机器人路径调整方法及装置与流程

本发明实施例属于机器人领域，尤其涉及一种机器人路径调整方法及装置。

背景技术：

随着智能机器人技术的日益成熟，将有更多的应用场景需要智能机器人的服务，部分或完全代替人的工作，降低人工成本，提高工作效率。机器人的自主导航所必要的功能一个是自身定位，需要随时知道自己所处的位置、方向以及目的地的位置，另一个是避障，即在运动中探测前方的障碍物，与障碍物的距离，以及有效的避开最终达到终点。

现有技术中，机器人避障主要依赖安装在机器人上的激光雷达来实现，通过激光雷达的区域检测功能来对机器人周围环境进行检测。但这种检测方式检测区域有限，使用激光雷达检测只能给出指定区域内有无障碍物，而无法给出障碍物的具体位置的信息，只能做到让机器人减速，并不能提前知道机器人的避障方向，所以这种方式存在一定的局限性，机器人在运动过程中的灵活性和可靠性还需进一步的提高。

故，有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种机器人路径调整方法及装置，旨在解决现有的机器人移动过程中路径选择不准确导致避障缺乏灵活性的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种机器人路径调整方法，所述机器人路径调整方法包括：

获取机器人的预设路径信息；

获取机器人的当前位置信息；

以机器人自身为中心，在机器人周围360°生成虚拟路径；

基于所述预设路径信息和所述当前位置信息，在生成的虚拟路径中选取一条虚拟路径作为新的行驶路径。

本发明实施例的另一目的在于提供一种机器人路径调整装置，所述机器人路径调整装置包括：

预设路径信息获取单元，用于获取机器人的预设路径信息；

当前位置信息获取单元，用于获取机器人的当前位置信息；

虚拟路径生成单元，用于以机器人自身为中心，在机器人周围360°生成虚拟路径；

虚拟路径选取单元，基于所述预设路径信息和所述当前位置信息，在生成的虚拟路径中选取一条虚拟路径作为新的行驶路径。

在本发明实施例中，通过获取机器人的预设路径信息，获取机器人的当前位置信息，以机器人自身为中心，在机器人周围360°生成虚拟路径，最后基于所述预设路径信息和所述当前位置信息，在生成的虚拟路径中选取一条虚拟路径作为新的行驶路径。从而实现自适应的调整移动路径，提高避障灵活性。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种机器人路径调整方法的流程图；

图2是本发明第一实施例提供的第一虚拟路径、第二虚拟路径、第一障碍物以及第二障碍物的示意图；

图3是本发明第二实施例提供的一种机器人路径调整装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

本发明实施例中，获取机器人的预设路径信息，获取机器人的当前位置信息，以机器人自身为中心，在机器人周围360°生成虚拟路径，基于所述预设路径信息和所述当前位置信息，在生成的虚拟路径中选取一条虚拟路径作为新的行驶路径。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的一种机器人路径调整方法的流程图，详述如下：

步骤S11，获取机器人的预设路径信息，所述预设路径信息包括机器人的预设初始朝向角度。

其中，预设路径是指机器人在进行环境观察之后，预先设置的将要行走的路径。

步骤S12，获取机器人的当前位置信息。

其中，所述当前位置信息包括机器人的当前朝向和机器人当前坐标信息。

步骤S13，以机器人自身为中心，在机器人周围360°生成虚拟路径。

其中，机器人可以按预设更新时间间隔重新在机器人周围360°生成虚拟路径，也可以在移动过程中检测到新的障碍物信息时重新在机器人周围360°生成虚拟路径。所述虚拟路径为以机器人为中心，在机器人周围360°范围内生成的直线或曲线。所述虚拟路径包括机器人的移动速度信息。

当所述当前位置信息包括机器人的当前朝向时，所述步骤S13具体包括：

A1、以机器人为中心，将机器人的当前朝向作为起始方向，在机器人周围360°按顺时针方向和/或逆时针方向，每隔预设间隔角度作为新的朝向。

A2、选取线速度，按预设时间在每一个新的朝向生成一条虚拟路径。

具体地，将机器人的当前朝向作为起始方向，朝向角度为0°，按顺时针方向选取每隔预设间隔角度，如30°作为一个新的朝向，选取合适的线速度，按预设时间在每一个新的朝向生成一条直线或曲线，作为虚拟路径，需要指出的是，选取的线速度与机器人当前的线速度无关，其可以等于机器人当前的线速度，也可以不等于机器人当前的线速度。选取的预设间隔角度的大小决定了检测移动环境中障碍的精细程度，预设时间的长短和选取的线速度的大小决定了虚拟路径的长度。

步骤S14，基于所述预设路径信息和所述当前位置信息，在生成的虚拟路径中选取一条虚拟路径作为新的行驶路径。

可选地，所述预设路径信息包括预设初始朝向角度，为了使机器人能灵活避障，所述步骤S14包括：

B1、采集环境信息，基于所述环境信息获取障碍物信息，所述障碍物信息包括障碍物的位置信息。具体地，可以通过激光雷达采集环境信息。

B2、基于所述障碍物信息，在地图上标记预设区间范围内的障碍物。

B3、选取与标记的障碍物无交点，且与所述预设初始朝向角度最接近的虚拟路径作为新的行驶路径。

为保证机器人能在多个障碍之间安全通过，在与标记的障碍物无交点，且与所述预设初始朝向角度最接近的虚拟路径位于第一障碍物和第二障碍物之间时，所述步骤B3具体包括：

B31、确定第一障碍物与第一虚拟路径相交的第一交点以及确定第二障碍物与第二虚拟路径相交的第二交点，所述第一虚拟路径是指机器人生成的全部虚拟路径中首个与第一障碍物相交且与机器人预设初始朝向角度最接近的虚拟路径，所述第二虚拟路径是指机器人生成的全部虚拟路径中首个与第二障碍物相交且与机器人预设初始朝向角度最接近的虚拟路径。其中，图2示出了一种第一虚拟路径、第二虚拟路径、第一障碍物以及第二障碍物的关系图。

B32、基于所述第一交点与所述第二交点的连线，计算所述第一障碍物与第二障碍物的空隙宽度信息。

B33、获取机器人自身尺寸信息。

B34、比较所述空隙宽度信息和所述尺寸信息的大小，以判断机器人是否可以从所述第一障碍物和第二障碍物之间通过。

B35、若判断机器人可以从所述第一障碍物和第二障碍物之间通过，选取与标记的障碍物无交点，且与所述预设初始朝向角度最接近的虚拟路径。

具体地，若机器人不能从所述第一障碍物和第二障碍物之间的所有虚拟路径通过，则调转机器人的朝向，重新生成虚拟路径，并可以同时通过灯光提示、铃声提示等方式发出报警信息。

具体地，如图2所示，当机器人左右都有障碍物时，且机器人的预设初始朝向角度为正前方，则确定和第一障碍物相交且与机器人当前朝向最接近的第一虚拟路径，获取该第一虚拟路径和第一障碍物相交的第一交点；以及确定和第二障碍物相交且与机器人当前朝向最接近的第二虚拟路径，获取该第二虚拟路径和第二障碍物相交的第二交点。获取第一交点和第二交点之间的连线，并结合机器人的朝向可以得出空隙的宽度，通过比较空隙宽度和机器人的实际尺寸便就可以判断该空隙是否能让机器人安全通过。

根据地图上标记的障碍物信息，获取在机器人预设区间范围的障碍物的位置信息，当机器人两侧分别出现障碍物时，通过比较两侧障碍物间空隙宽度信息与机器人自身尺寸信息，判断机器人是否可以安全通过，从而实现有效避障。若经判断机器人不能安全通过，则调转机器人的朝向，重新生成并选取虚拟路径。

可选地，所述当前位置信息包括机器人的当前朝向角度，在所述步骤S14之后，还包括：

C1、获取选取的虚拟路径朝向信息，所述朝向信息包括虚拟路径朝向角度。

C2、基于所述机器人的当前朝向和所述虚拟路径朝向角度，调整机器人的朝向。

具体地，在选取一条虚拟路径作为新的行驶路径后，将该条虚拟路径的朝向角度作为机器人新的朝向，获取该条虚拟路径的朝向角度，计算所述机器人的当前朝向和该条虚拟路径的朝向角度的角度差，根据所述角度差旋转机器人，从而调整机器人的朝向。

可选地，若如步骤S14中所述，当机器人两侧分别包括第一障碍物和第二障碍物时，根据所述虚拟路径信息还包括机器人的移动速度信息，为保证机器人不碰撞障碍物，所述步骤S15具体包括：

C1、获取选取的虚拟路径朝向信息，所述朝向信息包括虚拟路径朝向角度。

C2、基于所述机器人的当前朝向和所述虚拟路径朝向角度，调整机器人的朝向。

C3、基于地图上标记的预设区间范围内的障碍物信息，调整机器人的移动速度。

具体地，当机器人两侧分别包括第一障碍物和第二障碍物时，机器人会沿着正前方移动，可以通过降低机器人的移动速度，让机器人安全通过。

在本发明第一实施例中，通过获取机器人的预设路径信息，所述预设路径信息包括机器人的预设初始朝向角度和初始移动速度，获取机器人的当前位置信息，所述当前位置信息包括机器人的当前朝向，以机器人自身为中心，在机器人周围360°生成虚拟路径，最后基于所述预设路径信息和所述当前位置信息，在生成的虚拟路径中选取一条虚拟路径作为新的行驶路径。由于生成虚拟路径只与选取的线速度和预设时间有关，而与机器人的移动速度无关，因此，扩大了机器人环境检测的范围，从而实现自适应的调整移动路径，提高避障灵活性。

应理解，在本发明实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例二：

图3示出了本发明第二实施例提供的一种机器人路径调整装置的结构图，改装置可用于智能机器人。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该机器人路径调整装置包括：预设路径信息获取单元21，当前位置信息获取单元22，虚拟路径生成单元23，虚拟路径选取单元24。其中：

预设路径信息获取单元21，用于获取机器人的预设路径信息。所述预设路径信息包括机器人的预设初始朝向角度。其中，预设路径是指机器人在进行环境观察之后，预先设置的将要行走的路径。所述预设路径信息包括机器人的初始移动速度。

当前位置信息获取单元22，用于获取机器人的当前位置信息。用于以机器人自身为中心，在机器人周围360°生成虚拟路径。

其中，所述当前位置信息包括机器人的当前朝向和机器人当前坐标信息。

虚拟路径生成单元23，用于按预设条件在生成的虚拟路径中选取一条虚拟路径。

其中，机器人可以按预设更新时间间隔重新在机器人周围360°生成虚拟路径，也可以在移动过程中检测到新的障碍物信息时重新在机器人周围360°生成虚拟路径。所述虚拟路径为以机器人为中心，在机器人周围360°范围内生成的直线或曲线。

当所述当前位置信息包括机器人的当前朝向时，虚拟路径生成单元23具体包括：

间隔朝向选取模块，用于以机器人为中心，将机器人的当前朝向作为起始方向，在机器人周围360°按顺时针方向和/或逆时针方向，每隔预设间隔角度作为新的朝向；

虚拟路径生成模块，用于选取线速度，按预设时间在每一个新的朝向生成一条虚拟路径。

具体地，将机器人的当前朝向作为起始方向，朝向角度为0°，按顺时针方向选取每隔预设间隔角度，如30°作为一个新的朝向，选取合适的线速度，按预设时间在每一个新的朝向生成一条直线，作为虚拟路径，需要指出的是，选取的线速度与机器人当前的线速度无关，其可以等于机器人当前的线速度，也可以不等于机器人当前的线速度。选取的预设间隔角度的大小决定了检测移动环境中障碍的精细程度，预设时间的长短和选取的线速度的大小决定了虚拟路径的长度。

虚拟路径选取单元24，基于所述预设路径信息和所述当前位置信息，在生成的虚拟路径中选取一条虚拟路径作为新的行驶路径。可选地，所述预设路径信息包括预设初始朝向角度，为了使机器人能灵活避障，所述虚拟路径选取单元24具体包括：

障碍物信息获取模块，用于采集环境信息，基于所述环境信息获取障碍物信息，所述障碍物信息包括障碍物的位置信息；

障碍物标记模块，用于基于所述障碍物信息，在地图上标记预设区间范围内的障碍物；

虚拟路径选取模块，用于选取与标记的障碍物无交点，且与所述预设初始朝向角度最接近的虚拟路径作为新的行驶路径。

为保证机器人能在多个障碍之间安全通过，在与标记的障碍物无交点，且与所述预设初始朝向角度最接近的虚拟路径位于第一障碍物和第二障碍物之间时，所述虚拟路径选取模块具体包括：

交点确定模块，用于在与标记的障碍物无交点，且与所述预设初始朝向角度最接近的虚拟路径位于第一障碍物和第二障碍物之间时，确定第一障碍物与第一虚拟路径相交的第一交点以及确定第二障碍物与第二虚拟路径相交的第二交点，所述第一虚拟路径是指机器人生成的全部虚拟路径中与第一障碍物相交且与机器人当前朝向最接近的虚拟路径，所述第二虚拟路径是指机器人生成的全部虚拟路径中与第二障碍物相交且与机器人当前朝向最接近的虚拟路径；

空隙宽度信息计算模块，用于基于所述第一交点与所述第二交点的连线，计算所述第一障碍物与第二障碍物的空隙宽度信息；

尺寸信息获取模块，用于获取机器人自身尺寸信息；

比较模块，用于比较所述空隙宽度信息和所述尺寸信息的大小，判断机器人是否可以从所述第一障碍物和第二障碍物之间通过；

虚拟路径选取模块还用于，若判断机器人可以从所述第一障碍物和第二障碍物之间通过，则将所述虚拟路径作为选取的虚拟路径。

具体地，若机器人不能从所述第一障碍物和第二障碍物之间的所有虚拟路径通过，则调转机器人的朝向，重新生成虚拟路径，并可以同时通过灯光提示、铃声提示等方式发出报警信息。

根据地图上标记的障碍物信息，获取在机器人预设区间范围的障碍物的位置信息，当机器人两侧分别出现障碍物时，通过比较两侧障碍物间空隙宽度信息与机器人自身尺寸信息，判断机器人是否可以安全通过，从而实现有效避障。若经判断机器人不能安全通过，则调转机器人的朝向，重新生成并选取虚拟路径。

可选地，所述当前位置信息包括机器人的当前朝向角度，所述机器人路径调整装置还包括：

朝向信息获取单元，用于获取选取的虚拟路径朝向信息，所述朝向信息包括虚拟路径朝向角度；

朝向调整单元，用于基于所述机器人的当前朝向和所述虚拟路径朝向角度，调整机器人的朝向。

本发明第二实施例中，通过获取机器人的预设路径信息，所述预设路径信息包括机器人的预设初始朝向角度和初始移动速度，获取机器人的当前位置信息，所述当前位置信息包括机器人的当前朝向，以机器人自身为中心，在机器人周围360°生成虚拟路径，最后基于所述预设路径信息和所述当前位置信息，在生成的虚拟路径中选取一条虚拟路径作为新的行驶路径。由于生成虚拟路径只与选取的线速度和预设时间有关，而与机器人的移动速度无关，因此，扩大了机器人环境检测的范围，从而实现自适应的调整移动路径，提高避障灵活性。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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。例如，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，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-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。