扫地机控制方法、装置及扫地机与流程

专利2025-06-24  26


本技术涉及智能机器人,特别涉及扫地机控制方法、装置及扫地机。


背景技术:

1、当前的扫地机沿边清扫方法主要是将扫地机的运动方向与障碍物的轮廓线或障碍物的轮廓线的切线方向相对齐,然而,目前的扫地机对于障碍物轮廓线的提取方法会误判复杂的物体形状或结构,特别是在遇到边缘存在棱角的障碍物时,可能会将本来存在棱角的障碍物轮廓简化为一条直线,从而导致障碍物轮廓线确定不准确,进而在按照简化后的障碍物轮廓线进行清扫的过程中,会出现漏扫或与障碍物发生碰撞的情况。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术提供扫地机控制方法、装置及扫地机,以减少扫地机出现漏扫或与障碍物发生碰撞的情况。

2、本技术提供的技术方案如下:

3、根据本技术第一方面的实施例,提出了一种扫地机控制方法,应用于扫地机,该方法包括:

4、根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集,所述目标障碍物点集包括扫地机运动方向上的多个障碍物点,所述第一应急点与所述扫地机的距离小于或等于第一阈值;

5、从所述目标障碍物点集中确定第一点集以及第二点集,所述第一点集包括位于所述第一应急点一侧的障碍物点,所述第二点集包括位于所述第一应急点另一侧的障碍物点;

6、若根据所述第一点集成功拟合第一直线,且根据所述第二点集成功拟合第二直线,则在所述第一直线的斜率与所述第二直线的斜率的差值的绝对值大于第二阈值的情况下,将所述第一直线或所述第二直线确定为目标直线;

7、若第一旋转角度处于已配置的角度范围内,则将所述目标直线指向的方向确定为扫地机的第一目标行进方向;其中,所述第一旋转角度是所述扫地机的当前行进方向与所述目标直线指向的方向之间的角度;

8、控制所述扫地机旋转至所述第一目标行进方向。

9、可选的,所述根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集,包括:

10、将已获得的第一应急点作为参考点,基于所述障碍物地图确定与所述参考点相邻的、且与所述参考点之间的距离小于或等于第三阈值的目标障碍物点,将所述目标障碍物点作为参考点,返回执行确定出所述障碍物地图中与所述参考点相邻的、且与所述参考点之间的距离小于或等于第三阈值的目标障碍物点的步骤,直至不存在与所述参考点之间的距离小于或等于第三阈值的目标障碍物点,或者确定出的目标障碍物点的数量达到第四阈值;其中,所述第一应急点是根据所述扫地机的当前位姿以及所述障碍物地图确定的;

11、将所述第一应急点以及所有目标障碍物点的集合确定为目标障碍物点集。

12、可选的,从所述目标障碍物点集中确定第一点集以及第二点集之前,该方法还包括:

13、根据所述目标障碍物点集拟合参考直线;

14、在所述参考直线拟合成功的情况下,则执行从所述目标障碍物点集中确定第一点集以及第二点集的步骤;

15、所述方法还包括:

16、若根据所述第一点集拟合第一直线失败和/或根据所述第二点集拟合第二直线失败,或者,所述第一直线的斜率与所述第二直线的斜率的差值的绝对值小于或等于第二阈值,则将所述参考直线确定为目标直线。

17、可选的,在所述参考直线拟合失败的情况下,或第一旋转角度未处于已配置的角度范围内的情况下,所述方法还包括:

18、若所述扫地机与已获得的目标墙线的垂直距离小于第五阈值,则将所述目标墙线指向的方向确定为第一目标行进方向;

19、其中,所述目标墙线是基于所述扫地机上方部署的激光雷达传感器采集到的点云数据确定的。

20、可选的,所述目标墙线的确定方法包括:

21、根据所述激光雷达传感器采集到的点云数据确定出直线段集合,所述点云数据包括多个位置点,所述直线段集合中包括至少一个直线段,每一直线段的长度大于或等于第六阈值,且每一直线段上相邻两个位置点之间的距离小于或等于第七阈值;

22、对于每一直线段,若第二旋转角度处于已配置的角度范围内,则将该直线段确定为候选墙线;其中,所述第二旋转角度是所述扫地机的当前行进方向与所述直线段指向的方向之间的角度;

23、将与所述扫地机垂直距离最近的候选墙线确定为目标墙线。

24、可选的,所述方法还包括:

25、若所述扫地机与所述目标墙线的垂直距离大于或等于第五阈值,则确定所述扫地机器人的中心与所述第一应急点的连线方向的法线方向;

26、基于所述法线方向确定所述第一目标行进方向。

27、可选的,在根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集之前,该方法还包括:

28、根据所述扫地机的当前位姿以及所述障碍物地图确定第一应急点;

29、根据扫地机上方部署的激光雷达传感器采集到的点云数据确定出直线段集合,所述点云数据包括多个位置点,所述直线段集合中包括至少一个直线段,每一直线段的长度大于或等于第六阈值,且每一直线段上相邻两个位置点之间的距离小于或等于第七阈值;

30、对于每一直线段,若第二旋转角度处于已配置的角度范围内,则将该直线段确定为候选墙线;其中,所述第二旋转角度是所述扫地机的当前行进方向与所述直线段指向的方向之间的角度;

31、将与所述扫地机垂直距离最近的候选墙线确定为目标墙线;

32、所述方法还包括:

33、若根据所述激光雷达传感器采集到的点云数据未确定出直线段集合,或从所述直线段集合中未确定出候选墙线,则执行所述根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集的步骤;

34、在确定出所述目标墙线的情况下,若确定所述扫地机与所述目标墙线的垂直距离小于第八阈值,则将所述目标墙线指向的方向确定为第一目标行进方向;

35、在确定出所述目标墙线的情况下,若确定所述扫地机与所述目标墙线的垂直距离大于或等于第八阈值,则执行所述根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集的步骤。

36、可选的,在控制所述扫地机旋转至所述第一目标行进方向之后,该方法进一步包括:

37、若根据所述扫地机的当前位姿以及已获得的障碍物地图确定出第二应急点,则根据所述第二应急点确定所述扫地机的第二目标行进方向,以控制所述扫地机旋转至所述第二目标行进方向,直至所述扫地机在完成旋转后根据所述扫地机的当前位姿以及已获得的障碍物地图未确定出第二应急点,或者,所述扫地机在未行进的情况下连续进行预设次数的旋转。

38、根据本技术第二方面的实施例,提出了一种扫地机控制装置,应用于扫地机,该装置包括:

39、确定单元,用于根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集,所述目标障碍物点集包括扫地机运动方向上的多个障碍物点,所述第一应急点与所述扫地机的距离小于或等于第一阈值;

40、从所述目标障碍物点集中确定第一点集以及第二点集,所述第一点集包括位于所述第一应急点一侧的障碍物点,所述第二点集包括位于所述第一应急点另一侧的障碍物点;

41、拟合单元,用于若根据所述第一点集成功拟合第一直线,且根据所述第二点集成功拟合第二直线,则在所述第一直线的斜率与所述第二直线的斜率的差值的绝对值大于第二阈值的情况下,将所述第一直线或所述第二直线确定为目标直线;

42、控制单元,用于若第一旋转角度处于已配置的角度范围内,则将所述目标直线指向的方向确定为扫地机的第一目标行进方向;其中,所述第一旋转角度是所述扫地机的当前行进方向与所述目标直线指向的方向之间的角度;控制所述扫地机旋转至所述第一目标行进方向。

43、可选的,所述确定单元具体用于:

44、将已获得的第一应急点作为参考点,基于所述障碍物地图确定与所述参考点相邻的、且与所述参考点之间的距离小于或等于第三阈值的目标障碍物点,将所述目标障碍物点作为参考点,返回执行确定出所述障碍物地图中与所述参考点相邻的、且与所述参考点之间的距离小于或等于第三阈值的目标障碍物点的步骤,直至不存在与所述参考点之间的距离小于或等于第三阈值的目标障碍物点,或者确定出的目标障碍物点的数量达到第四阈值;其中,所述第一应急点是根据所述扫地机的当前位姿以及所述障碍物地图确定的;

45、将所述第一应急点以及所有目标障碍物点的集合确定为目标障碍物点集。

46、可选的,从所述目标障碍物点集中确定第一点集以及第二点集之前,所述确定单元还用于:

47、根据所述目标障碍物点集拟合参考直线;

48、在所述参考直线拟合成功的情况下,则执行从所述目标障碍物点集中确定第一点集以及第二点集的步骤;

49、若根据所述第一点集拟合第一直线失败和/或根据所述第二点集拟合第二直线失败,或者,所述第一直线的斜率与所述第二直线的斜率的差值的绝对值小于或等于第二阈值,则将所述参考直线确定为目标直线;

50、可选的,在所述参考直线拟合失败的情况下,或第一旋转角度未处于已配置的角度范围内的情况下,所述控制单元具体用于:

51、若所述扫地机与已获得的目标墙线的垂直距离小于第五阈值,则将所述目标墙线指向的方向确定为第一目标行进方向;

52、其中,所述目标墙线是基于所述扫地机上方部署的激光雷达传感器采集到的点云数据确定的。

53、可选的,所述目标墙线的确定方法包括:

54、根据所述激光雷达传感器采集到的点云数据确定出直线段集合,所述点云数据包括多个位置点,所述直线段集合中包括至少一个直线段,每一直线段的长度大于或等于第六阈值,且每一直线段上相邻两个位置点之间的距离小于或等于第七阈值;

55、对于每一直线段,若第二旋转角度处于已配置的角度范围内,则将该直线段确定为候选墙线;其中,所述第二旋转角度是所述扫地机的当前行进方向与所述直线段指向的方向之间的角度;

56、将与所述扫地机垂直距离最近的候选墙线确定为目标墙线。

57、可选的,所述控制单元还用于:

58、若所述扫地机与所述目标墙线的垂直距离大于或等于第五阈值,则确定所述扫地机器人的中心与所述第一应急点的连线方向的法线方向;

59、基于所述法线方向确定所述第一目标行进方向。

60、可选的,在根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集之前,所述确定单元还用于:

61、根据所述扫地机的当前位姿以及所述障碍物地图确定第一应急点;

62、根据所述激光雷达传感器采集到的点云数据确定出直线段集合,所述点云数据包括多个位置点,所述直线段集合中包括至少一个直线段,每一直线段的长度大于或等于第六阈值,且每一直线段上相邻两个位置点之间的距离小于或等于第七阈值;

63、对于每一直线段,若第二旋转角度处于已配置的角度范围内,则将该直线段确定为候选墙线;其中,所述第二旋转角度是所述扫地机的当前行进方向与所述直线段指向的方向之间的角度;

64、将与所述扫地机垂直距离最近的候选墙线确定为目标墙线;

65、若根据所述激光雷达传感器采集到的点云数据未确定出直线段集合,或从所述直线段集合中未确定出候选墙线,则执行所述根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集的步骤;

66、在确定出所述目标墙线的情况下,若确定所述扫地机与所述目标墙线的垂直距离小于第八阈值,则将所述目标墙线指向的方向确定为第一目标行进方向;

67、在确定出所述目标墙线的情况下,若确定所述扫地机与所述目标墙线的垂直距离大于或等于第八阈值,则执行所述根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集的步骤。

68、可选的,在控制所述扫地机旋转至所述第一目标行进方向之后,所述控制单元还用于:

69、若根据所述扫地机的当前位姿以及已获得的障碍物地图确定出第二应急点,则根据所述第二应急点确定所述扫地机的第二目标行进方向,以控制所述扫地机旋转至所述第二目标行进方向,直至所述扫地机在完成旋转后根据所述扫地机的当前位姿以及已获得的障碍物地图未确定出第二应急点,或者,所述扫地机在未行进的情况下连续进行预设次数的旋转。

70、根据本技术第三方面的实施例,提出了一种扫地机,包括:

71、控制器,用于执行如第一方面所述的方法;

72、异构传感器,用于对目标场景进行数据采集;其中,所述异构传感器包括以下至少一种:激光雷达传感器,部署在所述扫地机上方;线激光传感器,部署在所述扫地机前方;距离传感器,部署在所述扫地机侧面。

73、由以上技术方案可见,本技术通过已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定出目标障碍物点集,并确定出目标障碍物点集中位于第一应急点一侧的第一点集以及位于第一应急点另一侧的第二点集,并对第一点集与第二点集分别进行直线拟合,相当于对应急点两侧的障碍物轮廓线分别进行拟合,若第一点集能够成功拟合为第一直线且第二点集能够成功拟合为第二直线,且第一直线与第二直线的斜率差较大,则表明该障碍物是具有棱角的障碍物,需要通过两侧不同的直线对障碍物轮廓进行描述,提高了障碍物轮廓线的提取精确度;进一步地,将第一直线或第二直线确定为目标直线,若扫地机由当前行进方向旋转至目标直线指向的方向的旋转角处于允许旋转的角度范围内,则将目标直线指向的方向确定为第一目标行进方向,在确定出第一目标行进方向之后,控制扫地机旋转至第一目标行进方向,以控制扫地机沿着障碍物轮廓进行清扫,减少了扫地机出现漏扫或与障碍物发生碰撞的情况。


技术特征:

1.一种扫地机控制方法,其特征在于,应用于扫地机,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从所述目标障碍物点集中确定第一点集以及第二点集之前,该方法还包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述参考直线拟合失败的情况下,或第一旋转角度未处于已配置的角度范围内的情况下,所述方法还包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述目标墙线的确定方法包括:

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在根据已获得的障碍物地图以及已获得的第一应急点确定目标障碍物点集之前,该方法还包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在控制所述扫地机旋转至所述第一目标行进方向之后,该方法进一步包括:

9.一种扫地机控制装置,其特征在于,应用于扫地机,该装置包括:

10.一种扫地机,其特征在于,包括:


技术总结
本申请提供一种扫地机控制方法、装置及扫地机。本申请对目标障碍物点集中位于第一应急点一侧的第一点集以及位于第一应急点另一侧的第二点集分别进行直线拟合,若第一点集能够成功拟合为第一直线且第二点集能够成功拟合为第二直线,且第一直线与第二直线的斜率差较大,则表明需要通过两侧不同的直线对障碍物轮廓进行描述,提高了障碍物轮廓线的提取精确度;进一步地,将第一直线或第二直线确定为目标直线,若扫地机由当前行进方向旋转至目标直线指向的方向的旋转角处于允许旋转的角度范围内,则控制扫地机旋转至第一目标行进方向即目标直线指向的方向,减少了扫地机出现漏扫或与障碍物发生碰撞的情况。

技术研发人员:廖文昆
受保护的技术使用者:杭州萤石软件有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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