智能机器人路径规划方法以及系统与流程

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其是智能机器人路径规划方法以及系统。

背景技术：

目前随着智能机器人的普遍应用，家庭清扫机器人越来越受到人们的青睐，它可以减轻人的生活负担，为人们提供良好的生活体验。但是，由于室内障碍物较多，现有的清扫机器人通常不能及时避开障碍物，从而造成机器的损坏。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供智能机器人路径规划方法以及系统，不仅可以检测障碍物，还可以实时监测障碍物距离与数目，从而达到优良的避障效果，避免损坏机器。

第一方面，本发明实施例提供了智能机器人路径规划方法，包括：

从目标区域的起点沿预设方向进行直线运动；

判断两边是否存在第一障碍物；

如果存在所述第一障碍物，则向远离所述第一障碍物的一边旋转后继续沿直线运动；

判断前方是否存在第二障碍物；

如果存在所述第二障碍物，则停止运动，并检测在预设区域内所述智能机器人距离所述第二障碍物的距离或所述第二障碍物的数目，从而确定运行方向。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，检测在预设区域内所述智能机器人距离所述第二障碍物的距离或所述第二障碍物的数目，从而确定运行方向包括：

检测第一预设区域内所述智能机器人距离所述第二障碍物的距离，向与所述第二障碍物距离最大的方向运行；

或者，

检测所述第一预设区域内所述第二障碍物的数目，向所述第二障碍物数目最小的方向运行。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述判断前方是否存在第二障碍物包括：

通过超声波传感器测量与前方物体的实际距离；

当所述实际距离小于预设距离时，即判定所述前方物体为所述第二障碍物。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述判断两边是否存在第一障碍物包括：

通过红外传感器感应两边是否存在所述第一障碍物。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述如果存在所述第一障碍物，则向远离所述第一障碍物的一边旋转后继续沿直线运动包括：

如果左边存在所述第一障碍物，则向右旋转后继续沿直线运动；

或者，

如果右边存在所述第一障碍物，则向左旋转后继续沿直线运动。

第二方面，本发明实施例还提供智能机器人路径规划系统，包括：

预设模块，用于从目标区域的起点沿预设方向进行直线运动；

第一判断模块，用于判断两边是否存在第一障碍物；

旋转模块，用于如果存在所述第一障碍物，则向远离所述第一障碍物的一边旋转后继续沿直线运动；

第二判断模块，用于判断前方是否存在第二障碍物；

检测模块，用于如果存在所述第二障碍物，则停止运动，并检测在预设区域内所述智能机器人距离所述第二障碍物的距离或所述第二障碍物的数目，从而确定运行方向。：

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述检测模块包括：

第一检测单元，用于检测第一预设区域内所述智能机器人距离所述第二障碍物的距离，向与所述第二障碍物距离最大的方向运行；

第二检测单元，用于检测所述第一预设区域内所述第二障碍物的数目，向所述第二障碍物数目最小的方向运行。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述的第二判断模块包括：

测量单元，用于通过超声波传感器测量与前方物体的实际距离；

第一判断单元，用于当所述实际距离小于预设距离时，即判定所述前方物体为所述第二障碍物。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第一判断模块包括：

第二判断单元，用于通过红外传感器感应两边是否存在所述第一障碍物。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述旋转模块包括：

第一旋转单元，用于如果左边存在所述第一障碍物，则向右旋转后继续沿直线运动；

第二旋转单元，用于如果右边存在所述第一障碍物，则向左旋转后继续沿直线运动。

本发明实施例提供了智能机器人路径规划方法和系统，包括：从目标区域的起点沿预设方向进行直线运动；判断两边是否存在第一障碍物；如果存在第一障碍物，则向远离第一障碍物的一边旋转后继续沿直线运动；判断前方是否存在第二障碍物；如果存在第二障碍物，则停止运动，并检测在预设区域内智能机器人距离第二障碍物的距离或第二障碍物的数目，从而确定运行方向。在智能机器人运动过程中，不仅可以检测障碍物，还可以实时监测障碍物距离与数目，从而达到优良的避障效果，避免损坏机器。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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附图。

图1为本发明实施例一提供的智能机器人路径规划方法流程图；

图2为本发明实施例一提供的智能机器人路径规划方法的步骤s104的方法流程图；

图3为本发明实施例二提供的智能机器人路径规划系统的示意图；

图4为本发明实施例二提供的智能机器人路径规划系统的另一示意图。

图标：

10-预设模块；20-第一判断模块；30-旋转模块；40-第二判断模块；50-检测模块；41-测量单元；42-第一判断单元；51-第一检测单元；52-第二检测单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

目前随着智能机器人的普遍应用，家庭清扫机器人越来越受到人们的青睐，它可以减轻人的生活负担，为人们提供良好的生活体验。但是，由于室内障碍物较多，现有的清扫机器人通常不能及时避开障碍物，从而造成机器的损坏，基于此，本发明实施例提供的智能机器人路径规划方法以及系统，不仅可以检测障碍物，还可以实时监测障碍物距离与数目，从而达到优良的避障效果，避免损坏机器。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的智能机器人路径规划方法进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的智能机器人路径规划方法流程图。

参照图1，智能机器人路径规划方法，包括：

步骤s101，从目标区域的起点沿预设方向进行直线运动；

智能机器人可以是扫地机器人，应用于室内，但不限于此，因此，这里的目标区域可以是室内区域，具体可以从任意起点开始清扫，起始方向也是任意的，可以具体进行设定。

步骤s102，判断两边是否存在第一障碍物，如果存在，则执行步骤s103，如果不存在，则继续执行步骤s102，同时继续沿原运动方向前进；

这里可以通过智能机器人左右两边的红外传感器来感应两边是否存在第一障碍物。如果左边的红外传感器感应到了第一障碍物，则智能机器人后退，然后右转一个小角度(取小角度而不取大角度的原因是小角度能组合成大角度，其鲁棒性比直接转一个大角度要好很多，留有改正的余地)。右边红外传感器的功能和左边的完全对偶。

步骤s103，向远离第一障碍物的一边旋转后继续沿直线运动；

为了避开第一障碍物，如果左边存在第一障碍物，则向右旋转后继续沿直线运动；如果右边存在第一障碍物，则向左旋转后继续沿直线运动，从而避开第一障碍物。

步骤s104，判断前方是否存在第二障碍物，如果存在，则执行步骤s105，如果不存在，则继续执行步骤s104；

进一步地，如图2所示，步骤s104，可以采取如下步骤实现：

步骤s201，通过超声波传感器测量与前方物体的实际距离；

步骤s202，当实际距离小于预设距离时，即判定前方物体为第二障碍物。

具体地，在智能机器人正常行进过程中(即两个红外传感器都未检测到第一障碍物的情况下)，通过超声波传感器测量和前方物体(第二障碍物)的距离，一旦距离小于设定的门限距离，即判定其为第二障碍物。

步骤s105，停止运动，并检测在预设区域内智能机器人距离第二障碍物的距离或第二障碍物的数目，从而确定运行方向。

这里，步骤s105还可以通过如下方式实现：检测第一预设区域内智能机器人距离第二障碍物的距离，向与第二障碍物距离最大的方向运行，或者，检测第一预设区域内第二障碍物的数目，向第二障碍物数目最小的方向运行。第一预设区域包括前方180度范围内的区域。

具体通过智能机器人的舵机带动超声波传感器向左和向右分别旋转九十度，检测前方180度的区域内几个方向上第二障碍物与智能机器人的距离，然后通过比较各个方向上与第二障碍物的距离大小来确定接下来的行进路线，可以选择与第二障碍物距离最大的的方向运行，同时，也可以检测各个方向上第二障碍物的数目，从而选择向第二障碍物数目最小的方向运行，总之，选择最优路径以便于智能机器人的运行。

本发明实施例在智能机器人运动过程中，不仅可以检测障碍物，以便及时避开障碍物，还可以实时监测障碍物距离与数目，以选择最优路径，从而达到优良的避障效果，避免损坏机器。

通过这种路径规划，使得智能机器人的鲁棒性较强，对硬件资源的要求较低，对机器本身没有太多约束条件，在运行过程中，根据当前具体情况来做出判断，适应性较强，能应对各种未知变化的环境。

实施例二：

图3为本发明实施例二提供的智能机器人路径规划系统的示意图。

参照图3，智能机器人路径规划系统，包括：

预设模块10，用于从目标区域的起点沿预设方向进行直线运动；

第一判断模块20，用于判断两边是否存在第一障碍物；

进一步地，第一判断模块20包括第二判断单元(未示出)，用于通过红外传感器感应两边是否存在第一障碍物。

旋转模块30，用于如果存在第一障碍物，则向远离第一障碍物的一边旋转后继续沿直线运动；

进一步地，旋转模块30包括第一旋转单元(未示出)，用于如果左边存在第一障碍物，则向右旋转后继续沿直线运动；还包括第二旋转单元(未示出)，用于如果右边存在第一障碍物，则向左旋转后继续沿直线运动。

第二判断模块40，用于判断前方是否存在第二障碍物；

进一步地，如图4所示，第二判断模块40包括测量单元41，用于通过超声波传感器测量与前方物体的实际距离；还包括第一判断单元42，用于当实际距离小于预设距离时，即判定前方物体为第二障碍物。

检测模块50，用于如果存在第二障碍物，则停止运动，并检测在预设区域内智能机器人距离第二障碍物的距离或第二障碍物的数目，从而确定运行方向。

进一步地，如图4所示，检测模块50包括第一检测单元51，用于检测第一预设区域内智能机器人距离第二障碍物的距离，向与第二障碍物距离最大的方向运行；还包括第二检测单元52，用于检测第一预设区域内第二障碍物的数目，向第二障碍物数目最小的方向运行。

本发明实施例提供的智能机器人路径规划系统，与上述实施例提供的智能机器人路径规划方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例提供了智能机器人路径规划方法和系统，包括：从目标区域的起点沿预设方向进行直线运动；判断两边是否存在第一障碍物；如果存在第一障碍物，则向远离第一障碍物的一边旋转后继续沿直线运动；判断前方是否存在第二障碍物；如果存在第二障碍物，则停止运动，并检测在预设区域内智能机器人距离第二障碍物的距离或第二障碍物的数目，从而确定运行方向。在智能机器人运动过程中，不仅可以检测障碍物，还可以实时监测障碍物距离与数目，从而达到优良的避障效果，避免损坏机器。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的智能机器人路径规划方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的智能机器人路径规划方法的步骤。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例所提供的进行智能机器人路径规划方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。