[發(fā)明專利]機(jī)器人自主爬樓控制方法、機(jī)器人及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310164986.5
• 申請日: 2023-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN116243710A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李睿;周振生;劉雅楠;馬鐵東
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 黃宗波

本申請?zhí)峁┮环N機(jī)器人自主爬樓控制方法、機(jī)器人及存儲(chǔ)介質(zhì)。方法包括：基于預(yù)先創(chuàng)建的與目標(biāo)樓棟中的樓梯對應(yīng)的地圖序列、先驗(yàn)樓層數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，確定機(jī)器人在地圖序列中的當(dāng)前位置；通過預(yù)設(shè)的路徑規(guī)劃算法，在地圖序列的二維柵格地圖中確定從當(dāng)前位置至終點(diǎn)位置的全局路徑規(guī)劃；根據(jù)全局路徑規(guī)劃、實(shí)時(shí)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)避障算法，控制機(jī)器人的行駛機(jī)構(gòu)行駛，以使機(jī)器人行駛至終點(diǎn)位置，其中，當(dāng)機(jī)器人未移動(dòng)且俯仰角大于等于預(yù)設(shè)角度時(shí)，機(jī)器人上的表征原地旋轉(zhuǎn)的開關(guān)處于關(guān)閉的鎖定狀態(tài)。如此，有利于避免機(jī)器人的電機(jī)因扭矩過大而損壞，提高機(jī)器人自主爬樓的可靠性與安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種機(jī)器人自主爬樓控制方法、機(jī)器人及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，自主移動(dòng)機(jī)器人在生活中的應(yīng)用越來越廣泛。例如，無人送餐機(jī)器人、無人消毒機(jī)器人等，可以替換人工操作。目前，具備爬樓梯功能的機(jī)器人，在爬樓期間存在電機(jī)易損壞的安全風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請實(shí)施例的目的在于提供一種機(jī)器人自主爬樓控制方法、機(jī)器人及存儲(chǔ)介質(zhì)，能夠改善機(jī)器人在爬樓期間存在電機(jī)易損壞的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本申請采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本申請實(shí)施例提供了一種機(jī)器人自主爬樓控制方法，應(yīng)用于機(jī)器人，所述機(jī)器人包括用于爬樓梯的行駛機(jī)構(gòu)、激光雷達(dá)和慣性測量單元，所述方法包括：

A10，獲取所述激光雷達(dá)當(dāng)前采集的實(shí)時(shí)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

A20，基于預(yù)先創(chuàng)建的與目標(biāo)樓棟中的樓梯對應(yīng)的地圖序列、先驗(yàn)樓層數(shù)據(jù)和所述實(shí)時(shí)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，確定所述機(jī)器人在所述地圖序列中的當(dāng)前位置，所述當(dāng)前位置包括所述機(jī)器人所在當(dāng)前樓梯段的二維柵格地圖的第一標(biāo)簽信息、所述機(jī)器人在所述當(dāng)前樓梯段的相對位置，所述地圖序列包括與所述目標(biāo)樓棟的每層樓中的每段樓梯對應(yīng)的二維柵格地圖；

A30，通過預(yù)設(shè)的路徑規(guī)劃算法，在所述地圖序列的二維柵格地圖中確定從所述當(dāng)前位置至終點(diǎn)位置的全局路徑規(guī)劃；

A40，根據(jù)所述全局路徑規(guī)劃、所述實(shí)時(shí)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)避障算法，控制所述機(jī)器人的所述行駛機(jī)構(gòu)行駛，以使所述機(jī)器人行駛至所述終點(diǎn)位置，其中，當(dāng)所述機(jī)器人未移動(dòng)且俯仰角大于等于預(yù)設(shè)角度時(shí)，所述機(jī)器人上的表征原地旋轉(zhuǎn)的開關(guān)處于關(guān)閉的鎖定狀態(tài)。

結(jié)合第一方面，在一些可選的實(shí)施方式中，所述A40包括：

A41，當(dāng)所述機(jī)器人的俯仰角小于所述預(yù)設(shè)角度時(shí)，從所述地圖序列中選擇目標(biāo)二維柵格地圖，其中，所述目標(biāo)二維柵格地圖為所述地圖序列中與所述第一標(biāo)簽信息的位置相鄰且靠近所述終點(diǎn)位置的二維柵格地圖；

A42，根據(jù)所述實(shí)時(shí)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和DWA算法，從所述目標(biāo)二維柵格地圖中確定最優(yōu)行駛軌跡，以作為所述全局路徑規(guī)劃在所述目標(biāo)二維柵格地圖中的路徑；

A43，控制所述行駛機(jī)構(gòu)沿所述最優(yōu)行駛軌跡行駛；

A44，當(dāng)所述機(jī)器人的俯仰角大于等于所述預(yù)設(shè)角度時(shí)，根據(jù)所述實(shí)時(shí)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和DWA算法，從所述第一標(biāo)簽信息對應(yīng)的二維柵格地圖中確定最優(yōu)行駛軌跡，并控制所述行駛機(jī)構(gòu)沿所述第一標(biāo)簽信息對應(yīng)的二維柵格地圖中的最優(yōu)行駛軌跡行駛；

重復(fù)執(zhí)行步驟A41至步驟A44，直至所述機(jī)器人行駛至所述終點(diǎn)位置。

結(jié)合第一方面，在一些可選的實(shí)施方式中，所述A42包括：

根據(jù)所述DWA算法模擬所述機(jī)器人在所述目標(biāo)二維柵格地圖中行駛的多條軌跡；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述DWA算法的軌跡評價(jià)函數(shù)，從所述多條軌跡中確定最優(yōu)行駛軌跡行駛，所述軌跡評價(jià)函數(shù)G(v,w)為：