[发明专利]机器人运动方法、装置和电子设备在审
申请号: | 202110878082.X | 申请日: | 2021-07-30 |
公开(公告)号: | CN113485362A | 公开(公告)日: | 2021-10-08 |
发明(设计)人: | 赵辉;孙喜庆;夹磊 | 申请(专利权)人: | 美的集团(上海)有限公司;美的集团股份有限公司 |
主分类号: | G05D1/02 | 分类号: | G05D1/02 |
代理公司: | 北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙) 11463 | 代理人: | 荣颖佳 |
地址: | 201700 上海市青浦区*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 机器人 运动 方法 装置 电子设备 | ||
1.一种机器人运动方法,其特征在于,应用于机器人跟随目标进行运动的场景,所述场景中包括至少一个障碍物;所述方法包括:
生成所述机器人跟随所述目标的跟随路径;
测量所述机器人与所述障碍物的距离和角度关系;
基于所述距离和所述角度关系生成势场函数,基于所述势场函数生成所述机器人躲避所述障碍物的避障路径;
基于所述跟随路径和所述避障路径生成所述机器人的行走路径;
控制所述机器人按照所述行走路径进行运动。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,生成所述机器人跟随所述目标的跟随路径的步骤,包括:
在所述机器人进行运动的过程中,持续获取所述目标在机器人坐标系中的坐标;
基于获取的多个所述机器人坐标系中的坐标生成所述机器人跟随所述目标的跟随路径。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述机器人进行运动的过程中,持续获取所述目标在机器人坐标系中的坐标的步骤,包括:
在所述机器人进行运动的过程中,通过所述机器人的摄像头模组获取所述目标在摄像头坐标系中的坐标;
对所述摄像头坐标系中的坐标进行坐标转换,得到所述目标在机器人坐标系中的坐标。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,基于获取的多个所述机器人坐标系中的坐标生成所述机器人跟随所述目标的跟随路径的步骤,包括:
通过下述算式生成所述机器人跟随所述目标的跟随路径:p1=pr(Xr,Yr)+p(X,Y)-Ds;其中,p1为所述跟随路径,pr为所述机器人的实时路径,坐标为(Xr,Yr);p为所述目标相对于所述机器人的路径,坐标为(X,Y);Ds为所述机器人与所述目标之间的预设的安全距离。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,测量所述机器人与所述障碍物的距离的方法,包括:
通过所述机器人的障碍物检测传感器测量所述机器人的外轮廓与所述障碍物的外轮廓的最短距离,作为所述机器人与所述障碍物的距离。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述角度关系包括:所述机器人和所述障碍物的最短距离的连线与所述机器人接触所述障碍物时X轴的夹角。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,基于所述距离和所述角度关系生成势场函数的步骤,包括:
通过下述算式生成势场函数:
其中,fx、fy和frz为各个方向的所述势场函数;kx(d)、ky(d)、krz(d)均为预先设定的以d为变量的函数,用于表征各个方向的势场的强弱程度;d为所述距离;θ为所述机器人和所述障碍物的最短距离的连线与所述机器人接触所述障碍物时X轴的夹角;d0为预设的所述机器人到所述障碍物的避障距离的阈值。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,基于所述势场函数生成所述机器人躲避所述障碍物的避障路径的步骤,包括:
通过下述算式生成避障路径或者,其中,p2为所述避障路径;表征所述机器人的外轮廓与所述障碍物的外轮廓的最短距离的连线。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述跟随路径和所述避障路径生成所述机器人的行走路径的步骤,包括:
将所述跟随路径和所述避障路径叠加,得到所述机器人的行走路径。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,控制所述机器人按照所述行走路径进行运动的步骤,包括:
控制所述机器人的位置环和速度环,以使所述机器人按照所述行走路径进行运动。
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