所述运行速度、运行角速度移动以达目标姿态。根据本公开的一方面，提出一种控制机器人运行的装置，该装置包括：状态模块，用于确定机器人的当前姿态、目标姿态以及运行速度；路径模块，用于根据三阶贝塞尔曲线与所述当前姿态、所述目标姿态确定运行路径；角速度模块，用于通过所述运行路径与所述运行速度确定运行角速度；以及运行模块，用于所述机器人以所述运行速度、运行角速度移动以达目标姿态。根据本公开的一方面，提出一种机器人，该机器人包括：控制系统，用于确定机器人的当前姿态、目标姿态以及运行速度；根据三阶贝塞尔曲线与所述当前姿态、所述目标姿态确定运行路径；通过所述运行路径与所述运行速度确定运行角速度；以及通过所述运行速度确定运行角速度生成运行指令；以及运行系统，用于接收所述运行指令，并依据所述指令进行移动以达目标姿态。根据本公开的一方面，提出一种电子设备，该电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上文的方法。根据本公开的一方面，提出一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上文中的方法。根据本公开的控制机器人运行的方法、装置、机器人、电子设备及计算机可读介质，能够控制机器人平稳的从起点运行至目标点。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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是根据一示例性实施例示出的一种控制机器人运行的方法及装置的系统框图。图2是根据一示例性实施例示出的一种控制机器人运行的方法的流程图。图3是根据一示例性实施例示出的一种控制机器人运行的方法中三阶贝塞尔曲线示意图。图4是根据另一示例性实施例示出的一种控制机器人运行的方法的流程图。图5是根据一示例性实施例示出的一种控制机器人运行的装置的框图。图6是根据另一示例性实施例示出的一种机器人系统的框图。图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。图8是根据一示例性实施例示出一种计算机可读存储介质示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。本申请的专利技术人发现，对于移动机器人，特别是室外巡逻机器人，运动场景非常复杂，可能随时遇到障碍物，则需改变机器人的路径，全局路径规划方法不适用；有鉴于现有技术中的技术缺陷，本申请的专利技术人提出一种基于三阶贝塞尔(Bézier)曲线的机器人速度规划方法，利用Bézier曲线的特性实时规划机器人的速度。本申请中的控制机器人运行的方法以“最大曲率最小化”为目标函数，通过最优化的方法，求得Bézier曲线的制点，进而求得参数方程；再结合机器人的实时位置和Bézier曲线的曲率实时规划机器人的速度。本申请中的控制机器人运行的方法已知机器人初始和末端位置和姿态，实时规划机器人的线速度和角速度。下面将对本申请的详细内容进行描述：图1是根据一示例性实施例示出的一种控制机器人运行的方法及装置的系统框图。如图1所示，系统架构100可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制机器人运行的方法，其特征在于，包括：确定机器人的当前姿态、目标姿态以及运行速度；根据三阶贝塞尔曲线与所述当前姿态、所述目标姿态确定运行路径；通过所述运行路径与所述运行速度确定运行角速度；以及控制所述机器人以所述运行速度、运行角速度移动以达目标姿态。

【技术特征摘要】
1.一种控制机器人运行的方法，其特征在于，包括：确定机器人的当前姿态、目标姿态以及运行速度；根据三阶贝塞尔曲线与所述当前姿态、所述目标姿态确定运行路径；通过所述运行路径与所述运行速度确定运行角速度；以及控制所述机器人以所述运行速度、运行角速度移动以达目标姿态。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前姿态包括当前位置与当前方向角；目标姿态包括目标位置与目标方向角；根据三阶贝塞尔曲线与所述当前姿态、所述目标姿态确定运行路径包括：通过当前位置与当前方向角、目标位置与目标方向角计算三阶贝塞尔曲线的参数；以及根据三阶贝塞尔曲线的参数确定所述运行路径。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过当前位置与当前方向角、目标位置与目标方向角计算三阶贝塞尔曲线的参数包括：通过所述当前位置与所述目标位置确定三阶贝塞尔曲线的起点与终点；通过所述起点、所述终点、当前方向角、以及目标方向角确定第一中间点参数方程与第二中间点参数方程；以及求解所述第一中间点参数方程与第二中间点参数方程以获取三阶贝塞尔曲线的参数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，求解所述第一中间点参数方程与第二中间点参数方程以获取三阶贝塞尔曲线的参数包括：通过有约束条件的优化方法求解所述第一中间点参数方程得到第一中间点；通过有约束条件的优化方法求解所述第二中间点参数方程得到第二中间点；以及通过起点、终点、第一中间点、以及第二中间点确定三阶贝塞尔曲线的参数。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述优化方法的优化目标包括：三阶贝塞尔曲线的最大曲率的值最小。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述优化方法的约束条件包括：三阶贝塞尔曲线的最大曲率小于预定值；以及所述第一中间点的值、以及所述第二中间点的值均大于零。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据三阶贝塞尔曲线的参数确...

【专利技术属性】
技术研发人员：李连中，
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