智慧機器人路徑規劃方法以及系統與流程
2023-06-04 14:23:21
本發明涉及智慧機器人技術領域，尤其是智慧機器人路徑規劃方法以及系統。
背景技術：
目前隨著智慧機器人的普遍應用，家庭清掃機器人越來越受到人們的青睞，它可以減輕人的生活負擔，為人們提供良好的生活體驗。但是，由於室內障礙物較多，現有的清掃機器人通常不能及時避開障礙物，從而造成機器的損壞。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供智慧機器人路徑規劃方法以及系統，不僅可以檢測障礙物，還可以實時監測障礙物距離與數目，從而達到優良的避障效果，避免損壞機器。
第一方面，本發明實施例提供了智慧機器人路徑規劃方法，包括：
從目標區域的起點沿預設方向進行直線運動；
判斷兩邊是否存在第一障礙物；
如果存在所述第一障礙物，則向遠離所述第一障礙物的一邊旋轉後繼續沿直線運動；
判斷前方是否存在第二障礙物；
如果存在所述第二障礙物，則停止運動，並檢測在預設區域內所述智慧機器人距離所述第二障礙物的距離或所述第二障礙物的數目，從而確定運行方向。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，檢測在預設區域內所述智慧機器人距離所述第二障礙物的距離或所述第二障礙物的數目，從而確定運行方向包括：
檢測第一預設區域內所述智慧機器人距離所述第二障礙物的距離，向與所述第二障礙物距離最大的方向運行；
或者，
檢測所述第一預設區域內所述第二障礙物的數目，向所述第二障礙物數目最小的方向運行。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述判斷前方是否存在第二障礙物包括：
通過超聲波傳感器測量與前方物體的實際距離；
當所述實際距離小於預設距離時，即判定所述前方物體為所述第二障礙物。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述判斷兩邊是否存在第一障礙物包括：
通過紅外傳感器感應兩邊是否存在所述第一障礙物。
結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述如果存在所述第一障礙物，則向遠離所述第一障礙物的一邊旋轉後繼續沿直線運動包括：
如果左邊存在所述第一障礙物，則向右旋轉後繼續沿直線運動；
或者，
如果右邊存在所述第一障礙物，則向左旋轉後繼續沿直線運動。
第二方面，本發明實施例還提供智慧機器人路徑規劃系統，包括：
預設模塊，用於從目標區域的起點沿預設方向進行直線運動；
第一判斷模塊，用於判斷兩邊是否存在第一障礙物；
旋轉模塊，用於如果存在所述第一障礙物，則向遠離所述第一障礙物的一邊旋轉後繼續沿直線運動；
第二判斷模塊，用於判斷前方是否存在第二障礙物；
檢測模塊，用於如果存在所述第二障礙物，則停止運動，並檢測在預設區域內所述智慧機器人距離所述第二障礙物的距離或所述第二障礙物的數目，從而確定運行方向。：
結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，所述檢測模塊包括：
第一檢測單元，用於檢測第一預設區域內所述智慧機器人距離所述第二障礙物的距離，向與所述第二障礙物距離最大的方向運行；
第二檢測單元，用於檢測所述第一預設區域內所述第二障礙物的數目，向所述第二障礙物數目最小的方向運行。
結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，所述的第二判斷模塊包括：
測量單元，用於通過超聲波傳感器測量與前方物體的實際距離；
第一判斷單元，用於當所述實際距離小於預設距離時，即判定所述前方物體為所述第二障礙物。
結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，其中，所述第一判斷模塊包括：
第二判斷單元，用於通過紅外傳感器感應兩邊是否存在所述第一障礙物。
結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式，其中，所述旋轉模塊包括：
第一旋轉單元，用於如果左邊存在所述第一障礙物，則向右旋轉後繼續沿直線運動；
第二旋轉單元，用於如果右邊存在所述第一障礙物，則向左旋轉後繼續沿直線運動。
本發明實施例提供了智慧機器人路徑規劃方法和系統，包括：從目標區域的起點沿預設方向進行直線運動；判斷兩邊是否存在第一障礙物；如果存在第一障礙物，則向遠離第一障礙物的一邊旋轉後繼續沿直線運動；判斷前方是否存在第二障礙物；如果存在第二障礙物，則停止運動，並檢測在預設區域內智慧機器人距離第二障礙物的距離或第二障礙物的數目，從而確定運行方向。在智慧機器人運動過程中，不僅可以檢測障礙物，還可以實時監測障礙物距離與數目，從而達到優良的避障效果，避免損壞機器。
本發明的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例一提供的智慧機器人路徑規劃方法流程圖；
圖2為本發明實施例一提供的智慧機器人路徑規劃方法的步驟s104的方法流程圖；
圖3為本發明實施例二提供的智慧機器人路徑規劃系統的示意圖；
圖4為本發明實施例二提供的智慧機器人路徑規劃系統的另一示意圖。
圖標：
10-預設模塊；20-第一判斷模塊；30-旋轉模塊；40-第二判斷模塊；50-檢測模塊；41-測量單元；42-第一判斷單元；51-第一檢測單元；52-第二檢測單元。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
目前隨著智慧機器人的普遍應用，家庭清掃機器人越來越受到人們的青睞，它可以減輕人的生活負擔，為人們提供良好的生活體驗。但是，由於室內障礙物較多，現有的清掃機器人通常不能及時避開障礙物，從而造成機器的損壞，基於此，本發明實施例提供的智慧機器人路徑規劃方法以及系統，不僅可以檢測障礙物，還可以實時監測障礙物距離與數目，從而達到優良的避障效果，避免損壞機器。
為便於對本實施例進行理解，首先對本發明實施例所公開的智慧機器人路徑規劃方法進行詳細介紹。
實施例一：
圖1為本發明實施例一提供的智慧機器人路徑規劃方法流程圖。
參照圖1，智慧機器人路徑規劃方法，包括：
步驟s101，從目標區域的起點沿預設方向進行直線運動；
智慧機器人可以是掃地機器人，應用於室內，但不限於此，因此，這裡的目標區域可以是室內區域，具體可以從任意起點開始清掃，起始方向也是任意的，可以具體進行設定。
步驟s102，判斷兩邊是否存在第一障礙物，如果存在，則執行步驟s103，如果不存在，則繼續執行步驟s102，同時繼續沿原運動方向前進；
這裡可以通過智慧機器人左右兩邊的紅外傳感器來感應兩邊是否存在第一障礙物。如果左邊的紅外傳感器感應到了第一障礙物，則智慧機器人後退，然後右轉一個小角度(取小角度而不取大角度的原因是小角度能組合成大角度，其魯棒性比直接轉一個大角度要好很多，留有改正的餘地)。右邊紅外傳感器的功能和左邊的完全對偶。
步驟s103，向遠離第一障礙物的一邊旋轉後繼續沿直線運動；
為了避開第一障礙物，如果左邊存在第一障礙物，則向右旋轉後繼續沿直線運動；如果右邊存在第一障礙物，則向左旋轉後繼續沿直線運動，從而避開第一障礙物。
步驟s104，判斷前方是否存在第二障礙物，如果存在，則執行步驟s105，如果不存在，則繼續執行步驟s104；
進一步地，如圖2所示，步驟s104，可以採取如下步驟實現：
步驟s201，通過超聲波傳感器測量與前方物體的實際距離；
步驟s202，當實際距離小於預設距離時，即判定前方物體為第二障礙物。
具體地，在智慧機器人正常行進過程中(即兩個紅外傳感器都未檢測到第一障礙物的情況下)，通過超聲波傳感器測量和前方物體(第二障礙物)的距離，一旦距離小於設定的門限距離，即判定其為第二障礙物。
步驟s105，停止運動，並檢測在預設區域內智慧機器人距離第二障礙物的距離或第二障礙物的數目，從而確定運行方向。
這裡，步驟s105還可以通過如下方式實現：檢測第一預設區域內智慧機器人距離第二障礙物的距離，向與第二障礙物距離最大的方向運行，或者，檢測第一預設區域內第二障礙物的數目，向第二障礙物數目最小的方向運行。第一預設區域包括前方180度範圍內的區域。
具體通過智慧機器人的舵機帶動超聲波傳感器向左和向右分別旋轉九十度，檢測前方180度的區域內幾個方向上第二障礙物與智慧機器人的距離，然後通過比較各個方向上與第二障礙物的距離大小來確定接下來的行進路線，可以選擇與第二障礙物距離最大的的方向運行，同時，也可以檢測各個方向上第二障礙物的數目，從而選擇向第二障礙物數目最小的方向運行，總之，選擇最優路徑以便於智慧機器人的運行。
本發明實施例在智慧機器人運動過程中，不僅可以檢測障礙物，以便及時避開障礙物，還可以實時監測障礙物距離與數目，以選擇最優路徑，從而達到優良的避障效果，避免損壞機器。
通過這種路徑規劃，使得智慧機器人的魯棒性較強，對硬體資源的要求較低，對機器本身沒有太多約束條件，在運行過程中，根據當前具體情況來做出判斷，適應性較強，能應對各種未知變化的環境。
實施例二：
圖3為本發明實施例二提供的智慧機器人路徑規劃系統的示意圖。
參照圖3，智慧機器人路徑規劃系統，包括：
預設模塊10，用於從目標區域的起點沿預設方向進行直線運動；
第一判斷模塊20，用於判斷兩邊是否存在第一障礙物；
進一步地，第一判斷模塊20包括第二判斷單元(未示出)，用於通過紅外傳感器感應兩邊是否存在第一障礙物。
旋轉模塊30，用於如果存在第一障礙物，則向遠離第一障礙物的一邊旋轉後繼續沿直線運動；
進一步地，旋轉模塊30包括第一旋轉單元(未示出)，用於如果左邊存在第一障礙物，則向右旋轉後繼續沿直線運動；還包括第二旋轉單元(未示出)，用於如果右邊存在第一障礙物，則向左旋轉後繼續沿直線運動。
第二判斷模塊40，用於判斷前方是否存在第二障礙物；
進一步地，如圖4所示，第二判斷模塊40包括測量單元41，用於通過超聲波傳感器測量與前方物體的實際距離；還包括第一判斷單元42，用於當實際距離小於預設距離時，即判定前方物體為第二障礙物。
檢測模塊50，用於如果存在第二障礙物，則停止運動，並檢測在預設區域內智慧機器人距離第二障礙物的距離或第二障礙物的數目，從而確定運行方向。
進一步地，如圖4所示，檢測模塊50包括第一檢測單元51，用於檢測第一預設區域內智慧機器人距離第二障礙物的距離，向與第二障礙物距離最大的方向運行；還包括第二檢測單元52，用於檢測第一預設區域內第二障礙物的數目，向第二障礙物數目最小的方向運行。
本發明實施例提供的智慧機器人路徑規劃系統，與上述實施例提供的智慧機器人路徑規劃方法具有相同的技術特徵，所以也能解決相同的技術問題，達到相同的技術效果。
本發明實施例提供了智慧機器人路徑規劃方法和系統，包括：從目標區域的起點沿預設方向進行直線運動；判斷兩邊是否存在第一障礙物；如果存在第一障礙物，則向遠離第一障礙物的一邊旋轉後繼續沿直線運動；判斷前方是否存在第二障礙物；如果存在第二障礙物，則停止運動，並檢測在預設區域內智慧機器人距離第二障礙物的距離或第二障礙物的數目，從而確定運行方向。在智慧機器人運動過程中，不僅可以檢測障礙物，還可以實時監測障礙物距離與數目，從而達到優良的避障效果，避免損壞機器。
本發明實施例還提供一種電子設備，包括存儲器、處理器，存儲器中存儲有可在處理器上運行的電腦程式，處理器執行電腦程式時實現上述實施例提供的智慧機器人路徑規劃方法的步驟。
本發明實施例還提供一種計算機可讀存儲介質，計算機可讀存儲介質上存儲有電腦程式，電腦程式被處理器運行時執行上述實施例的智慧機器人路徑規劃方法的步驟。
另外，在本發明實施例的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
本發明實施例所提供的進行智慧機器人路徑規劃方法的電腦程式產品，包括存儲了處理器可執行的非易失的程序代碼的計算機可讀存儲介質，所述程序代碼包括的指令可用於執行前面方法實施例中所述的方法，具體實現可參見方法實施例，在此不再贅述。
所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統、裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統、裝置和方法，可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。
所述功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個處理器可執行的非易失的計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬碟、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
最後應說明的是：以上所述實施例，僅為本發明的具體實施方式，用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，本發明的保護範圍並不局限於此，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和範圍，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。