基于危险区域进行机器人移动的方法及设备与流程

1.本技术涉及计算机领域，尤其涉及一种基于危险区域进行机器人移动的方法及设备。


背景技术：

2.随着机器人大面积的部署，各种运行场景都有可能出现，部署现场出现过有一定坡度的上下坎的场景及相对狭窄的场景。当机器人行走在坡度的区域时，由于机身重心不稳，在高速时可能会发生打滑甚至跌到的危险；当机器人运行在窄走廊区域时由于近距离观测，深度摄像头的观测数据跟雷达的观测存在不一致，一般会大概偏差在0到10cm以内，或者由于传感器的观测存在一定的误差，当机器高速运行时可能会碰到障碍物，或者机器运行出现卡顿的现象。


技术实现要素：

3.本技术的一个目的是提供一种基于危险区域进行机器人移动的方法及设备，解决现有技术中机器人在危险区域移动时出现打滑甚至跌到的危险、以及碰到障碍物或者出现卡顿的问题。
4.根据本技术的一个方面，提供了一种基于危险区域进行机器人移动的方法，该方法包括：
5.定义危险区域的相关信息以及接口，根据所述危险区域的相关信息确定目标危险区域；
6.通过所述接口将所述目标危险区域添加到机器人当前地图中，得到目标地图；
7.根据目标危险区域的类型确定移动条件，并根据所述目标危险区域的类型以及移动条件在所述目标地图中构建对应的局部代价地图；
8.根据所述局部代价地图规划机器人在所述目标危险区域中移动的路径，得到规划路径；
9.将所述机器人在所述移动条件下按照所述规划路径进行移动。
10.可选地，所述危险区域的相关信息包括元数据，所述元数据包括用于动态配置的配置项。
11.可选地，所述方法包括：
12.根据机器人的运维现场的运维需求对所述配置项进行动态配置，其中，所述配置项包括危险区域的区域类型、机器人在危险区域的最大速度以及滤除雷达数据预设距离内的深度数据。
13.可选地，所述危险区域的相关信息包括危险区域的标识信息、起点信息、终点信息以及宽度信息，根据所述危险区域的相关信息确定目标危险区域，包括：
14.根据所述起点信息和终点信息确定两点之间的连线；
15.根据所述两点之间的连线以及宽度信息构建矩形区域，将所述矩形区域添加危险
区域的类型后作为危险区域并标记对应的标识信息。
16.可选地，根据目标危险区域的类型确定移动条件，包括：
17.当所述目标危险区域的类型为斜坡区域时，确定移动条件包括确定移动速度，其中，所述移动速度由当机器人移动到所述斜坡区域内时将当前移动速度动态设置为预设速度所确定。
18.可选地，根据所述目标危险区域的类型以及移动条件在所述目标地图中构建对应的局部代价地图，包括：
19.当所述目标危险区域的类型为斜坡区域时，则根据机器人当前观测到的数据在所述目标地图中构建所述斜坡区域的局部代价地图，并将移动条件中的预设速度作为在所述局部代价局部地图中移动时的移动速度。
20.可选地，根据目标危险区域的类型确定移动条件，包括：
21.当所述目标危险区域的类型为窄走廊区域时，确定移动条件包括确定移动速度以及确定用于构建局部代价地图的使用数据，其中，所述移动速度由当机器人移动到所述斜坡区域内时将当前移动速度动态设置为预设速度所确定，所述使用数据由动态滤除雷达数据预设距离内的深度数据后的观测数据确定。
22.可选地，根据所述目标危险区域的类型以及移动条件在所述目标地图中构建对应的局部代价地图，包括：
23.当所述目标危险区域的类型为窄走廊区域时，则根据所述移动条件中的使用数据在所述目标地图中构建所述窄走廊区域的局部代价地图，并将移动条件中的预设速度作为在所述局部代价局部地图中移动时的移动速度；
24.其中，根据所述局部代价地图规划机器人在所述目标危险区域中移动的路径，包括：
25.根据所述局部代价地图中的代价值的分布规划机器人在所述目标危险区域中移动的路径。
26.可选地，所述方法包括：
27.根据所述危险区域的标识信息执行包括在机器人当前地图中移除对应的危险区域、清空所有危险区域以及获取当前已有危险区域的接口中任一项操作。
28.根据本技术又一个方面，还提供了一种基于危险区域进行机器人移动的设备，所述设备包括：
29.一个或多个处理器；以及
30.存储有计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在被执行时使所述处理器执行如前述所述方法的操作。
31.根据本技术再一个方面，还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如前述所述的方法。
32.与现有技术相比，本技术通过定义危险区域的相关信息以及接口，根据所述危险区域的相关信息确定目标危险区域；通过所述接口将所述目标危险区域添加到机器人当前地图中，得到目标地图；根据目标危险区域的类型确定移动条件，并根据所述目标危险区域的类型以及移动条件在所述目标地图中构建对应的局部代价地图；根据所述局部代价地图规划机器人在所述目标危险区域中移动的路径，得到规划路径；将所述机器人在所述移动
条件下按照所述规划路径进行移动。从而防止机器人在危险区域发生打滑或跌到或发生碰撞以及运行卡顿等。
附图说明
33.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
34.图1示出根据本技术的一个方面提供的一种基于危险区域进行机器人移动的方法流程示意图；
35.图2示出本技术一实施例中设计的危险区域的示意图。
36.附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
37.下面结合附图对本技术作进一步详细描述。
38.在本技术一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(例如中央处理器(central processing unit，cpu))、输入/输出接口、网络接口和内存。
39.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(random access memory，ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(read only memory，rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
40.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(phase-change ram，pram)、静态随机存取存储器(static random access memory，sram)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(compact disc read-only memory，cd-rom)、数字多功能光盘(digital versatile disk，dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
41.由于机器人行走在危险区域时可能会发生打滑、跌到或者碰到障碍物或运行出现卡顿的现象，因此可以通过设计危险区域，随后对危险区域进行设计对应的移动条件以及规划在该危险区域的移动路径，从而将机器人按照移动条件以及规划的路径走出危险区域。具体地设计方案如下：
42.图1示出根据本技术的一个方面提供的一种基于危险区域进行机器人移动的方法流程示意图，该方法包括：步骤s11～步骤s15，其中，
43.步骤s11，定义危险区域的相关信息以及接口，根据所述危险区域的相关信息确定目标危险区域。
44.危险区域为部署的实际场景中存在的可能造成机器人行走障碍的区域，比如上
坡、下坡以及窄道等场景中的区域，将实际场景中的危险区域添加到机器人使用的地图中时，需要设计该危险区域，首先需要定义相关的数据信息以及接口，该相关的数据信息包括具体的数据设置以及数据结构，而接口是用于将危险区域的相关信息添加到地图中，从而让机器人执行移动时利用到该危险区域的相关信息，以走出该危险区域。根据已有的危险区域的相关信息确定出当前实际场景中的目标危险区域，该目标危险区域为当前实际场景中机器人所需经过的危险区域，比如根据相关信息确定的矩形区域，将该矩形区域作为目标危险区域。
45.步骤s12，通过所述接口将所述目标危险区域添加到机器人当前地图中，得到目标地图。
46.接口可支持单个危险区域的添加，也可以支持多个危险区域的添加，通过设计的接口将目标危险区域添加到机器人当前地图中，当前地图为机器人内部当前进行移动时所使用的地图，比如栅格地图；从而得到添加有目标危险区域的目标地图，即在地图中表示了该地图是有危险区域的，进而利用该地图以及添加进来的危险区域的信息规划出机器人移动走出该危险区域的路径。需要说明的是，接口定义时是定义接收到的数据结构是与定义的危险区域的数据结构相一致的，从而可以接收到危险区域的相关信息，将危险区域添加到地图中。
47.步骤s13，根据目标危险区域的类型确定移动条件，并根据所述目标危险区域的类型以及移动条件在所述目标地图中构建对应的局部代价地图。
48.目标危险区域的类型不同则机器人的移动条件可能也会有所不同，比如有的目标危险区域仅需要降速进行移动即可，有的目标危险区域则需要降速的同时也需要动态处理机器人内部的一些传感器观测到的数据，比如雷达数据，机器人在目标危险区域移动时则在设定的移动条件下进行。从而根据实际场景中的具体危险区域的类型以及该类型对应的移动条件在上述得到的目标地图中构建出该类型对应的局部代价地图，该局部代价地图用于规划机器人如何在目标危险区域中进行移动。
49.步骤s14，根据所述局部代价地图规划机器人在所述目标危险区域中移动的路径，得到规划路径。
50.根据传入地图的目标危险区域的信息构建出局部代价地图后，在该局部代价地图中规划出机器人在目标危险区域中进行移动时的路径，从而得到该规划路径。
51.步骤s15，将所述机器人在所述移动条件下按照所述规划路径进行移动。
52.在实际场景中，明确危险区域的类型后，设定了对应的移动条件，则在确定出机器人的规划路径后，将机器人在该移动条件下按照已经有的规划路径进行移动，从而走出危险区域的同时避免打滑、跌倒或碰撞或卡顿的现象。
53.在本技术一示例实施例中，所述危险区域的相关信息包括元数据，所述元数据包括用于动态配置的配置项。其中，可以根据机器人的运维现场的运维需求对所述配置项进行动态配置，其中，所述配置项包括危险区域的区域类型、机器人在危险区域的最大速度以及滤除雷达数据预设距离内的深度数据。
54.危险区域的相关信息包括元数据(metadata)，该metadata包括三个动态配置项，一个是在添加危险区域时需要选择的区域类型，第二个是机器人在危险区域的最大速度设置，第三个是滤除雷达数据一定距离以内的深度数据的配置，其中，一定距离为根据实际场
景设置的预设距离，比如10cm，而深度数据是通过深度摄像头采集的数据。在调用添加危险区域的接口时，传入的参数中包括元数据相关的参数设置。
55.在本技术一示例实施例中，所述危险区域的相关信息包括危险区域的标识信息、起点信息、终点信息以及宽度信息，在步骤s11中，根据所述起点信息和终点信息确定两点之间的连线；根据所述两点之间的连线以及宽度信息构建矩形区域，将所述矩形区域添加危险区域的类型后作为危险区域并标记对应的标识信息。
56.定义危险区域时，定义该危险区域的元数据外还要定义危险区域的标识信息(id)、起点信息、终点信息以及该危险区域的宽度信息，设计出的危险区域以矩形形式出现，可以以起点和终点的连线和宽度信息构建出一个矩形区域，随后根据实际场景添加该危险区域的类型以及进行标识，从而得到目标危险区域，而进行构建矩形区域时，如图2所示，可以将起点或终点将宽度分为一半，从而构建出的矩形区域的宽的中点是起点和终点，长是起点和终点的连线。需要说明的是，危险区域的具体形式还可以结合具体的实际场景以其它形式出现，当定义以其它形式出现时，同样需要结合危险区域的相关信息进行构建。
57.在本技术一示例实施例中，当所述目标危险区域的类型为斜坡区域时，确定移动条件包括确定移动速度，其中，所述移动速度由当机器人移动到所述斜坡区域内时将当前移动速度动态设置为预设速度所确定。
58.当在地图中添加目标危险区域时选择的类型为斜坡区域时，比如上坡区域、下坡区域等，则设定的移动条件是在该斜坡区域内机器人的速度会降速，降速到需要的移动速度，移动速度由将机器人在未进入斜坡区域前的当前移动速度进行动态设置为预设速度后确定，比如0.7m/s或1.0m/s则移动条件设置为进入斜坡区域时降速为0.4m/s。如果实际需求中需要更低的速度，则可配置，当机器人行走出该斜坡区域时，速度又会动态恢复之前的速度，即未进入斜坡区域前的当前移动速度。
59.接上述实施例，当所述目标危险区域的类型为斜坡区域时，则根据机器人当前观测到的数据在所述目标地图中构建所述斜坡区域的局部代价地图，并将移动条件中的预设速度作为在所述局部代价地图中移动时的移动速度。
60.在实际场景中，运维人员可以根据现场部署的实际场景，在地图中添加大小合适的目标危险区域，当目标危险区域的类型为斜坡区域时，可以根据现场坡度的大小动态的适配相关的参数配置，以满足运维需求，适配相关的参数配置包括危险区域的接口、相关信息等。当机器人在斜坡区域时，则基于静态地图以及机器人当前观测的数据来构建该斜坡区域对应的局部代价地图，从而利用该局部代价地图进行规划出机器人在斜坡区域的移动路径，机器人行走该移动路径时按照移动条件中设定的预设速度执行。
61.在本技术一示例实施例中，当所述目标危险区域的类型为窄走廊区域时，确定移动条件包括确定移动速度以及确定用于构建局部代价地图的使用数据，其中，所述移动速度由当机器人移动到所述斜坡区域内时将当前移动速度动态设置为预设速度所确定，所述使用数据由动态滤除雷达数据预设距离内的深度数据后的观测数据确定。
62.当在地图中添加目标危险区域时选择的类型为窄走廊区域时，则设定的移动条件是在该窄走廊区域内机器人的速度会降速的同时还需要采取一定的措施避免在窄道内出现卡顿的现象。需要动态的过滤掉雷达数据一定距离以内的深度数据，过滤后得到的数据为用于构建局部代价地图的使用数据，从而不用考虑静态地图，得到高分辨率的局部代价
地图。其中，进行降速时，降速到需要的移动速度，移动速度由将机器人在未进入窄走廊区域前的当前移动速度进行动态设置为预设速度后确定，比如0.7m/s或1.0m/s则移动条件设置为进入窄走廊区域时降速为0.4m/s。如果实际需求中需要更低的速度，则可配置，当机器人行走出该窄走廊区域时，速度又会动态恢复之前的速度，即未进入窄走廊区域前的当前移动速度。
63.接上述实施例，当所述目标危险区域的类型为窄走廊区域时，则根据所述移动条件中的使用数据在所述目标地图中构建所述窄走廊区域的局部代价地图，并将移动条件中的预设速度作为在所述局部代价局部地图中移动时的移动速度；其中，根据所述局部代价地图中的代价值的分布规划机器人在所述目标危险区域中移动的路径。
64.在实际场景中，运维人员可以根据现场部署的实际场景，在地图中添加大小合适的目标危险区域，当目标危险区域的类型为窄走廊区域时，可以根据窄走廊的运行通过情况动态的适配相关的参数配置，以满足运维需求。进行配置该窄走廊区域的相关的参数时进行动态配置滤除雷达数据一定距离以内的深度数据。从而窄走廊区域不考虑静态地图，依靠纯传感器数据构建高分辨率的局部代价地图来动态局部规划路径，即依靠当前传感器观测到的数据来构建，当前传感器观测到的数据是滤除雷达数据一定距离以内的深度数据后的观测数据，构建出来的局部代价地图的分辨率可以从原来的10cm提高到5cm。根据局部代价地图中的代价(cost)值的大小分布来规划出合理的路径，随后机器人根据路径运行，走出该危险区域。其中，局部代价地图用来评价地图上每个区域的可通行情况，用于判断是否有障碍物的依据，主要用于路径规划和避障。局部代价地图内部使用栅格地图实现，其中局部代价地图中的代价值可以定义取值范围为0～255，最高值表示该格子中存在障碍物，252到254表示离障碍物比较近的一段区域，在该区域中，机器无法规划路径及通行。随着障碍物距离变大，代价值从251到0逐渐递减，机器人可通行，从而可以根据代价值大小的分布规划出该危险区域中的路径，使得机器人在降速的同时按照规划的路径进行移动，走出危险区域。
65.在本技术一实施例中，所述方法包括：根据所述危险区域的标识信息执行包括在机器人当前地图中移除对应的危险区域、清空所有危险区域以及获取当前已有危险区域的接口中任一项操作。在此，危险区域的接口支持单个或多个危险区域的添加，可通过危险区域的标识信息(id)进行移除相应的危险区域或清空所有危险区域或获取当前已有危险区域的接口；在这里，根据机器人运维现场运维运行的需要，在机器人所运行的地图中进行动态添加或移除或清空危险区域。从而根据添加后的地图实现在危险区域进行降速以及降速的同时规避发生碰撞、卡顿等现象。
66.此外，本技术实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现前述一种基于危险区域进行机器人移动的方法。
67.在本技术一实施例中，还提供了一种基于危险区域进行机器人移动的设备，所述设备包括：
68.一个或多个处理器；以及
69.存储有计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在被执行时使所述处理器执行如前述所述方法的操作。
70.例如，计算机可读指令在被执行时使所述一个或多个处理器：
71.定义危险区域的相关信息以及接口，根据所述危险区域的相关信息确定目标危险区域；
72.通过所述接口将所述目标危险区域添加到机器人当前地图中，得到目标地图；
73.根据目标危险区域的类型确定移动条件，并根据所述目标危险区域的类型以及移动条件在所述目标地图中构建对应的局部代价地图；
74.根据所述局部代价地图规划机器人在所述目标危险区域中移动的路径，得到规划路径；
75.将所述机器人在所述移动条件下按照所述规划路径进行移动。
76.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
77.需要注意的是，本技术可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(asic)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本技术的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本技术的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，ram存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本技术的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
78.另外，本技术的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本技术的方法和/或技术方案。而调用本技术的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本技术的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本技术的多个实施例的方法和/或技术方案。
79.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。