机器人被困检测及脱困方法技术

技术编号:22555757 阅读:10 留言:0更新日期:2019-11-16 00:26
本发明专利技术涉及一种机器人被困检测及脱困方法。该被困检测方法包括:建立栅格地图获取所述机器人当前位置在栅格地图下的第一栅格坐标和目标位置在所述栅格地图下的第二栅格坐标,目标位置为所述机器人检测过的位置;根据第一栅格坐标和第二栅格坐标判断所述机器人所处的区域是否为封闭状态;响应于机器人所处的区域为封闭状态,则判断所述第一栅格坐标所在的连通区域的数量;响应于第一栅格坐标所在的连通区域大于或等于两个,则获取所述第一栅格坐标所处区域的封闭清扫面积;根据所述封闭清扫面积判断所述机器人是否被困于狭窄区域。本申请可以快速、及时的检测出机器人是否被困,从而提高机器人的有效清扫效率,降低系统的能量损耗。

Detection and extrication of robot trapped

The invention relates to a robot trapped detection and a method for getting rid of the trapped robot. The trapped detection method includes: establishing a grid map to obtain the first grid coordinate of the current position of the robot under the grid map and the second grid coordinate of the target position under the grid map, and the target position is the position detected by the robot; judging whether the area of the robot is in a closed state according to the first grid coordinate and the second grid coordinate; responding to If the area of the robot is in a closed state, the number of connected areas of the first grid coordinate is determined; if the number of connected areas of the first grid coordinate is greater than or equal to two, the closed cleaning area of the area of the first grid coordinate is obtained; if the robot is trapped in a narrow area, the closed cleaning area is determined. The application can quickly and timely detect whether the robot is trapped, so as to improve the effective cleaning efficiency of the robot and reduce the energy consumption of the system.

【技术实现步骤摘要】
机器人被困检测及脱困方法
本专利技术涉及机器人运动控制
,特别是涉及一种机器人被困检测及脱困方法。
技术介绍
自主移动机器人是一类利用传感器自主探测周围环境、利用控制器来决定本体的运动、,利用执行机构(如轮子)来实现上述运动的机器人。随着经济和科技的发展,越来越多的清洁机器人已经在家庭得到应用。现有的清洁机器人如在家庭环境中凳子的四条脚、茶几的入口等狭窄区域,清洁机器人若进入这些区域,由于累计误差的存在、碰撞传感器和红外传感器的分辨率低,机器人想从原来的入口离开,只要略有偏差,就容易撞上边角,导致被困于此狭窄区域,而不能清扫家庭中的其他地方。传统的技术方案在进入狭窄区域后,往往需要很长时间才能检测被困于此,并需要很长时间才能脱离。比如部分机器人采用弓形清扫和沿边清扫结合的方式来缓解狭窄区域被困的问题,即弓形清扫一段时间后,立即切换到沿边清扫方式,此时若机器人被困于狭窄区域,则有可能顺着障碍物的轮廓行走脱离此区域。因此这种方式不能及时发现机器被困于狭窄区域,也无法判断是否能真的脱离此狭窄区域。另外一些清洁机器人利用精密的距离传感器(如激光雷达)来探测周围的障碍物轮廓,由于其精度高,虽然机器人存在累计误差和打滑情况,但只要狭窄区域入口并未真正堵住,机器人就能调整姿态,从入口离开此区域。但是这种方式的距离传感器价格昂贵,只能在少部分机器上使用。
技术实现思路
基于此,有必要针对上述问题,提供一种机器人被困检测及脱困方法。一种机器人被困检测方法,所述方法包括:建立栅格地图,所述机器人行进过程中实时更新所述栅格地图,获取所述机器人当前位置在所述栅格地图下的第一栅格坐标和目标位置在所述栅格地图下的第二栅格坐标,所述目标位置为所述机器人检测过的位置;根据所述第一栅格坐标和所述第二栅格坐标判断所述机器人所处的区域是否为封闭状态;响应于所述机器人所处的区域为封闭状态,则判断所述第一栅格坐标所在的连通区域的数量;响应于所述第一栅格坐标所在的连通区域大于或等于两个,则获取所述第一栅格坐标所处区域的封闭清扫面积;根据所述封闭清扫面积判断所述机器人是否被困于狭窄区域。在其中一个实施例中,所述根据所述封闭清扫面积判断所述机器人是否被困于狭窄区域的步骤,包括:判断所述封闭清扫面积是否小于第一预设阈值;若是,则判定所述机器人被困于狭窄区域。在其中一个实施例中,所述方法还包括:响应于所述封闭清扫面积大于所述第一预设阈值,则判断所述第一栅格坐标所在的连通区域的面积与最大连通区域的面积之间的比值是否小于第二预设阈值;若是,则判定所述机器人被困在狭窄区域。在其中一个实施例中,所述第二预设阈值为0.3-0.4。在其中一个实施例中,所述根据所述第一栅格坐标和所述第二栅格坐标判断所述机器人所处的区域是否为封闭状态的步骤,包括:判断所述第一栅格坐标和所述第二栅格坐标之间是否具有路径;响应于所述第一栅格坐标和所述第二栅格坐标之间不具有路径,则判定所述机器人所处的区域为封闭状态。基于同样的专利技术构思,本申请还提供一种机器人脱困方法,所述方法包括:通过前述所述的机器人被困检测方法,确定所述机器人被困在狭窄区域;控制所述机器人切换至沿边模式;其中,所述沿边模式下,所述机器人与障碍物或者栅格地图边界之间的距离保持一定;于所述沿边模式下,所述机器人按照预设的沿边方向进行移动;在移动过程中实时更新所述机器人在所述栅格地图下的栅格坐标,并根据更新后的所述栅格坐标判断所述机器人是否脱困。在其中一个实施例中,所述根据更新后的栅格坐标判断所述机器人是否脱困的步骤,包括:根据所述更新后的所述栅格坐标获取所述机器人所处的第一连通区域;判断所述第一连通区域是否与所述机器人记录到的外部连通区域连通;响应于所述第一连通区域与所述机器人记录到的外部连通区域连通,则脱困成功。在其中一个实施例中,所述方法还包括:若所述第一连通区域与所述机器人记录到的最大栅格地图区域之间的间隔在一预设距离,则判定所述机器人脱困成功。在其中一个实施例中,所述脱困方法还包括:响应于所述机器人按照当前的沿边方向仍然未能脱困成功;则控制所述机器人以与当前沿边方向相反的方向继续进行移动;记录所述机器人在移动过程中沿边行走的第一累计角度。在其中一个实施例中,所述机器人包括红外传感器和碰撞传感器;所述脱困方法还包括:响应于记录到的第一累计角度的绝对值大于预设阈值,则控制所述红外传感器关闭;通过所述碰撞传感器进行沿边移动,在所述碰撞传感器移动过程中实时更新所述机器人在所述栅格地图下的栅格坐标、并记录所述机器人在移动过程中沿边行走的第二累计角度,并根据更新后的所述栅格坐标和所述第二累计角度判断所述机器人是否脱困;响应于记录到的第二累计角度的绝对值大于同一预设阈值,则判定所述机器人所处的区域被封死,并控制所述机器人停止工作。上述机器人被困检测及脱困方法,通过建立栅格地图,先判断机器人是否处于封闭状态,然后获取机器人所在的连通区域的数量,最后获取机器人的封闭清扫面积,并根据封闭清扫面积来判断机器人是否被困在狭窄区域这样层层递进的方式来检验机器人是否被困在狭窄区域;相比于传统的被困检测方法来说,可以快速、及时的检测出机器人是否被困,从而提高机器人的有效清扫效率,降低系统的能量损耗;同时此方法不需要机器人具备精密的距离传感器(如激光雷达),只需要普通的红外或者碰撞传感器即可,所以可以降低机器人的成本。附图说明图1为一实施例中的机器人被困检测方法流程示意图;图2为图1中步骤S110的具体实现方法流程示意图;图3为图1中步骤S104的具体实现方法流程示意图;图4为一实施例中的机器人脱困方法流程示意图;图5为图4中步骤S408的具体实现方法流程示意图;图6为机器人初始位置时建立的栅格地图;图7为机器人按照规划的清洁路径进行移动时建立的栅格地图;图8为机器人按照规划的清洁路径移动到房间门口时建立的栅格地图;图9为机器人从门口进入狭窄区域进行清洁时建立的栅格地图;图10为机器人清洁完狭窄区域后建立的栅格地图;图11为一实施中的机器人脱困示意图。具体实施方式为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人被困检测方法,其特征在于,所述方法包括:/n建立栅格地图,所述机器人行进过程中实时更新所述栅格地图,获取所述机器人当前位置在所述栅格地图下的第一栅格坐标和目标位置在所述栅格地图下的第二栅格坐标,所述目标位置为所述机器人检测过的位置;/n根据所述第一栅格坐标和所述第二栅格坐标判断所述机器人所处的区域是否为封闭状态;/n响应于所述机器人所处的区域为封闭状态,则判断所述第一栅格坐标所在的连通区域的数量;/n响应于所述第一栅格坐标所在的连通区域大于或等于两个,则获取所述第一栅格坐标所处区域的封闭清扫面积;/n根据所述封闭清扫面积判断所述机器人是否被困于狭窄区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人被困检测方法,其特征在于,所述方法包括:
建立栅格地图,所述机器人行进过程中实时更新所述栅格地图,获取所述机器人当前位置在所述栅格地图下的第一栅格坐标和目标位置在所述栅格地图下的第二栅格坐标,所述目标位置为所述机器人检测过的位置;
根据所述第一栅格坐标和所述第二栅格坐标判断所述机器人所处的区域是否为封闭状态;
响应于所述机器人所处的区域为封闭状态,则判断所述第一栅格坐标所在的连通区域的数量;
响应于所述第一栅格坐标所在的连通区域大于或等于两个,则获取所述第一栅格坐标所处区域的封闭清扫面积;
根据所述封闭清扫面积判断所述机器人是否被困于狭窄区域。


2.根据权利要求1所述的机器人被困检测方法,其特征在于,所述根据所述封闭清扫面积判断所述机器人是否被困于狭窄区域的步骤,包括:
判断所述封闭清扫面积是否小于第一预设阈值;
若是,则判定所述机器人被困于狭窄区域。


3.根据权利要求2所述的机器人被困检测方法,其特征在于,还包括:
响应于所述封闭清扫面积大于所述第一预设阈值,则判断所述第一栅格坐标所在的连通区域的面积与最大连通区域的面积之间的比值是否小于第二预设阈值;
若是,则判定所述机器人被困在狭窄区域。


4.根据权利要求3所述的机器人被困检测方法,其特征在于,所述第二预设阈值为0.3-0.4。


5.根据权利要求1所述的机器人被困检测方法,其特征在于,所述根据所述第一栅格坐标和所述第二栅格坐标判断所述机器人所处的区域是否为封闭状态的步骤,包括:
判断所述第一栅格坐标和所述第二栅格坐标之间是否具有路径;
响应于所述第一栅格坐标和所述第二栅格坐标之间不具有路径,则判定所述机器人所处的区域为封闭状态。


6.一种机器人脱困方法,其特征在于,所述方法包括:
通过权利要求1-5任一项所述的机器人被困检测方法,确定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:周娴玮曾国威郑卓斌王立磊
申请(专利权)人:广东宝乐机器人股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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