机器人的防跌落方法和装置与流程

本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种机器人的防跌落方法和装置。

背景技术：

机器人面对的环境比较复杂，对于台阶、楼梯、凹坑等环境，如果没有防跌落模块，机器人很容易跌落，对于机器人的破坏是巨大的。

常见的地面机器人如扫地机器人大多数采用红外传感器作为防跌落传感器。红外传感器有发射端和接收端，通过红外的发射和接收时间计算距离。当地面平整时,红外测出的距离为一个定值。如果红外测出的距离突然变长,说明轮椅前方有深坑或者台阶,发出跌落警报。

通常在机器人的避障系统中维护一个状态机，用于在不同状态中切换。平衡车机器人在发送停止命令时，会有一个向前的惯性，导致刹车距离非常大。如果在避障系统中检测防跌落，会导致速度变慢。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种机器人的防跌落方法和装置，以至少解决机器人刹车距离长的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机器人的防跌落方法，包括：获取传感器检测的机器人与障碍物之间的第一距离；判断第一距离是否满足第一条件，其中，第一条件用于指示机器人处于认定跌落的距离范围；在第一距离满足第一条件时，向机器人发送停止命令，其中，停止命令用于指示机器人停止运动；在第一距离不满足第一条件时，控制机器人执行避障算法，其中，避障算法用于控制机器人躲避障碍物。

进一步地，在向机器人发送停止命令之后，方法还包括：获取传感器检测的机器人与障碍物之间的第二距离；判断第二距离是否满足第二条件，其中，第二条件用于指示机器人没有处于认定跌落的距离范围；在第二距离满足第二条件时，向机器人发送前进命令，并执行避障算法；在第二距离不满足第二条件时，保持机器人处于停止状态。

进一步地，第二距离包括第一红外距离、第二红外距离和第一超声距离，其中，第一红外距离为机器人的第一传感器测得的到障碍物之间的距离，第二红外距离为机器人的第二传感器测得的到障碍物之间的距离，第一超声距离为机器人的超声波传感器测得的到障碍物之间的距离，判断第二距离是否满足第二条件包括：判断第一红外距离是否大于第一预设距离；判断第二红外距离是否大于第一预设距离；判断第一超声距离是否大于第二预设距离，其中，在第一红外距离和第二红外距离小于等于第一预设距离，并且第一超声距离小于等于第二预设距离时，确定第二距离满足第二条件，第一预设距离与第二预设距离的取值相同或不同。

进一步地，第一距离包括第三红外距离、第四红外距离和第二超声距离，其中，第三红外距离为机器人的第一传感器测得的到障碍物之间的距离，第四红外距离为机器人的第二传感器测得的到障碍物之间的距离，第二超声距离为机器人的超声波传感器测得的到障碍物之间的距离，判断第一距离是否满足第一条件包括：判断第三红外距离是否大于第一预设距离；判断第四红外距离是否大于第一预设距离；判断第二超声距离是否大于第二预设距离，其中，在第三红外距离和/或第四红外距离大于第一预设距离，并且第二超声距离大于第二预设距离时，确定第一距离满足第一条件，第一预设距离与第二预设距离的取值相同或不同。

进一步地，在第一距离不满足第一条件时，方法还包括：继续检测第一距离，并判断第一距离是否满足第一条件。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种机器人的防跌落装置，包括：第一获取单元，用于获取传感器检测的机器人与障碍物之间的第一距离；第一判断单元，用于判断第一距离是否满足第一条件，其中，第一条件用于指示机器人处于认定跌落的距离范围；第一发送单元，用于在第一距离满足第一条件时，向机器人发送停止命令，其中，停止命令用于指示机器人停止运动；控制单元，用于在第一距离不满足第一条件时，控制机器人执行避障算法，其中，避障算法用于控制机器人躲避障碍物。

进一步地，装置还包括：第二获取单元，用于在向机器人发送停止命令之后，获取传感器检测的机器人与障碍物之间的第二距离；第二判断单元，用于判断第二距离是否满足第二条件，其中，第二条件用于指示机器人没有处于认定跌落的距离范围；第二发送单元，用于在第二距离满足第二条件时，向机器人发送前进命令，并执行避障算法；保持单元，用于在第二距离不满足第二条件时，保持机器人处于停止状态。

进一步地，第二距离包括第一红外距离、第二红外距离和第一超声距离，其中，第一红外距离为机器人的第一传感器测得的到障碍物之间的距离，第二红外距离为机器人的第二传感器测得的到障碍物之间的距离，第一超声距离为机器人的超声波传感器测得的到障碍物之间的距离，第二判断单元包括：第一判断模块，用于判断第一红外距离是否大于第一预设距离；第二判断模块，用于判断第二红外距离是否大于第一预设距离；第三判断模块，用于判断第一超声距离是否大于第二预设距离，其中，在第一红外距离和第二红外距离小于等于第一预设距离，并且第一超声距离小于等于第二预设距离时，确定第二距离满足第二条件，第一预设距离与第二预设距离的取值相同或不同。

进一步地，第一距离包括第三红外距离、第四红外距离和第二超声距离，其中，第三红外距离为机器人的第一传感器测得的到障碍物之间的距离，第四红外距离为机器人的第二传感器测得的到障碍物之间的距离，第二超声距离为机器人的超声波传感器测得的到障碍物之间的距离，第一判断单元包括：第四判断模块，用于判断第三红外距离是否大于第一预设距离；第五判断模块，用于判断第四红外距离是否大于第一预设距离；第六判断模块，用于判断第二超声距离是否大于第二预设距离，其中，在第三红外距离和/或第四红外距离大于第一预设距离，并且第二超声距离大于第二预设距离时，确定第一距离满足第一条件，第一预设距离与第二预设距离的取值相同或不同。

进一步地，装置还包括：检则单元，用于在第一距离不满足第一条件时，继续检测第一距离，并判断第一距离是否满足第一条件。

在本发明实施例中，采用获取传感器检测到的第一距离；在第一距离满足第一判定条件时，控制平衡车机器人进入第一状态，在第一距离满足第二判定条件时，控制平衡车机器人进入第二状态的方式，其中，平衡车机器人进入第一状态后开始刹车，平衡车机器人进入第二状态后正常行驶；在平衡车机器人进入第二状态后，进入避障算法，通过防跌落模块与避障系统解耦，达到了缩短平衡车机器人检测到危险后的响应延迟的目的，从而实现了缩短了平衡车机器人的刹车距离的技术效果，进而解决了机器人刹车距离长的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种机器人的防跌落方法的流程图；以及

图2是根据本发明实施例的一种机器人的防跌落装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种机器人的防跌落方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种机器人的防跌落方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤s102，获取传感器检测的机器人与障碍物之间的第一距离。在本发明实施例中，可以在机器人上设置至少一个传感器，传感器用于检测机器人的行进方向预设距离处的障碍物与机器人的距离。当预设距离处不存在障碍物时，传感器检测到的距离为与预设距离处的地面的距离。可选地，上述至少一个传感器还可以为不同类型的传感器，不同类型的传感器可以通过不同的检测方式检测机器人与障碍物之间的第一距离，从而防止传感器误检测的情况发生。

步骤s104，判断第一距离是否满足第一条件，其中，第一条件用于指示机器人处于认定跌落的距离范围。根据检测到的第一距离，判断机器人是否处于跌落的距离范围，如可以预先设置第一条件，当第一距离满足第一条件时，判断机器人处于跌落的距离范围，当第一距离不满足第一条件时，判断机器人未处于跌落的距离范围。

步骤s106，在第一距离满足第一条件时，向机器人发送停止命令，其中，停止命令用于指示机器人停止运动。在本发明实施例中，当判断出第一距离满足第一条件时，机器人处于跌落的距离范围，此时向机器人发送停止命令，指示机器人停止运动，从而避免机器人跌落。

步骤s108，在第一距离不满足第一条件时，控制机器人执行避障算法，其中，避障算法用于控制机器人躲避障碍物。当判断出第一距离不满足第一条件时，机器人未处于跌落的距离范围，则控制机器人执行避障算法，使机器人行进时能够避开行进方向上存在的障碍物。

在本发明实施例中，采用获取传感器检测到的第一距离；在第一距离满足第一判定条件时，控制平衡车机器人进入第一状态，在第一距离满足第二判定条件时，控制平衡车机器人进入第二状态的方式，其中，平衡车机器人进入第一状态后开始刹车，平衡车机器人进入第二状态后正常行驶；在平衡车机器人进入第二状态后，进入避障算法，通过防跌落模块与避障系统解耦，达到了缩短平衡车机器人检测到危险后的响应延迟的目的，从而实现了缩短了平衡车机器人的刹车距离的技术效果，进而解决了机器人刹车距离长的技术问题。

可选地，在向机器人发送停止命令之后，方法还包括：获取传感器检测的机器人与障碍物之间的第二距离；判断第二距离是否满足第二条件，其中，第二条件用于指示机器人没有处于认定跌落的距离范围；在第二距离满足第二条件时，向机器人发送前进命令，并执行避障算法；在第二距离不满足第二条件时，保持机器人处于停止状态。

作为本发明的一种可选的实施方式，当向机器人发送停止命令之后，控制机器人停止之后，还可以实现机器人的自主恢复。可选地，可以在向机器人发送停止命令之后，继续检测机器人与障碍物的第二距离，并判断第二距离是否满足第二条件，当第二距离满足第二条件时，机器人未处于跌落的距离范围，此时，可以向机器人发送前进命令，以使机器人恢复行进状态，同时机器人执行避障算法；在机器人不满足第二条件时，机器人处于跌落的距离范围，此时要保持机器人继续处于停止状态，防止机器人跌落。

可选地，第二距离包括第一红外距离、第二红外距离和第一超声距离，其中，第一红外距离为机器人的第一传感器测得的到障碍物之间的距离，第二红外距离为机器人的第二传感器测得的到障碍物之间的距离，第一超声距离为机器人的超声波传感器测得的到障碍物之间的距离，判断第二距离是否满足第二条件包括：判断第一红外距离是否大于第一预设距离；判断第二红外距离是否大于第一预设距离；判断第一超声距离是否大于第二预设距离，其中，在第一红外距离和第二红外距离小于等于第一预设距离，并且第一超声距离小于等于第二预设距离时，确定第二距离满足第二条件，第一预设距离与第二预设距离的取值相同或不同。

作为本发明的一种可选的实施方式，机器人上设置有不同类型的传感器，可选地，传感器可以包括红外传感器和超声传感器，红外传感器可以通过红外测量的方式检测机器人与障碍物的距离，超声传感器可以通过超声测量的方式检测机器人与障碍物的距离。通过设置不同类型的传感器可以防止单个传感器发生误检测的情奖品发生，例如：当机器人行进前方为玻璃地面，由于红外传感器无法检测到透明的玻璃，因此跟据红外传感器检测的距离判断出机器人处于跌落的距离范围，发生误检测。如果同时通过超声传感器进行检测，则可以防止误检测的发生。

可选地，红外传感器还可以包括多个，在一个优选的实施例中，红外传感器包括左侧红外传感器和右侧红外传感器，其中，左侧红外传感器设置在机器人的左侧，用于检测机器人左侧与障碍物的距离，得到第一红外距离，右侧红外传感器设置有机器人的右侧，用于检测机器人右侧与障碍物的距离，得到第二红外距离。判断第二距离是否满足第二条件包括：同时判断第一红外距离是否大于第一预设距离，第二红外距离是否大于第一预设距离，以及超声传感器检测到的第一超声距离是否大于第二预设距离，当第一红外距离小于等于第一预设距离，第二红外距离小于等于第一预设距离，并且第一超声距离小于等于第二预设距离时，确定第二距离满足第二条件，机器人未处于跌落的距离范围。

可选地，第一距离包括第三红外距离、第四红外距离和第二超声距离，其中，第三红外距离为机器人的第一传感器测得的到障碍物之间的距离，第四红外距离为机器人的第二传感器测得的到障碍物之间的距离，第二超声距离为机器人的超声波传感器测得的到障碍物之间的距离，判断第一距离是否满足第一条件包括：判断第三红外距离是否大于第一预设距离；判断第四红外距离是否大于第一预设距离；判断第二超声距离是否大于第二预设距离，其中，在第三红外距离和/或第四红外距离大于第一预设距离，并且第二超声距离大于第二预设距离时，确定第一距离满足第一条件，第一预设距离与第二预设距离的取值相同或不同。

在一个优选的实施例中，设置在机器人左侧的红外传感器还可以检测得到第三红外距离，设置在机器人右侧的红外传感器还可以检测得到第四红外距离，超声传感器可以检测得到第二超声距离。判断第一距离是否满足第一条件包括：同时判断第三红外距离是否大于第一预设距离，第四红外距离是否大于第二预设距离，以及第二超声距离是否大于第二预设距离，当第三红外距离和第四红外距离中的任意一个或者全部大于第二预设距离，并且第二超声距离大于第二预设距离时，确定第一距离满足第一条件，机器人处于跌落的距离范围。

可选地，在第一距离不满足第一条件时，方法还包括：继续检测第一距离，并判断第一距离是否满足第一条件。

作为本发明的一种可选的实施方式，当判断出第一距离不满足第一条件时，继续检测第一距离，并判断第一距离是否满足第一条件，通过重复检测第一距离，并判断第一距离是否满足第一条件，避免误检测情况的发生。

实施例2

根据本发明实施例，还提供了一种机器人的防跌落装置，图2是根据本发明实施例的一种机器人的防跌落方法的示意图，如图2所示，该装置包括：

第一获取单元210，用于获取传感器检测的机器人与障碍物之间的第一距离。在本发明实施例中，可以在机器人上设置至少一个传感器，传感器用于检测机器人的行进方向预设距离处的障碍物与机器人的距离。当预设距离处不存在障碍物时，传感器检测到的距离为与预设距离处的地面的距离。可选地，上述至少一个传感器还可以为不同类型的传感器，不同类型的传感器可以通过不同的检测方式检测机器人与障碍物之间的第一距离，从而防止传感器误检测的情况发生。

第一判断单元220，用于判断第一距离是否满足第一条件，其中，第一条件用于指示机器人处于认定跌落的距离范围。根据检测到的第一距离，判断机器人是否处于跌落的距离范围，如可以预先设置第一条件，当第一距离满足第一条件时，判断机器人处于跌落的距离范围，当第一距离不满足第一条件时，判断机器人未处于跌落的距离范围。

第一发送单元230，用于在第一距离满足第一条件时，向机器人发送停止命令，其中，停止命令用于指示机器人停止运动。在本发明实施例中，当判断出第一距离满足第一条件时，机器人处于跌落的距离范围，此时向机器人发送停止命令，指示机器人停止运动，从而避免机器人跌落。

控制单元240，用于在第一距离不满足第一条件时，控制机器人执行避障算法，其中，避障算法用于控制机器人躲避障碍物。当判断出第一距离不满足第一条件时，机器人未处于跌落的距离范围，则控制机器人执行避障算法，使机器人行进时能够避开行进方向上存在的障碍物。

在本发明实施例中，通过防跌落模块与避障系统解耦，达到了缩短平衡车机器人检测到危险后的响应延迟的目的，从而实现了缩短了平衡车机器人的刹车距离的技术效果，进而解决了机器人刹车距离长的技术问题。

可选地，装置还包括：第二获取单元，用于在向机器人发送停止命令之后，获取传感器检测的机器人与障碍物之间的第二距离；第二判断单元，用于判断第二距离是否满足第二条件，其中，第二条件用于指示机器人没有处于认定跌落的距离范围；第二发送单元，用于在第二距离满足第二条件时，向机器人发送前进命令，并执行避障算法；保持单元，用于在第二距离不满足第二条件时，保持机器人处于停止状态。

作为本发明的一种可选的实施方式，当向机器人发送停止命令之后，控制机器人停止之后，还可以实现机器人的自主恢复。可选地，可以在向机器人发送停止命令之后，继续检测机器人与障碍物的第二距离，并判断第二距离是否满足第二条件，当第二距离满足第二条件时，机器人未处于跌落的距离范围，此时，可以向机器人发送前进命令，以使机器人恢复行进状态，同时机器人执行避障算法；在机器人不满足第二条件时，机器人处于跌落的距离范围，此时要保持机器人继续处于停止状态，防止机器人跌落。

可选地，第二距离包括第一红外距离、第二红外距离和第一超声距离，其中，第一红外距离为机器人的第一传感器测得的到障碍物之间的距离，第二红外距离为机器人的第二传感器测得的到障碍物之间的距离，第一超声距离为机器人的超声波传感器测得的到障碍物之间的距离，第二判断单元包括：第一判断模块，用于判断第一红外距离是否大于第一预设距离；第二判断模块，用于判断第二红外距离是否大于第一预设距离；第三判断模块，用于判断第一超声距离是否大于第二预设距离，其中，在第一红外距离和第二红外距离小于等于第一预设距离，并且第一超声距离小于等于第二预设距离时，确定第二距离满足第二条件，第一预设距离与第二预设距离的取值相同或不同。

作为本发明的一种可选的实施方式，机器人上设置有不同类型的传感器，可选地，传感器可以包括红外传感器和超声传感器，红外传感器可以通过红外测量的方式检测机器人与障碍物的距离，超声传感器可以通过超声测量的方式检测机器人与障碍物的距离。通过设置不同类型的传感器可以防止单个传感器发生误检测的情奖品发生，例如：当机器人行进前方为玻璃地面，由于红外传感器无法检测到透明的玻璃，因此跟据红外传感器检测的距离判断出机器人处于跌落的距离范围，发生误检测。如果同时通过超声传感器进行检测，则可以防止误检测的发生。

可选地，红外传感器还可以包括多个，在一个优选的实施例中，红外传感器包括左侧红外传感器和右侧红外传感器，其中，左侧红外传感器设置在机器人的左侧，用于检测机器人左侧与障碍物的距离，得到第一红外距离，右侧红外传感器设置有机器人的右侧，用于检测机器人右侧与障碍物的距离，得到第二红外距离。判断第二距离是否满足第二条件包括：同时判断第一红外距离是否大于第一预设距离，第二红外距离是否大于第一预设距离，以及超声传感器检测到的第一超声距离是否大于第二预设距离，当第一红外距离小于等于第一预设距离，第二红外距离小于等于第一预设距离，并且第一超声距离小于等于第二预设距离时，确定第二距离满足第二条件，机器人未处于跌落的距离范围。

可选地，第一距离包括第三红外距离、第四红外距离和第二超声距离，其中，第三红外距离为机器人的第一传感器测得的到障碍物之间的距离，第四红外距离为机器人的第二传感器测得的到障碍物之间的距离，第二超声距离为机器人的超声波传感器测得的到障碍物之间的距离，第一判断单元包括：第四判断模块，用于判断第三红外距离是否大于第一预设距离；第五判断模块，用于判断第四红外距离是否大于第一预设距离；第六判断模块，用于判断第二超声距离是否大于第二预设距离，其中，在第三红外距离和/或第四红外距离大于第一预设距离，并且第二超声距离大于第二预设距离时，确定第一距离满足第一条件，第一预设距离与第二预设距离的取值相同或不同。

在一个优选的实施例中，设置在机器人左侧的红外传感器还可以检测得到第三红外距离，设置在机器人右侧的红外传感器还可以检测得到第四红外距离，超声传感器可以检测得到第二超声距离。判断第一距离是否满足第一条件包括：同时判断第三红外距离是否大于第一预设距离，第四红外距离是否大于第二预设距离，以及第二超声距离是否大于第二预设距离，当第三红外距离和第四红外距离中的任意一个或者全部大于第二预设距离，并且第二超声距离大于第二预设距离时，确定第一距离满足第一条件，机器人处于跌落的距离范围。

可选地，装置还包括：检则单元，用于在第一距离不满足第一条件时，继续检测第一距离，并判断第一距离是否满足第一条件。

作为本发明的一种可选的实施方式，当判断出第一距离不满足第一条件时，继续检测第一距离，并判断第一距离是否满足第一条件，通过重复检测第一距离，并判断第一距离是否满足第一条件，避免误检测情况的发生。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，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，可以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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。