自移动设备脱困方法及自移动设备与流程

本发明涉及智能装备领域，更具体为自移动设备脱困方法及自移动设备。

背景技术：

随着计算机技术和人工智能技术的不断进步，类似于智能设备的自移动机器人已经开始慢慢的走进人们的生活。irobot、三星、lg、科沃斯、小米等公司均开发了全自动吸尘器并已经投入市场。这种全自动吸尘器通常体积小巧，集成有环境传感器、自驱系统、吸尘系统、电池和充电系统，能够无需人工操控，自行在工作区域内自动巡航和吸尘，在能量低时自动返回充电站，对接并充电，然后继续巡航和吸尘。

然而，目前自移动设备(如清洁机器人)在碰到凸起于地面上的尖形物体卡住时，自移动设备往往会在被困点不断地控制电机一直沿着原来旋转的方向继续旋转直至耗尽自移动设备的电源，这样会导致自移动设备不但没有办法自行脱离被困点，而且也无及时脱离被困点的策略使得电机空转耗电，这样会带来自移动设备的工作效率低下、用户体验不良的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种自移动设备脱困方法及自移动设备，解决当自移动设备被尖形物体卡住时，自移动设备没有办法自行脱离被困点，使得电机空转耗电，自移动设备的工作效率低下、用户体验不良的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例采用以下技术方案：

本发明提供一种自移动设备脱困方法，包括：

驱动所述自移动设备往前运动；判断所述自移动设备能否继续往前运动；若所述自移动设备不能继续往前运动，则控制所述自移动设备执行第一脱困预处理操作；若所述自移动设备在执行所述第一脱困预处理操作后仍不能继续往前运动，则控制所述自移动设备执行第二脱困预处理操作；驱动所述自移动设备后退；判断所述自移动设备能否成功后退；若所述自移动设备能成功后退，则控制所述自移动设备执行第三脱困预处理操作；若所述自移动设备不能成功回退，则控制所述自移动设备执行第四脱困预处理操作。

进一步地，所述第一脱困预处理操作包括：增加所述自移动设备的运动速度；驱动所述自移动设备继续往前运动。

进一步地，所述第二脱困预处理操作包括：标记当前所述自移动设备位置；根据标记的当前所述自移动设备的位置，控制所述自移动设备执行第五脱困预处理操作。

进一步地，所述第五脱困预处理操作包括：将当前所述自移动设备的位置标注为“坎”；将所述“坎”信息标注在所述自移动设备的运动地图中；控制自移动设备在后续工作中不再经过该标注的位置。

进一步地，所述第三脱困预处理操作包括：记录当前自移动设备的位置；驱动所述自移动设备后退；控制所述自移动设备按预设的运动类型绕开所述记录的当前自移动设备的位置。

进一步地，所述运动类型包括：圆弧运动、折线运动。

进一步地，第四脱困预处理操作包括：控制所述自移动设备执行报警脱困动作。

进一步地，所述控制所述自移动设备执行报警脱困动作包括：增加自移动设备驱动轮的反转速度；继续判断自移动设备能否成功回退；若自移动设备仍无法成功回退，则控制所述自移动设备发出报警信息。

进一步地，所述发出报警信息可以时通过驱动自移动设备蜂鸣器发声告知用户或通过自移动设备给手机终端发送信息告知用户。

进一步地，所述自移动设备是清洁机器人、服务机器人、商务机器人及搬运机器人中的一种。

有益效果：采用上述自移动设备脱困方法驱动自移动设备，无论是清洁机器人、服务机器人、商务机器人还是搬运机器人可在碰到自移动设备被尖形的物体卡住时，自移动设备带有脱困的策略，执行相应的脱困动作使得自移动设备及时对被困点进行脱困，增加自移动设备的脱困性能，提升自移动设备的工作效率，并提高产品的使用体验。

本发明还提供一种自移动设备，包括行走机构，适于驱动自移动设备在工作表面上移动；括控制器，适于生成各种控制指令；及处理器，适于处理多条控制指令，所述控制指令适于由处理器加载并执行：驱动所述自移动设备往前运动；判断所述自移动设备能否继续往前运动；若所述自移动设备不能继续往前运动，则控制所述自移动设备执行第一脱困预处理操作；若所述自移动设备在执行所述第一脱困预处理操作后仍不能继续往前运动，则控制所述自移动设备执行第二脱困预处理操作；驱动所述自移动设备后退；

判断所述自移动设备能否成功后退；若所述自移动设备能成功后退，则控制所述自移动设备执行第三脱困预处理操作；若所述自移动设备不能成功回退，则控制所述自移动设备执行第四脱困预处理操作。

有益效果：本发明的自移动设备，包括清洁机器人、服务机器人、商务机器人还是搬运机器人在碰到被尖形物体卡住时，自移动设备带有脱困的策略，执行相应的脱困动作使得自移动设备及时对被困点进行脱困，增加自移动设备的脱困性能，提升自移动设备的工作效率，并提高产品的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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变形形式。

图1示出了根据本发明的一个实施例的自移动设备的一种运动场景示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的自移动设备的一种运动场景示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的自移动设备的一种运动场景示意图；

图4示出了根据本发明的自移动设备脱困方法实现流程图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的自移动设备各模块连接图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、自移动设备；2、障碍物；3、契尖；4、控制器；5、存储器；6、执行器；7、通信模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提到的自移动设备包括但不限于清洁机器人、服务机器人、商务机器人及搬运机器人。

实施例1：

如图1-图4所示：

本发明公开一种自移动设备的脱困方法，从而使得自移动设备在运动过程中被困住的时候执行脱困的动作及时脱困。本发明的自移动设备的脱困方法包括：

驱动自移动设备1向前运动。自移动设备1在朝向原来的方向运动或者是自移动设备1向着偏转原来运动方向运动均有可能在自移动设备1运动的过程中会在其运动的地面上存在凸起的物体或者尖形的物体可能会将自移动设备1挡住，但因为自移动设备1的智能化程度尚未到达可以自思考辨别的能力，即无法随时根据运动地面的情况不同而准确并有选择性地避开不利于其运动的地方，所以自移动设备1在运动的过程中在碰到前方存在类似与凸起或者尖形的物体时，自移动设备1仍旧会向着这些凸起或者尖形的物体运动，这样则使得自移动设备1的机身被这些凸起或者尖形的物体所卡住，为了使得自移动设备1能自行对这些场景进行脱困，需要进一步地对自移动设备1进行脱困动作。

判断自移动设备1能否继续往前运动。对于自移动设备1通过判断其能否继续往前运动，从而确定自移动设备1是否被前方物体障碍物2所挡住，或者是确定自移动设备1的机身是否被地面上的凸起物或者尖形的物体契尖3所卡住，还可能是自移动设备进入到了一个狭小的空间后因自移动设备1无论往哪个方向旋转前进都有可能因为自移动设备1与狭小空间的壁不断碰撞而造成被困在狭小的空间无法出透。倘若自移动设备1能继续往前运动则说明目前自移动设备1没有被困住，但若其不能往前运动则说明此时自移动设备可能已经被困住。

若所述自移动设备1不能继续往前运动，也即自移动设备1被困，则控制所述自移动设备1执行第一脱困预处理操作。对于自移动设备1的运动状态的判断，实时对自移动设备1进行判断，对于其不能往前运动的情况，可能是因为自移动设备1被前方物体障碍物2所阻挡，也有可能是自移动设备1被地面上的凸起物或者尖形物体契尖3所卡住，同时还有可能为自移动设备运动至狭小的空间区域内被困在狭小区域无法出来。

对于第一种情况：

即自移动设备1被前方物体2所阻挡，因在自移动设备1前端有障碍物传感器，以及其他检测障碍物的传感器比如摄像头、激光传感器、接近传感器等，若自移动设备1前端碰撞传感器触发则说明自移动设备前方有障碍物2阻挡，也有另一种实施方法是通过设置在自移动设备1中的摄像头或者激光传感器来识别出高于自移动设备1的障碍物2，对于此种类型的障碍物以及因为碰撞传感器检测到的障碍物则均可采取控制自移动设备1旋转一定角度后，再控制自移动设备1离开被阻挡的地点，或者是采取增加自移动设备的运动速度后，再继续往前移动尝试能否进一步对前方的障碍物2进行跨越过去或者是能否推动障碍物2继续往前运动，而使得障碍物2不挡住自移动设备1的运动方向。

对于第二种情况：

也即自移动设备1碰到地面上的凸起物或者尖形物体契尖3而被顶起或被卡住，使得自移动设备1机身被卡不能再往前继续运动，则自移动设备1可以通过增加其自移动设备1的驱动电机电流/电压，增加自移动设备1驱动轮的转动速度，达到增大自移动设备1的运动速度，再驱动自移动设备1继续往运动方向运动，增大自移动设备1运动速度，使得自移动设备更加容易实现对被卡困情况的脱离，减少自移动设备的被困时间，从而实现增加自移动设备的工作效率。为了使得自移动设备1能顺利的脱困，此时在增加驱动自移动设备1转速前先控制自移动设备1旋转一定角度，或者是先控制自移动设备1转过一定角度后再增大自移动设备1的运动速度，也可以是在控制自移动设备1旋转的同时增大自移动设备1的转速。

对于第三种情况：

也即自移动设备1进入到狭小区域，自移动设备1旋转即对处在其侧面的物体如墙壁或者障碍物产生碰撞，由于自移动设备1上会设置有碰撞传感器或者接近传感器，在自移动设备1碰到物体时会产生旋转方向以躲避碰撞物。由于自移动设备1旋转的方向并不能随着障碍物的形状、尺寸而做出准确调整，故使得自移动设备1在狭窄的空间内陷入不停的转弯不停的碰撞而进入死循环，损耗电源，致使自移动设备1无法摆脱狭小的空间限制，对于遇到这种情况，自移动设备可以通过记录狭窄空间入口处的位置，再返回时及时调整自移动设备1正前端与入口处位置使之成为直线，顺着直线运动进出，或是控制自移动设备1通过在预设的时间t0内自移动设备1的被碰撞次数n1与系统预设的碰撞次数n0相比较，倘若碰撞次数n1超过预设碰撞次数n0则控制自移动设备1发出求救信号，或者是判断自移动设备1在预设的时间t0内其运动的距离s1与系统预设的运动距离s0相比较，倘若运动的距离s1小于系统预设距离值s0，则也将控制自移动设备1发出求救信号，使得用户或者是与自移动设备1关联运动的其他设备及时对被困的自移动设备1进行解救。

经过第一脱困预处理操作对自移动设备1进行处理，便于自移动设备1摆脱被困的现状，但并非是所有的情况在自移动设备1执行第一脱困预处理操作后就能实现脱离原来被困的状况，此时需要做进一步的判断处理。

经过第一脱困预处理操作后，若自移动设备1仍然无法继续往前运动，则控制自移动设备1执行第二脱困预处理操作。为了更加清楚的获知当下自移动设备1所处的工作状况，驱动自移动设备1后退，通过判断自移动设备1能否成功后退而采取不同的脱困策略以使得自移动设备1能适应在碰到不同运动场景时采用不同的运动方式来使其成功脱困。具体而言，若自移动设备1能成功后退，则控制自移动设备1执行第三脱困预处理操作；若自移动设备1不能成功回退，则控制自移动设备1执行第四脱困预处理操作。

通过第二脱困预处理操作可以使得自移动设备1能清楚的知悉当前所处的运动状态，并将当前所处的位置记录保持下来，再通过通信方式告知与自移动设备1相关联的其他运动设备，使得其他的运动设备可以共享自移动设备1的运行信息，被困信息，从而使得其他的运动设备有选择的避开，避免运动被困，对于自移动设备1而言，通过记录当前自移动设备1所处的位置，避免下一次自移动设备1再运动到当下的位置。具体而言，标记当前自移动设备1无法继续往前运动时自移动设备1所在的位置，根据当下标记的自移动设备1的位置，对自移动设备1所创建的地图及运动的路径做进一步的完善处理。因为自移动设备1可以根据创建的地图知道运动空间的区域及障碍物2分布情况，对于一些高出自移动设备1的障碍物2，自移动设备1可以根据其安装的传感器直接获知并确认这些类型的障碍物。在地图上增加被困点的信息以使得自移动设备1在运到到某些区域时对处在该区域的被困点的坐标信息全面掌控，使得自移动设备1能更好地利用自身构建的地图来执行对障碍物的躲避及对被困点的脱困。上述提到的自移动设备1构建地图，其方法可以是通过激光slam或者视觉vslam形式创建区域地图，还可以是采用粒子滤波估算自移动设备1的位姿信息来构建栅格地图，应当说明的是自移动设备1构建地图的方法包括但不限于上述提及到的运动空间地图构建方法。

第二预脱困处理操作：

具体包括标记当前自移动设备1位置坐标，根据标记的当前自移动设备1的位置，控制自移动设备1执行第五脱困预处理操作。其中，第五脱困预处理操作包括：将当前自移动设备1的位置标注为“坎”，将“坎”信息标注在自移动设备1的运动地图中，控制自移动设备1在后续工作中有选择性的避开被标准的位置。为了使得自移动设备1更加智能地对空间区域进行标记及空间地图的构建准确性及达到及时适应空间物体位置变化的需求，需要补充说明的是对于自移动设备1能直接通过其自身安装的传感器直接感测到的高于自移动设备1自身的障碍物2，对于此类型的障碍物2，当自移动设备1再一次运动到被标记点“坎”的位置附近时，可以通过自移动设备1上按照的摄像头或者红外传感器以及激光传感器等检测被标记点即“坎”所处位置的障碍物2是否已经被移开，若障碍物2已经被移开，则将原来标注在地图上的“坎”信息进行忽略，也即删除原先标准的“坎”信息，控制自移动设备1朝向原先标注的“坎”信息的位置坐标移动，但对于低于自移动设备1高度的障碍物2，自移动设备1无法获知其是否已经被移开，对于此类型的障碍物2，自移动设备1按原先标注好的信息执行规避即可。

第三脱困预处理操作：

第三脱困预处理操作包括记录当前自移动设备1的位置，因为在第三脱困预处理操作进行的状态下事先已经判断确认了自移动设备1此时是可以执行后退，控制自移动设备1后退，并控制自移动设备1按预设的运动类型绕开记录的当前自移动设备1的位置。这里的运动类型可以是以下几种情况中的一种或者几种组合，但也不限于以下几种运动形式，例如：可以采用碰撞到障碍物2时向相反的方向远离障碍物2，也可以采取折线运动的形式环绕障碍物2进行绕开，同时还可以采用圆弧绕行即采用圆弧过渡的形式逐渐的绕开障碍物2，这里的圆弧半径可以是逐渐变大的圆弧便于对障碍物2进行绕行。

第四脱困预处理操作：

若自移动设备1不能顺利后退，说明自移动设备1已经被困住，比如可能碰到的运动场景为自移动设备1被契尖3卡住，如图2所示，则需要进行第四脱困预处理操作，第四脱困预处理操作可以包括：

改变自移动设备1的运动方向；控制自移动设备1后退；增加自移动设备1驱动电机反转转速；记录当前自移动设备1的位置；此时再判断自移动设备1能否成功后退，如若自动设备1仍然无法成功后退，则控制所述自移动设备1发出报警提示；将自移动设备1当前的位置标记为“陷阱”，并将该“陷阱”完善至自移动设备1构建的地图上，控制自移动设备1再后续的工作中不再经过该“陷阱”位置。对于报警信息，发出报警信息的方式可以是通过驱动自移动设备1上的蜂鸣器发声告知用户或者是通过自移动设备1上设置的语音模块发声告知用户或通过自移动设备1于用户终端的连接给手机终端发送求救信息告知用户。

通过本实施例的自移动设备脱困方法，在自移动设备碰到其在运动空间内被困住时，能及时脱困，并将被困信息标准到地图上完善地图的功能，增加产品的用户体验，同时在自移动设备无法自行脱困的情况下会主动将信息告知用户，避免自移动设备一直处在被困的状态而消耗电能。尤其地，将该自移动设备的脱困方法应用于清洁机器人可以使得清洁机器人及时对被困区域进行规避，避免清洁机器人被卡住而无法正常工作，增加清洁机器人的工作效率。

实施例2：

如图5所示，本发明的另一个实施例公开了一种自移动设备，自移动设备包括行走机构，行走机构驱动自移动设备行走在工作的表面上，辅助实现自移动设备的相关功能，行走机构可以是驱动轮组件、履带轮组件、或者是其他形式的可以实现自移动设备移动的组件，本实施例的自移动设备还包括有控制器4、存储器5、执行器6和通信模块7，各模块间通过总线相连接，其中：

控制器4是内置于自移动设备主体中的电子计算核心，用于执行逻辑运算步骤以实现自移动设的智能化控制。在本实施例中，控制器4与执行器5连接，用于根据所述控制器输出的指令，执行预设的算法进行地图构图并且据此控制自移动设备行走机构，使机器人按照指令执行相应的运动。

控制器4、存储器5、执行器6以及通信模块7之间通过总线的方式，建立任意两者之间的通信连接，控制器4用于产生控制指令，存储器5用于存储控制指令并将控制指令通过通信模块7传递给执行器6执行相应的指令，另外通过执行器6执行相应的控制指令生成对应的电信号，通过生成的电信号进一步控制行走机构运动，实现自移动设备的行走功能。

执行器6可以为任何类型的单线程或者多线程的处理器。执行器6可以具有一个或者多个处理核心，用于获取数据、执行逻辑运算功能以及下发运算处理结果等。

存储器5为非易失性计算机可读存储介质，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、相对于执行器6远程设置的分布式存储设备或者其他非易失性固态存储器件等。其具有程序存储区，用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。

这些计算机可执行程序以及功能模块可以供执行器6调用以使执行器6执行一个或者多个方法步骤。存储器5还可以具有数据存储区，用以存储执行器6下发输出的运算处理结果。

通信模块7是用于建立控制器4与外部功能模块之间通信连接的硬件模块。该通信模块7可以根据实际需要，选用对应类型的无线或者有线通信模块，例如wifi模块、蓝牙模块或者输入/输出接口等。

基于该通信模块7，控制器4可以采集用户指令并向用户展示相应的交互界面。例如，控制器4可以通过wifi模块建立与用户的智能移动终端之间的连接，以app或者网页端的方式，采集用户指令或者向用户展示自移动设备例如扫地机器人当前的工作状态等。

本实施例中的自移动设备，由控制器4生成各种控制指令，通过执行器6进行加载并执行相关指令来驱动自移动设备的行走机构运动，其中相关的指令包括如下：

驱动自移动设备往前运动；

判断自移动设备能否继续往前运动；

若自移动设备不能继续往前运动，则控制自移动设备执行第一脱困预处理操作；

若自移动设备在执行第一脱困预处理操作后仍不能继续往前运动，则控制自移动设备执行第二脱困预处理操作；

驱动自移动设备后退；

判断自移动设备能否成功后退；

若自移动设备能成功后退，则控制自移动设备执行第三脱困预处理操作；

若自移动设备不能成功回退，则控制自移动设备执行第四脱困预处理操作。

其中，第一脱困预处理操作包括：增加所述自移动设备的运动速度；驱动自移动设备继续往前运动。第二脱困预处理操作包括：标记当前自移动设备位置；根据标记的当前自移动设备的位置，控制自移动设备执行第五脱困预处理操作。第五脱困预处理操作包括：将当前自移动设备的位置标注为“坎”；将“坎”信息标注在自移动设备的运动地图中；控制自移动设备在后续工作中不再经过该标注的位置。第三脱困预处理操作包括：记录当前自移动设备的位置；驱动自移动设备后退；控制自移动设备按预设的运动类型绕开记录的当前自移动设备的位置。第四脱困预处理操作包括：控制所述自移动设备执行报警脱困动作，报警脱困动作包括：增加自移动设备驱动轮的反转速度；继续判断自移动设备能否成功后退；若自移动设备仍无法成功后退，则控制所述自移动设备发出报警信息。

通过本实施例的自移动设备，在自移动设备碰到其在运动空间内被困住时，能及时脱困，并将被困信息标准到地图上完善地图的功能，增加产品的用户体验，同时在自移动设备无法自行脱困的情况下会主动将信息告知用户，避免自移动设备一直处在被困的状态而消耗电能。尤其地，在清洁机器人上可以使得清洁机器人及时对被困区域进行规避，避免清洁机器人被卡住而无法正常工作，增加清洁机器人的工作效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。