[发明专利]机器人运动方法、装置和电子设备

说明书

本发明提供了一种机器人运动方法、装置和电子设备。其中，该方法用于机器人跟随目标进行运动的场景，场景中包括至少一个障碍物；该方法包括：生成机器人跟随目标的跟随路径；测量机器人与障碍物的距离和角度关系；基于距离和角度关系生成势场函数，基于势场函数生成机器人躲避障碍物的避障路径；基于跟随路径和避障路径生成机器人的行走路径；控制机器人按照行走路径进行运动。该方式中，可以快速准确地实现机器人的避障功能，避障规划连续清晰，对传感器系统的要求较低，并且不需要地图和定位。

技术领域

本发明涉及机器人控制的技术领域，尤其是涉及一种机器人运动方法、装置和电子设备。

背景技术

移动机器人一般具有行人跟随的功能，即通过视觉等技术锁定行人位置并始终跟随行人运动。其中，机器人需具有视觉检测系统和运动控制系统，以实现行人跟随功能。当跟随运动中机器人和行人之间有障碍物时，如果机器人不具有识别障碍物并主动避障能力，则会直接撞到障碍物，导致跟随运动停止，甚至引起机器人损坏。因此机器人做行人跟随时，还应具有障碍物检测以及智能避障功能。

然而，现有移动机器人的行人跟随功能，其特点是单自由度跟随，行人距离较远，视觉FOV(Field Of View，视场角)较大，一般使用UWB(Ultra Wide Band，超宽带)定位技术。需要测量出障碍物两个边界点，对机器人的传感器系统要求较高，需要为了避障添加中转位置，没有提及避障后如何恢复跟随新的目标位置。

因此，现有机器人针对行人跟随时的自动避障方法，具有对传感器系统要求高、需要地图和定位，以及避障规划不连续不清晰等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机器人运动方法、装置和电子设备，可以快速准确地实现机器人的避障功能，避障规划连续清晰，对传感器系统的要求较低，并且不需要地图和定位。

第一方面，本发明实施例提供了一种机器人运动方法，应用于机器人跟随目标进行运动的场景，场景中包括至少一个障碍物；方法包括：生成机器人跟随目标的跟随路径；测量机器人与障碍物的距离和角度关系；基于距离和角度关系生成势场函数，基于势场函数生成机器人躲避障碍物的避障路径；基于跟随路径和避障路径生成机器人的行走路径；控制机器人按照行走路径进行运动。

在本发明较佳的实施例中，上述生成机器人跟随目标的跟随路径的步骤，包括：在机器人进行运动的过程中，持续获取目标在机器人坐标系中的坐标；基于获取的多个机器人坐标系中的坐标生成机器人跟随目标的跟随路径。

在本发明较佳的实施例中，上述在机器人进行运动的过程中，持续获取目标在机器人坐标系中的坐标的步骤，包括：在机器人进行运动的过程中，通过机器人的摄像头模组获取目标在摄像头坐标系中的坐标；对摄像头坐标系中的坐标进行坐标转换，得到目标在机器人坐标系中的坐标。

在本发明较佳的实施例中，上述基于获取的多个机器人坐标系中的坐标生成机器人跟随目标的跟随路径的步骤，包括：通过下述算式生成机器人跟随目标的跟随路径：p1＝pr(Xr,Yr)+p(X,Y)-Ds；其中，p1为跟随路径，pr为机器人的实时路径，坐标为(Xr,Yr)；p为目标相对于机器人的路径，坐标为(X,Y)；Ds为机器人与目标之间的预设的安全距离。

在本发明较佳的实施例中，上述测量机器人与障碍物的距离的方法，包括：通过机器人的障碍物检测传感器测量机器人的外轮廓与障碍物的外轮廓的最短距离，作为机器人与障碍物的距离。

在本发明较佳的实施例中，上述角度关系包括：机器人和障碍物最短距离的连线与机器人接触障碍物时X轴的夹角。