巡检机器人的导航方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

1.本发明涉及导航技术领域，尤其涉及一种巡检机器人的导航方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.随着社会的进步，机器人行业得到了快速的发展，人们发明了具有各种各样的机器人，其中就有代替人工巡检的巡检机器人，巡检机器人的运行需要各种各样的算法和方法支撑，其中就有巡检机器人自主导航方法，随着社会的快速发展，人们对于巡检机器人自主导航方法的要求越来越高，导致现有的巡检机器人自主导航方法满足不了人们的使用要求。
3.现有的巡检机器人导航方法通常是设立单独的巡检机器人路径，巡检机器人在规定的时间内按照规定的路径进行巡检，检测模式比较单一，在巡检机器人接近障碍物或是碰触到障碍物时，巡检机器人时通常直接绕行，而绕行则将会影响巡检机器人的巡检效率。


技术实现要素：

4.本发明提供一种巡检机器人的导航方法、装置、计算机设备及存储介质，提高巡检机器人的导航准确度，进而提高巡检机器人的巡检效率。
5.本发明实施例提供一种巡检机器人的导航方法，所述方法包括：通过在巡检机器人上安装的激光测距传感器，按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据；获取多个位置点的激光数据分别对应的测量距离；确定是否存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据；所述预置数值大于或等于所述巡检机器人的长度且小于规划行驶路线的长度；若存在，则根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，更改所述巡检机器人的行驶角度。
6.本发明实施例提供一种巡检机器人的导航装置，所述装置包括：获取模块，用于通过在巡检机器人上安装的激光测距传感器，按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据；所述获取模块，还用于获取多个位置点的激光数据分别对应的测量距离；确定模块，用于确定是否存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据；所述预置数值大于或等于所述巡检机器人的长度且小于规划行驶路线的长度；更改模块，用于若存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据，则根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，更改所述巡检机器人的行驶角度。
7.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述巡检机器人的导航方
法。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述巡检机器人的导航方法。
9.本发明提供的一种巡检机器人的导航方法、装置、计算机设备及存储介质，首先通过在巡检机器人上安装的激光测距传感器，按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据，然后获取多个位置点的激光数据分别对应的测量距离；确定是否存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据；若存在，则根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及巡检机器人的当前行驶线路，更改巡检机器人的行驶角度。相对于现有技术中巡检机器人接触到障碍物之后再进行转向行驶相比，本发明只要确定巡检机器人前方一定范围内存在障碍物时，便根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及巡检机器人的当前行驶线路，更改巡检机器人的行驶角度，从而提高巡检机器人的导航准确度，进而提高巡检机器人的巡检效率。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1是本发明一实施例中巡检机器人的导航方法的一流程图；图2是本发明一实施例中激光测距传感器安装位置示意图；图3是本发明一实施例中巡检机器人与障碍物位置关系示意图；图4是本发明一实施例中巡检机器人移动位置角度示意图；图5是本发明一实施例中巡检机器人移动位置角度示意图；图6是本发明一实施例中巡检机器人的导航装置的一原理框图；图7是本发明一实施例中计算机设备的一示意图。
具体实施方式
12.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
13.如图1所示，本发明实施例提供一种巡检机器人的导航方法，该巡检机器人的导航方法应用于巡检机器人，具体包括如下步骤：s101，通过在巡检机器人上安装的激光测距传感器，按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据。
14.其中，预置时间间隔可以根据巡检机器人的行驶速度确定，巡检机器人的行驶速度越快，相应预置时间间隔可设置的越短；巡检机器人的行驶速度越慢，相应预置时间间隔可设置的越长，本实施例对此不做具体限定。
15.需要说明的是，本实施例中的激光测距传感器在投射到障碍物上时对应的激光数
据可用于确定巡检机器人到障碍物的距离。其中，障碍物包括不限于物体、动物、植物等。
16.在本发明提供的一个可选实施例中，所述按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据，包括：按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向最左侧中间点、左右侧中间点、顶端中间点和底端中间点分别投射到障碍物上的激光数据。
17.如图2所示，巡检机器人四条边的中间点分别为最左侧中间点、左右侧中间点、顶端中间点和底端中间点，通过上述4个位置点安装的激光测距传感器，获取巡检机器人在行进方向最左侧中间点、左右侧中间点、顶端中间点和底端中间点分别投射到障碍物上的激光数据，以便于基于获取的激光数据确定巡检机器人在正常形式的情况下是否能够通过该障碍物。
18.需要说明的是，本实施例不对激光测距传感器在巡检机器人上的安装位置进行限定，激光测距传感器除了上述4个中间点的安装位置，还可以为巡检机器人前进方向4个角度的位置，也可以为巡检机器人的中心点位置，本实施例对此不做具体的限定。
19.s102，获取多个位置点的激光数据分别对应的测量距离。
20.在本实施例中，在获取到各个位置点的激光数据之后，可基于激光数据确定各个位置点距离障碍物的测量距离，以便于根据该测量距离确定是否更改巡检机器人的行进方向。
21.s103，确定是否存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据。
22.其中，所述预置数值大于或等于所述巡检机器人的长度且小于规划行驶路线的长度。具体的，预置数值可基于巡检机器人偏移最小角度所能绕过障碍物所对应的最短距离进行设置，该最小角度的范围为向左或是向右10-45度之间。
23.s104，若存在，则根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，更改所述巡检机器人的行驶角度。
24.其中，当前行驶线路为巡检机器人计划行驶路径所对应的当前位置点。在本实施例中，在确定存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据时，说明巡检机器人若继续前行则由碰撞到障碍物的风险，此时需要更改巡检机器人的行进方向避免碰撞发生。具体的，本实施例根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，更改所述巡检机器人的行驶角度。
25.在本发明提供的一个可选实施例中，所述根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，更改所述巡检机器人的行驶角度，包括：若所述最左侧中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，且所述巡检机器人的当前行驶线路为直行后右转或直行，则更改所述巡检机器人向右偏移预置角度后直行；若所述最右侧中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，且所述巡检机器人的当前行驶线路为直行后左转或直行，则更改所述巡检机器人向左偏移预置角度后直行。
26.在本实施例中，最左侧中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，说明巡检机器人若继续直行则有巡检机器人左侧发生碰撞的风险，此时需要基于当前行驶线路来更改巡检机器人的行驶角度。即若巡检机器人的当前行驶线路为直行后右转或直行，则更改巡检机器人向右偏移预置角度后直行；若巡检机器人的当前行驶线路为直行后左转，则更改巡检机器人向左偏移预置角度后直行；若巡检机器人的当前行驶线路为右转或左，则
无需更改巡检机器人的原始行驶线路。
27.相反的，最右侧中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，说明巡检机器人若继续直行则有巡检机器人右侧发生碰撞的风险，此时需要基于当前行驶线路来更改巡检机器人的行驶角度。即若巡检机器人的当前行驶线路为直行后左转或直行，则更改巡检机器人向左偏移预置角度后直行；若巡检机器人的当前行驶线路为直行后右转，则更改巡检机器人向右偏移预置角度后直行；若巡检机器人的当前行驶线路为右转或左，则无需更改巡检机器人的原始行驶线路。
28.在本发明提供的一个可选实施例中，所述根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，更改所述巡检机器人的行驶角度，包括：若所述顶端中间点或所述底端中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，且所述巡检机器人的当前行驶线路为直行后右转或直行，则更改所述巡检机器人向右偏移预置角度后直行；若所述顶端中间点或所述底端中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，且所述巡检机器人的当前行驶线路为直行后左转或直行，则更改所述巡检机器人向左偏移预置角度后直行。
29.在本发明提供的一个可选实施例中，所述方法还包括：根据当前时刻所述巡检机器人对应的最短测量距离、所述障碍物的宽度确定所述预置角度，预置角度为所述巡检机器人和障碍物之间横向最短安全距离对应的角度。
30.如图3所示，根据当前时刻所述巡检机器人对应的最短测量距离为l，障碍物的宽度为w（本实施例中的障碍物宽度为巡检机器人与障碍物重叠的宽度，图3中两条虚线箭头的宽度），确定预置角度。具体的，可以将巡检机器人假设向左或是向右移动宽度w，之后靠近障碍物的方向进行移动，得到如图4或图5的预置角度a、预置角度b。可见，本实施例中预置角度的大小同宽度w正相关，和最短测量距离l负相关。
31.在本发明实施例中，通过获取的多个位置点投射到障碍物上的激光数据，确定巡检机器人前方是否有障碍物，若确定存在障碍物，则基于各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，及时更改巡检机器人的行驶角度，避免了巡检机器人在即将碰撞到障碍物才更改方向。由于本技术预先处理即将发生的碰撞（预先处理碰撞相对于即将碰撞发生时处理，对巡检机器人的控制效率高），因此本发明实施例相对于现有技术提高了巡检机器人的导航准确度，进而提高巡检机器人的巡检效率。
32.本发明提供的一种巡检机器人的导航方法，首先通过在巡检机器人上安装的激光测距传感器，按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据，然后获取多个位置点的激光数据分别对应的测量距离；确定是否存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据；若存在，则根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及巡检机器人的当前行驶线路，更改巡检机器人的行驶角度。相对于现有技术中巡检机器人接触到障碍物之后再进行转向行驶相比，本发明只要确定巡检机器人前方一定范围内存在障碍物时，便根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及巡检机器人的当前行驶线路，更改巡检机器人的行驶角度，从而提高巡检机器人的导航准确度，进而提高巡检机器人的巡检效率。
33.进一步的，在更改所述巡检机器人向右偏移预置角度后直行，或更改所述巡检机器人向左偏移预置角度后直行之前，所述方法还包括：
s201，通过在巡检机器人上安装的摄像头，获取巡检机器人在行进方向的右侧视频图像或左侧视频图像。
34.在本实施例中，摄像头的安装位置可与激光测距传感器的安装位置相同，即按照预置时间间隔获取同时获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据，以及摄像头拍摄的右侧视频图像或左侧视频图像。
35.s202，根据所述右侧视频图像或所述左侧视频图像，确定所述巡检机器人的右侧或左侧是否有足够的空间宽度通过所述巡检机器人。
36.在本发明提供的一个可选实施例中，所述根据所述右侧视频图像或所述左侧视频图像，确定所述巡检机器人的右侧或左侧是否有足够的空间宽度通过所述巡检机器人，包括：对所述右侧视频图像或所述左侧视频图像进行图像识别，确定是否存在右侧障碍物或左侧障碍物；若存在右侧障碍物或左侧障碍物，则根据所述右侧视频图像或所述左侧视频图像中障碍物的位置以及对应的投射到障碍物上的激光数据，确定所述巡检机器人的右侧或左侧是否有足够的空间宽度通过所述巡检机器人。
37.s203，若确定所述巡检机器人的右侧或左侧有足够的空间宽度通过所述巡检机器人，则更改所述巡检机器人向右偏移预置角度后直行，或更改所述巡检机器人向左偏移预置角度后直行。
38.在本实施例中，在更改所述巡检机器人向右偏移预置角度后直行，或更改所述巡检机器人向左偏移预置角度后直行之前，需要首先确定偏移预置角度后的巡检机器人是否有足够的空间通过障碍物，若有足够的空间通过障碍物，则更改所述巡检机器人向右偏移预置角度后直行，或更改所述巡检机器人向左偏移预置角度后直行；若没有足够的空间通过障碍物，则向相反方向偏移移动一定的角度后直行，以此保证更改方向行驶的巡检机器人能够顺利通过障碍物。
39.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
40.在一实施例中，提供一种巡检机器人的导航装置，该巡检机器人的导航装置与上述实施例中巡检机器人的导航方法一一对应。如图6所示，该巡检机器人的导航装置包括：获取模块61、确定模块62、更改模块63。各功能模块详细说明如下：获取模块61，用于通过在巡检机器人上安装的激光测距传感器，按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据；所述获取模块61，还用于获取多个位置点的激光数据分别对应的测量距离；确定模块62，用于确定是否存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据；所述预置数值大于或等于所述巡检机器人的长度且小于规划行驶路线的长度；更改模块63，用于若存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据，则根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，更改所述巡检机器人的行驶角度。
41.在本发明提供的一个可选实施例中，获取模块61，具体用于：按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向最左侧中间点、左右侧中间点、顶端中间点和底端中间点分别投射到障碍物上的激光数据。
42.在本发明提供的一个可选实施例中，更改模块63，具体用于：若所述最左侧中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，且所述巡检机器人的当前行驶线路为直行后右转或直行，则更改所述巡检机器人向右偏移预置角度后直行；若所述最右侧中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，且所述巡检机器人的当前行驶线路为直行后左转或直行，则更改所述巡检机器人向左偏移预置角度后直行。
43.在本发明提供的一个可选实施例中，更改模块63，具体用于：若所述顶端中间点或所述底端中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，且所述巡检机器人的当前行驶线路为直行后右转或直行，则更改所述巡检机器人向右偏移预置角度后直行；若所述顶端中间点或所述底端中间点的激光数据对应的测量距离小于预置数值，且所述巡检机器人的当前行驶线路为直行后左转或直行，则更改所述巡检机器人向左偏移预置角度后直行。
44.在本发明提供的一个可选实施例中，确定模块62，还用于根据当前时刻所述巡检机器人对应的最短测量距离、所述障碍物的宽度，以及测量距离巡检机器人的宽度确定所述预置角度，所述预置角度为所述巡检机器人和所述障碍物之间横向最短安全距离对应的角度。
45.在本发明提供的一个可选实施例中，获取模块61，还用于通过在巡检机器人上安装的摄像头，获取巡检机器人在行进方向的右侧视频图像或左侧视频图像；获取模块61，还用于根据所述右侧视频图像或所述左侧视频图像，确定所述巡检机器人的右侧或左侧是否有足够的空间宽度通过所述巡检机器人；更改模块63，具体用于若确定所述巡检机器人的右侧或左侧有足够的空间宽度通过所述巡检机器人，则更改所述巡检机器人向右偏移预置角度后直行，或更改所述巡检机器人向左偏移预置角度后直行。
46.在本发明提供的一个可选实施例中，确定模块62，具体用于：对所述右侧视频图像或所述左侧视频图像进行图像识别，确定是否存在右侧障碍物或左侧障碍物；若存在右侧障碍物或左侧障碍物，则根据所述右侧视频图像或所述左侧视频图像中障碍物的位置以及对应的投射到障碍物上的激光数据，确定所述巡检机器人的右侧或左侧是否有足够的空间宽度通过所述巡检机器人。
47.关于巡检机器人的导航装置的具体限定可以参见上文中对于巡检机器人的导航方法的限定，在此不再赘述。上述巡检机器人的导航装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
48.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包
括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种巡检机器人的导航方法。
49.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：通过在巡检机器人上安装的激光测距传感器，按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据；获取多个位置点的激光数据分别对应的测量距离；确定是否存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据；所述预置数值大于或等于所述巡检机器人的长度且小于规划行驶路线的长度；若存在，则根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，更改所述巡检机器人的行驶角度。
50.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：通过在巡检机器人上安装的激光测距传感器，按照预置时间间隔获取巡检机器人在行进方向多个位置点投射到障碍物上的激光数据；获取多个位置点的激光数据分别对应的测量距离；确定是否存在测量距离小于预置数值的位置点的激光数据；所述预置数值大于或等于所述巡检机器人的长度且小于规划行驶路线的长度；若存在，则根据各位置点的激光数据分别对应的测量距离以及所述巡检机器人的当前行驶线路，更改所述巡检机器人的行驶角度。
51.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（rom）、可编程rom（prom）、电可编程rom（eprom）、电可擦除可编程rom（eeprom）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（ram）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram（sram）、动态ram（dram）、同步dram（sdram）、双数据率sdram（ddrsdram）、增强型sdram（esdram）、同步链路（synchlink） dram（sldram）、存储器总线（rambus）直接ram（rdram）、直接存储器总线动态ram（drdram）、以及存储器总线动态ram（rdram）等。
52.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
53.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者
替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。