用于优化机器人装置的急转弯的路线规划的系统和方法制造方法及图纸

公开了用于优化机器人路线规划的系统和方法，涉及急转弯、狭窄通道和/或急转弯进入狭窄通道的自主导航。在执行这些操纵时，在包含以上任何一种情况的路线中导航的机器人都有与环境障碍物碰撞的风险。因此，在本领域内需要用于改善机器人路线规划的系统和方法，并且本文公开了这些系统和方法。本文公开了这些系统和方法。本文公开了这些系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于优化机器人装置的急转弯的路线规划的系统和方法
[0001]本申请要求于2018年7月16日提交的申请号为62/698,438的美国临时专利申请的权益，该申请的全部公开通过引用并入本文中。版权
[0002]该专利文件的公开的一部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人以专利和商标局专利文件或记录中出现的方式对专利文件或专利公开进行影印，但在别的方面保留所有版权。
技术介绍



[0003]本申请总体上涉及机器人，并且更具体地涉及用于优化机器人装置的急转弯和/或狭窄通道的路线规划的系统和方法。

技术介绍

[0004]当前，一些机器人可以自主地导航由操作员教导或预先编程到其中的路线，或者从操作员给予其的地图中学习的路线。这些路线在由操作员教导或预先编程给机器人时，可能不考虑机器人在自主操作时可能考虑的一些参数，诸如转弯半径、车轮的当前状态、传感器数据和/或机器人在具体位置处完成的任务。在一些情况下，可将路线提供给机器人而无需定位在路线附近的对象，其中，如果稍后在路线的导航期间大致接近路线处检测到对象，则路线可能潜在地需要优化。在一些情况下，机器人可以通过手动移动来学习路线，其中一些运动由于例如安全在自主操作期间可能无法重复。由于可能无法为机器人优化由机器人学习的路线，因此这些未优化的路线可能导致机器人在行进路线时与对象碰撞或卡住。
[0005]机器人地板清洁器是在复杂路线上导航的机器人的一个示例，该复杂路线可包括急拐角和狭窄通道，从而使机器人难以导航由操作员学习的未优化的路线。机器人的物理尺寸和属性可能限制其在不与环境中对象碰撞的情况下围绕角落和狭窄通道导航的能力。因此，在本领域中需要用于使机器人围绕机器人在行进路线期间遇到的急拐角和狭窄通道导航的改进的系统和方法。

技术实现思路

[0006]本公开满足了前述需求，本公开尤其提供了用于优化用于机器人装置的急转弯的机器人路线规划方法的系统和方法。本领域的技术人员将理解，如本文中所使用的，术语机器人通常可以指在执行或处理计算机可读指令时行进路线、执行任务或以其他方式自动移动的自主交通工具或对象。根据一些示例性实施例，机器人可包括地板清洁器，该地板清洁器在操作员所学习的、包括急拐角和空间的路线上进行导航。
[0007]本文所述的示例实施方式具有创新性特征，其中没有一个是必不可少的或仅对其
理想属性负责。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将总结一些有利特征。
[0008]根据至少一个非限制示例性实施例，公开了一种用于改变以优化机器人路线规划的方法。在一个非限制示例性实施例中，该方法包括：生成和/或接收环境的地图，该地图包括已知对象的位置以及诸如机器人之类的自主交通工具要采用的路线；可视化机器人在导航路线时的多个可能的未来状态和位置；以及在路线行进之前优化路线的一些路段以避免碰撞。本领域技术人员将理解，未来状态可以与未来时间中机器人装置的状态或定位相对应，使得机器人装置可以预测其在未来时间点的定位和/或位置。
[0009]根据至少一个非限制性示例性实施例，方法进一步包括：利用虚拟机器人来确定机器人的未来动作和状态是否可能导致碰撞；计算碰撞点；以及对路线的路段进行柔曲绕扎以允许机器人围绕急拐角安全导航进入狭窄通道。根据另一个非限制示例性实施例，机器人还可以考虑沿路线的状态点，可以沿着路线移动、移除、改变和/或添加状态点，以考虑优化之后的改变。换句话说，机器人通过以下操作来避免碰撞：部分地利用虚拟机器人，该虚拟机器人表示将来的机器人或者该机器人将行进到的将来位置处的机器人；计算沿路线的碰撞点；以及对机器人行进路线的各路段进行柔曲绕扎。
[0010]根据至少一个非限制示例性实施例，机器人可以通过跟随操作员来学习路线，在此期间，机器人将可能需要进一步优化以在自主操作(即，未来的时间点)中导航的路线的任何紧密空间或路段存储在存储器中。根据另一个非限制示例性实施例，机器人可以在从操作员学习到路线时对其执行优化。根据另一个非限制示例性实施例，操作员可以通过有线或无线连接为机器人提供计算机可读地图和路线，其中机器人可能需要进一步优化路线。
[0011]根据至少一个非限制示例性实施例，机器人可以使用多个虚拟机器人来测试与环境屏障碰撞的可能的未来路线。根据至少一个非限制示例性实施例，如果机器人向左、向右或向前移动，则虚拟机器人将预测碰撞。根据至少一个非限制示例性实施例，虚拟机器人可以通过向机器人指示何时和/或何处机器人可能遇到碰撞或卡住的情况来用于寻找最佳路线。通过对机器人将来可能采用的路线或路径进行此类优化，机器人可以潜在地避免沿其行进路径将遇到的急拐角或狭窄通道，这可以通过利用虚拟机器人计算沿路线的碰撞点以及对机器人行进路线中的各路段进行柔曲绕扎来实现。
[0012]根据至少一个非限制示例性实施例，虚拟机器人可以大于其所代表的机器人，以允许优化期间的误差余量。通过非限制示例性说明，机器人可以利用比其更大的虚拟机器人的足迹来确定围绕已知需要较大误差余量的特定对象的路线，该特定对象通常由操作员通过用户接口、有线、或无线通信指定。
[0013]根据至少一个非限制示例性实施例，机器人可以通过增加围绕拐角的路线的长度来改变或优化路线，以允许机器人进行更宽的转弯，从而通过确保机器人在完成转弯后处于特定定向中来降低碰撞或卡住的风险。根据另一个非限制示例性实施例，在机器人在急拐角到狭窄通道中导航的情况下，可能希望机器人在完成转弯时对齐，以使其可以简单地向前移动通过通道并避免与在通道附近转动机器人相关联的碰撞。通过非限制示例性实施例，可能需要清洁商店的过道的机器人地板清洁器从一个过道导航到另一个过道，其中机器人可以在过道之间的急转弯导航到狭窄过道中。
[0014]根据至少一个非限制示例性实施例，公开了一种用于改变或优化机器人路线的方
法。方法可以由机器人的一个或多个处理器执行来自非瞬态存储器的指令来实现。方法包括：基于在机器人系统按第一路线行进之前改变或优化第二路线的路段来确定第一路线，该改变或优化至少基于在执行第二路线的操纵时避免与对象的碰撞，第一路线从与第二路线的改变或优化的路段相对应的至少一条可能路线中确定。方法可进一步包括将至少一个虚拟机器人的足迹叠加在计算机可读地图上，以测试至少一条可能路线以确定第一路线，其中，至少一个虚拟机器人足迹包括指示机器人系统在计算机可读地图上的未来位置的足迹。对至少一条可能路线的测试包括确定沿至少一条可能路线的碰撞点，在至少一个虚拟机器人的足迹在计算机可读地图上至少部分地与对象相交或重叠的位置确定至少一个碰撞点。方法可进一步包括确定与至少一条可能路线中的每条路线相关联的风险程度，其中，更高的风险程度与更接近对象的机器人系统操纵相对应，而更低的风险程度与更远离对象的机器人系统操纵相对应。在一些情况下，至少一条可能路线进一步包括对第二路线的路段进行柔曲绕扎，柔曲绕扎包括使第二路线远离障碍物延伸，使得经柔曲绕扎的第二路线包含围绕对象更宽的转弯。在一些情况下，通过将机器人系统配置为在进入狭窄通道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人系统，包括：存储器，其上存储有计算机可读指令；以及至少一个处理器，被配置成用于执行所述计算机可读指令以：基于在所述机器人系统按第一路线行进之前改变第二路线的路段来确定所述第一路线，所述路段的改变至少基于在执行所述第二路线的操纵时避免与对象的碰撞，所述第一路线从与所述第二路线的改变的路段相对应的至少一条可能路线中确定。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个处理器被进一步配置成用于执行所述计算机可读指令以，将至少一个虚拟机器人的足迹叠加在计算机可读地图上，以测试所述至少一条可能路线以确定所述第一路线，其中，所述至少一个虚拟机器人的足迹包括指示所述机器人系统在所述计算机可读地图上的未来位置的足迹。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，对所述至少一条可能路线的测试包括确定沿所述至少一条可能路线的碰撞点，基于所述至少一个虚拟机器人的相应足迹在所述计算机可读地图上至少部分地与所述对象相交或重叠来确定相应碰撞点。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成用于执行所述计算机可读指令以，确定与所述至少一条可能路线中的每条路线相关联的风险程度，其中，更高的风险程度与更接近所述对象的所述机器人系统操纵相对应，而更低的风险程度与更远离所述对象的所述机器人系统操纵相对应。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一条可能路线进一步包括将所述第二路线的路段进行柔曲绕扎，所述柔曲绕扎包括使所述第二路线远离所述对象延伸，使得经柔曲绕扎的第二路线包含围绕所述对象更宽的转弯。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成用于执行所述计算机可读指令以，通过将所述机器人系统配置为在进入狭窄通道之前将自身定向为向前方向，在所述第二路线的改变的路段中导航。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成用于执行所述计算机可读指令以：修改沿所述第二路线的至少一个状态点以考虑对所述第二路线的路段所做的改变，该修改包括添加、移除和重新定位所述至少一个状态点，以及修改与所述至少一个状态点相对应的一个或多个状态参数。8.一种非瞬态计算机可读存储介质，包括在其上体现的多个指令，当由一个或多个处理器执行时，所述多个指令将所述一个或多个处理器配置成用于：基于在机器人系统按第一路线行进之前改变第二路线的路段来确定所述第一路线，所述路段的改变至少基于在执行所述第二路线的操纵时避免与对象的碰撞，所述第一路线从与所述第二路线的改变的路段相对应的至少一条可能路线中确定。9.根据权利要求8所述的非瞬态计算机可读存储介质，其中所述一个或多个处理器进一步被配置成执行所述计算机可读指令以：
将至少一个虚拟机器人的足迹叠加在计算机可读地图上，以测试所述至少一条可能路线以确定所述第一路线，其中，所述至少一个虚拟机器人的足迹包括指示所述机器人系统在所述计算机可读地图上的未来位置的足迹。10.根据权利要求9所述的非瞬态计算机可读存储介质，其特征在于，对所述至少一条可能路...

【专利技术属性】
技术研发人员：JB，
申请(专利权)人：云海智行股份有限公司，
类型：发明
国别省市：