机器人脱困方法及机器人与流程

本申请涉及机器人，特别涉及一种机器人脱困方法及机器人。

背景技术：

1、移动机器人技术近年来得到了快速发展，广泛应用于物流仓储、智能巡检、智能家居、商场倒钩等诸多领域。其中，最常见的是家用扫地机器人。扫地机器人在对工作场所(比如：住宅)进行全覆盖清扫前，可以在工作场所中进行沿边运动。工作场所的边界可以是实体边界也可以是虚拟边界，沿边运动即为沿着边界运动一周。沿边运动有两个作用，其一是形成较大的闭环，得到机器人执行清扫工作时实际的工作边界；其二是感知工作场所的环境信息，得到环境地图。

2、沿边运动时，机器人可以通过某一侧(左侧或右侧)的传感器检测实体边界，或通过自主导航跟踪虚拟边界，按照顺时针或逆时针方向运动。当机器人运动的轨迹形成大封闭图形，且当前运动方向与沿边运动的初始运动方向相同时，可以确定沿边运动结束，形成工作场所的外轮廓。

3、在沿边运动时，机器人可能被一些动态障碍物(比如：人、玩具小车等)引导至工作场所内部的障碍物，然后环绕工作场所内部的障碍物反复绕圈。此外，也可能在一些低矮障碍物上脱困后，远离边界形成闭环轮廓，导致无法脱离。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种机器人脱困方法及机器人，用于解决机器人环绕障碍物反复绕圈和在远离边界处反复绕圈的问题。

2、一方面，本申请提供了一种机器人脱困方法，包括：

3、当机器人在工作场所进行沿边运动过程中，如果运动轨迹形成闭合图形，判断所述机器人是否做无效绕圈运动；

4、如果是，确定所述闭合图形的外接四边形；

5、将所述外接四边形的四条边向外平移指定距离，得到扩大后的外接四边形；

6、根据扩大后的外接四边形规划脱困路径，并控制机器人以规划的脱困路径脱困后继续进行沿边运动。

7、在一实施例中，所述根据扩大后的外接四边形规划脱困路径，并控制机器人以规划的脱困路径脱困后继续进行沿边运动，包括：

8、从沿边运动的每一沿边轮廓中选择一参考轮廓；

9、以沿边运动的初始运动方向在所述参考轮廓上的线性方向作为参考轮廓方向，选择所述扩大后的外接四边形在沿参考轮廓方向上最远的点作为目标导航点；

10、基于所述机器人的当前位置和所述目标导航点，生成到达所述参考轮廓的脱困路径；

11、控制所述机器人沿所述脱困路径运动至所述参考轮廓，并在到达所述参考轮廓后控制所述机器人进行沿边运动。

12、在一实施例中，所述从沿边运动的每一沿边轮廓中选择一参考轮廓，包括：

13、确定所述扩大后的外接四边形的对角线交点，与沿边运动的每一沿边轮廓的中点距离，并选择中点距离最小的沿边轮廓，作为参考轮廓；

14、所述选择所述扩大后的外接四边形在沿参考轮廓方向上最远的点作为目标导航点，包括：

15、从所述扩大后的外接四边形的顶点中，选择沿参考轮廓方向上最远顶点，作为目标导航点。

16、在一实施例中，所述判断所述机器人是否做无效绕圈运动，包括：

17、判断形成闭合图形时所述机器人的当前运动方向，是否等同于沿边运动的初始运动方向；

18、若否，确定所述机器人做无效绕圈运动。

19、在一实施例中，在所述判断形成闭合图形时所述机器人的当前运动方向，是否等同于沿边运动的初始运动方向之前，所述方法还包括：

20、获取所述机器人在沿边运动时所启用传感器在机身的位置；其中，所述位置包括左侧或右侧；

21、根据所述位置，确定沿边运动的初始运动方向；其中，沿边运动的方向为顺时针或逆时针，顺时针对应于左侧，逆时针对应于右侧。

22、在一实施例中，所述从所述扩大后的外接四边形的顶点中，选择沿参考轮廓方向上最远顶点，作为目标导航点，包括：

23、从所述扩大后的外接四边形的每一顶点和对角线交点，作所述参考轮廓的垂线，得到多个垂足；

24、以每一顶点及其对应垂足构建第一向量，以所述对角线交点及其对应垂足构建第二向量；

25、计算每一第一向量与所述第二向量的叉积，筛选出叉积大于零的第一向量，作为目标第一向量，并将所述目标第一向量对应垂足作为目标垂足；

26、从所述目标垂足中选择与所述对角线交点所在垂线最远的垂足，并将被选中垂足对应顶点作为目标导航点。

27、在一实施例中，所述基于所述机器人的当前位置和所述目标导航点，生成到达所述参考轮廓的脱困路径，包括：

28、以所述机器人的当前位置确定所述扩大后的外接四边形最接近机器人的边，作为目标边；

29、从所述机器人的当前位置作所述目标边的垂线，作为指定垂线，所述指定垂线的垂足为指定垂足；

30、以所述指定垂线、所述指定垂足沿所述扩大后的外接四边形的边至所述目标导航点的路径、所述目标导航点到所述参考轮廓的垂线，构成所述脱困路径。

31、在一实施例中，在所述基于所述机器人的当前位置和所述目标导航点，生成到达所述参考轮廓的脱困路径之后，所述方法还包括：

32、控制所述机器人沿所述脱困路径进行运动过程中，如果运动轨迹形成新的闭合图形，返回所述判断所述机器人是否做无效绕圈运动的步骤。

33、在一实施例中，所述方法还包括：

34、如果在脱困过程中所述机器人偏离所述脱困路径，根据所述机器人的当前位置和所述目标导航点，重新生成到达所述参考轮廓的脱困路径；

35、控制所述机器人沿重新生成的脱困路径运动至所述参考轮廓，并5在到达所述参考轮廓后控制所述机器人进行沿边运动。

36、在一实施例中，在所述控制所述机器人沿所述脱困路径运动至所述参考轮廓，并在到达所述参考轮廓后控制所述机器人进行沿边运动之前，所述方法还包括：

37、利用贝塞尔曲线对所述脱困路径进行平滑处理。

38、0另一方面，本申请提供了一种机器人，所述机器人包括机体和设于机体上的沿边传感器，所述沿边传感器用于获取机器人的沿边信息，所述机器人在沿边过程中根据上述机器人脱困方法进行脱困.

39、本申请方案，机器人可以在沿边运动过程中及时确定自身做无效绕圈运动，根据闭合图形的外接四边形的外扩四边形规划机器人的脱5困路径，可以有效进行脱困，并在脱困后继续进行沿边运动，解决了机器人环绕障碍物反复绕圈和在远离边界处反复绕圈的问题。

40、进一步，本申请以扩大后的外接四边形的对角线交点与每一沿边轮廓的中点距离，确定中点距离最小的沿边轮廓，作为参考轮廓，该

41、参考轮廓即为最接近无效绕圈运动位置的沿边轮廓，也是开始无效绕0圈运动前最有可能进行沿边的沿边轮廓；以沿参考轮廓方向上最远点，

42、生成从当前位置至该最远点、从该最远点至参考轮廓的脱困路径，以实现有效脱困。

技术特征：

1.一种机器人脱困方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机器人脱困方法，其特征在于，所述根据扩大后的外接四边形规划脱困路径，并控制机器人以规划的脱困路径脱困后继续进行沿边运动，包括：

3.根据权利要求2所述的机器人脱困方法，其特征在于，所述从沿边运动的每一沿边轮廓中选择一参考轮廓，包括：

4.根据权利要求1所述的机器人脱困方法，其特征在于，所述判断所述机器人是否做无效绕圈运动，包括：

5.根据权利要求4所述的机器人脱困方法，其特征在于，在所述判断形成闭合图形时所述机器人的当前运动方向，是否等同于沿边运动的初始运动方向之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求3所述的机器人脱困方法，其特征在于，所述从所述扩大后的外接四边形的顶点中，选择沿参考轮廓方向上最远顶点，作为目标导航点，包括：

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述机器人的当前位置和所述目标导航点，生成到达所述参考轮廓的脱困路径，包括：

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于所述机器人的当前位置和所述目标导航点，生成到达所述参考轮廓的脱困路径之后，所述方法还包括：

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括机体和设于机体上的沿边传感器，所述沿边传感器用于获取机器人的沿边信息，所述机器人在沿边过程中根据权利要求1-9任一项所述的机器人脱困方法进行脱困。

技术总结本申请提供一种机器人脱困方法及机器人，方法包括：当机器人在工作场所进行沿边运动过程中，如果运动轨迹形成闭合图形，判断机器人是否做无效绕圈运动；如果是，确定闭合图形的外接四边形；将外接四边形的四条边向外平移指定距离，得到扩大后的外接四边形；根据扩大后的外接四边形规划脱困路径，并控制机器人以规划的脱困路径脱困后继续进行沿边运动。本申请机器人可以在沿边运动过程中及时确定自身做无效绕圈运动，根据闭合图形的外接四边形的外扩四边形规划机器人的脱困路径，可以有效进行脱困，并在脱困后继续进行沿边运动，解决了机器人环绕障碍物反复绕圈和在远离边界处反复绕圈的问题。技术研发人员：朱泽春,余杰受保护的技术使用者：尚科宁家（中国）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9