CN114310893A - 机器人行驶控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人行驶控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，该方法包括：根据机器人的当前运输工装的工装类型，确定车体保护区域；根据预先设定的车前停止距离、车侧停止距离，将车体保护区域沿机器人的运动方向和沿垂直运动方向分别扩大形成车体停止区域和形成车侧警告区域；根据车体停止区域和车体告警区域、机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域；若扫描设备扫描确定障碍扫描区域存在障碍物，则确定机器人的建议速度。本申请中考虑不同工装类型对机器人和工装组成的整体所占空间的影响，形成更为合理的障碍扫描区域，保证障碍扫描结果的有效性以及避免无意义的扫描，提高了机器人整体的安全性，以及机器人运动状态控制的合理性。

Description

机器人行驶控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，特别是涉及一种机器人行驶控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

随着智能控制技术的发展，智能机器人被越来越广泛的应用于各行各业。而机器人正常运行中，对其行驶路径中障碍物的准确避让，不仅仅关系到其运行环境的人员安全，也同样涉及机器人自身安全性的问题。由此可见，对于机器人的控制导航系统来说，如何对机器人行驶路径上的障碍物进行检测，并基于检测结果合理控制机器人的运动状态，对机器人安全准时的达到目的地，是业内重点关注的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人行驶控制方法、装置、设备以及计算机可读存储设备，能够在一定程度上提升机器人避障控制的合理性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机器人行驶控制方法，包括：

根据预先生成的机器人的车体停止区域和车体告警区域、所述机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域；

若扫描设备扫描确定所述障碍扫描区域存在障碍物，则确定所述机器人的建议速度；

其中，所述预先生成所述车体停止区域和所述车体告警区域的过程包括：

根据所述机器人的当前运输工装的工装类型，确定车体保护区域，其中所述车体保护区域为所述机器人和所述当前运输工装形成的整体的外轮廓所占的区域；

根据预先设定的车前停止距离、车侧停止距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧停止距离，形成车体停止区域；

根据预先设定的车侧警告距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧警告距离，形成车侧警告区域。

可选地，根据预先生成的机器人的车体停止区域和车体告警区域、所述机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域，包括：

根据所述当前运动速度，确定所述机器人的制动位移和补偿位移，并将所述制动位移和所述补偿位移求和获得扫描位移，其中所述扫描位移为所述机器人未行驶路径上的位移；

将所述车体停止区域和所述车侧警告区域均按照所述补偿位移的方向和大小扩大，并以所述车体停止区域以及所述车侧警告区域扩大后并集形成的区域作为所述障碍扫描区域。

可选地，根据所述当前运动速度，确定所述机器人的制动位移，包括：

根据预先设定的所述机器人的规划行驶路径，确定所述机器人当前的运动状态，所述运动状态包括自旋、直行以及曲线行驶；

当所述机器人的运动状态为自旋，则根据制动弧长公式

确定制动弧长作为所述制动位移；其中，l为制动弧长，所述机器人的当前运动速度为当前角速度ω，a_ω为减角加速度，r为半径；

当所述机器人的运动状态为直行，则根据制动距离公式

确定制动距离作为所述制动位移的大小；其中，S为制动距离，所述机器人的当前运动速度为当前直行速度v，a为减直行加速度；

当所述机器人的运动状态为曲线行驶，则将所述机器人的运动状态分解为旋转和直行，并根据分解后的运动状态确定所述制动位移。

可选地，当所述障碍扫描区域存在障碍物时，确定所述机器人的建议速度的过程包括：

当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第一扫描区域，则根据所述机器人的减加速度、以及所述机器人和所述障碍物之间的当前距离，确定所述机器人的最大允许速度作为所述建议速度；

当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第二扫描区域，则根据预先设定的缓行速度作为所述建议速度；

其中，所述第一扫描区域为属于所述车体停止区域扩大后的区域；所述第二扫描区域为属于所述车侧警告区域扩大后的区域且不属于所述车体停止区域扩大后的区域。

可选地，确定所述障碍扫描区域中障碍物的过程包括：

获取所述扫描设备扫描所述障碍扫描区域的点云，并将所述点云中各个点的坐标由所述扫描设备的坐标系中的坐标转换为所述机器人的坐标系中的坐标；其中，所述扫描设备为2d激光雷达、3d激光雷达、深度相机中的任一种设备；

根据预先设定的屏蔽区域以及所述点云中各个点的坐标，对所述点云中的落在所述屏蔽区域内的点进行剔除；其中，所述屏蔽区域为预先根据所述当前运输工装确定的所述扫描设备被工装遮挡的扫描区域；

利用所述点云中任意两个点的坐标进行欧式距离运算，并将运算结果小于距离阈值对应的两个点划分为属于同一物体的同一类点；

根据所述点云中各个点所属类的划分，识别所述障碍扫描区域中的障碍物。

一种机器人行驶控制装置，包括：

扫描区域模块，用于根据预先生成的机器人的车体停止区域和车体告警区域、所述机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域；

建议速度模块，用于若扫描设备扫描确定所述障碍扫描区域存在障碍物，则确定所述机器人的建议速度；

其中，还包括区域生成模块，包括：

保护区域单元，用于根据所述机器人的当前运输工装的工装类型，确定车体保护区域，其中所述车体保护区域为所述机器人和所述当前运输工装形成的整体的外轮廓所占的区域；

停止区域单元，用于根据预先设定的车前停止距离、车侧停止距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧停止距离，形成车体停止区域；

警告区域单元，用于根据预先设定的车侧警告距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧警告距离，形成车侧警告区域。

可选的，所述扫描区域模块包括：

确定位移单元，用于根据所述当前运动速度，确定所述机器人的制动位移和补偿位移，并根据所述制动位移和所述补偿位移求和获得扫描位移，其中所述扫描位移为所述机器人未行驶路径上的位移；

形成区域单元，用于将所述车体停止区域和所述车侧警告区域均按照所述补偿位移的方向和大小扩大，并以所述车体停止区域以及所述车侧警告区域扩大后并集形成的区域作为所述障碍扫描区域。

可选地，所述建议速度模块，包括：

第一速度单元，用于当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第一扫描区域，则根据所述机器人的减加速度、以及所述机器人和所述障碍物之间的当前距离，确定所述机器人的最大允许速度作为所述建议速度；

第二速度单元，用于当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第二扫描区域，则根据预先设定的缓行速度作为所述建议速度；

其中，所述第一扫描区域为属于所述车体停止区域扩大后的区域；所述第二扫描区域为属于所述车侧警告区域扩大后的区域且不属于所述车体停止区域扩大后的区域。

一种机器人行驶控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述机器人行驶控制方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述机器人行驶控制方法的步骤。

本发明所提供的机器人行驶控制方法，包括：根据预先生成的机器人的车体停止区域和车体告警区域、机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域；若扫描设备扫描确定障碍扫描区域存在障碍物，则确定机器人的建议速度；其中，预先生成车体停止区域和车体告警区域的过程包括：根据机器人的当前运输工装的工装类型，确定车体保护区域，其中车体保护区域为机器人和当前运输工装形成的整体的外轮廓所占的区域；根据预先设定的车前停止距离、车侧停止距离，将车体保护区域沿机器人的运动方向扩大车前停止距离，沿垂直于机器人的运动方向扩大车侧停止距离，形成车体停止区域；根据预先设定的车侧警告距离，将车体保护区域沿机器人的运动方向扩大车前停止距离，沿垂直于机器人的运动方向扩大车侧警告距离，形成车侧警告区域。

本申请中充分考虑到机器人运输不同工装类型对机器人和工装组成的整体所占空间的影响，从而形成针对这一整体所占空间确定的车体停止区域和车体告警区域，使得机器人的车体停止区域和车体告警区域的设置更为合理；并基于车体停止区域和车体告警区域进一步的向外扩展形成更为合理的障碍扫描区域，且一旦在障碍扫描区域中发现障碍物，则给出合理的行驶速度，保证障碍扫描结果的有效性以及避免无意义的扫描，提高了机器人和运输工装整体的安全性，以及机器人运动状态控制的合理性。

本申请还公开了一种机器人行驶控制装置、设备以及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的机器人行驶控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的直行运动状态的区域形成示意图；

图3为本申请实施例提供的自旋运动状态的区域形成示意图；

图4为本发明实施例提供的机器人行驶控制装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅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做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。

如图1所示，图1为本申请实施例提供的机器人行驶控制方法的流程示意图，该方法可以包括：

S11：预先根据机器人的当前运输工装的工装类型，确定车体保护区域。

本实施例中的车体保护区域为机器人和当前运输工装形成的整体的外轮廓所占的区域。

常规的车体避障过程中，更多是以车体本身的轮廓作为需要保护避免碰撞的区域，但是在实际应用过程中，车体所运载的物体工装有可能延伸至车体轮廓之外，因此在实际进行车体避障的过程中，应当将机器人和所运送的工装作为一个整体考虑其所占区域范围。

对于某些特定的应用场景中，利用用于运送特定工装物件的机器人而言，其所运送的工装和机器人整体所占空间往往也是固定的，由此可以基于机器人的当前运送工装类型确定机器人和当前运送工装整体所占空间区域。

S12：根据预先设定的车前停止距离、车侧停止距离，将车体保护区域沿机器人的运动方向扩大车前停止距离，沿垂直于机器人的运动方向扩大车侧停止距离，形成车体停止区域。

S13：根据预先设定的车侧警告距离，将车体保护区域沿机器人的运动方向扩大车前停止距离，沿垂直于机器人的运动方向扩大车侧警告距离，形成车侧警告区域。

参照图2，图2中以矩形框ABCD所示的区域表示基于机器人和当前运送工装共同形成的车体保护区域，以L1表示车前停止距离，以L2表示车侧停止距离；黑色箭头所指方向即为机器人的运动方向。

参照图2可以理解的是，将该车体保护区域沿机器人的运动方向向前扩大车前停止距离L1，也即是将车体保护区域在机器人行进方向的边界线沿着运动方向推进L1的距离。

同理，对于将车体保护区域沿垂直于机器人的运动方向扩大车侧停止距离，也即是将在机器人行进方向垂直的边界线沿运动方向推进L2。

在图2所示的实施例中，是以机器人和运输的工装整体形成的车体保护区域为矩形区域，且机器人沿直线行驶进行说明的。但在实际应用过程中，车体保护区域可能存在是各种不规则的图形，但都不影响基于车体保护区域向外扩展形成车前停止区域，其车体保护区域的边界线无论是曲线、直线或其他凹凸不平的轮廓线，都是按照其原本的边界线形状整体向外扩张。另外，简单的将车体保护区域的各个边界线沿运动方向和垂直于运动方向推进之后，可能推进后的边界线之间存在断开的情况，此时可以直接对推进后的边界线分别进行延长至相交即可，对此，不再详细赘述。

此外，在实际应用过程中，机器人除了存在直线行驶的运动状态之外，还可以存在自旋、以及曲线运动状态。

显然，对于自旋的运动状态，其运动方向也即是旋转方向，相应地，基于其车体保护区域沿运动方向扩大的也即是弧长距离，参照图3，图3中以带箭头的曲线表示机器人的旋转方向，也即运动方向，以矩形框ABCD所示的区域表示基于机器人和当前运送工装共同形成的车体保护区域，以矩形虚线框作A1B1C1D1所示的区域表示机器人和当前运送工装整体自旋一定角度θ之后，所达到的位置。由此基于矩形框ABCD所形成的车体保护区域而言，其沿着运动方向扩展的车前停止距离，也应当是弧长距离，又因为矩形框ABCD的边界线(即车体保护区域的边界线)上的各个点和旋转中心的半径不完全相同，因此边界线上各个点沿机器人运动方向扩展对应的弧长距离也应当是不同的，基于弧长等于半径和角度的乘积，显然边界线上各个点旋转的角度是相同的，由此，则预先设定车前停止距离时，可以预先设定车前停止距离对应的停止角度，由此即可确定对应的停止弧长；在实际确定机器人的车体停止区域时，可以直接根据矩形框ABCD上的边界线上各点沿运动方向旋转设定的停止角度所扫过的区域，并再将该区域沿半径方向(即垂直于运动方向)向外在扩大车侧停止距离R2最终覆盖的区域即可作为最终形成机器人的车体停止区域(大部分为在半径为R1+R2的圆内的扇形区域)。

而对于车侧警告区域是矩形框ABCD的边界线上各个点沿垂直于运动方向进行扩展车侧警告距离确定的，显然对于自旋运动，垂直于运动方向也即是沿半径方向，由此即是将ABCD的边界线上各个点沿半径方向扩大车侧警告距离R2，此时A点显然是扩展后即对应A2点，可以理解的是，扩展后的车侧警告区域应当大部分位于外径为R1+R3，内径为R1的环形区域内。

而对于曲线运动的轨迹，应当将其视为自旋和直行两种运动状态的结合，在实际确定车体停止区域和车侧警告区域时，可以基于机器人规划的运动轨迹将其运动状态分解为自旋和直行两种运动状态，最终综合确定其对应的车体停止区域和车侧警告区域，一般而言基于计算机的空间运动仿真软件基于基本的运动学规律即可确定，对此，本实施例中不再详细赘述。

对于车体停止区域而言，其是表明一旦存在障碍物，就需要立即停车的区域，车体警告区域则是不会对机器人产生碰撞，但是距离也相对较近的区域，一般如果车体警告区域内存在障碍物，应当降低机器人的行驶速度。

可以理解的是，对于上述步骤S11至S13而言，在机器人上装载好需要运输的工装之后，开始正式运输之前即可完成，后续形成障碍扫描区域以及产生建议速度的过程是机器人实际运输过程中需要实时反复进行的操作步骤。

S14：根据机器人的车体停止区域和车体告警区域、机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域。

在设定好机器人的车体停止区域和车体告警区域之后，也就需要对机器人的周围环境进行扫描，确定是否存在进入车体停止区域和车体告警区域中是否存在障碍物。

本实施例中的障碍扫描区域也即是扫描是否存在障碍区的区域，是基于车速而设定的，车速越快，该障碍扫描区域越小，从而保证障碍扫描区域大小的合理性。

在本申请的一种可选地实施例中，该障碍扫描区域的过程可以包括：

根据当前运动速度，确定机器人的制动位移和补偿位移，并根据制动位移和补偿位移求和获得扫描位移，其中扫描位移为机器人未行驶路径上的位移；

将车体停止区域和车侧警告区域均按照补偿位移的方向和大小扩大，并以车体停止区域以及车侧警告区域扩大后并集形成的区域作为障碍扫描区域。

以图2所示的机器人为直行的运动状态为例。制动位移是指机器人由当前运动速度到完全完全停车所需要运动的位移。

对于直行的运动状态，基于基本的运动学规律可知，制动位移和当前运动速度之间满足

其中S为制动距离，也即是制动位移的大小，制动位移的方向和运动方向一致，在直行状态下，即如图2所示的黑色箭头方向，机器人的当前运动速度为当前直行速度v，a为减直行加速度。

在确定制动位移后，还需要进一步地设定补偿位移，该补偿位移可以设定成固定值也可以设定成和当前运动速度大小呈正相关的变化值。可以预先设定补偿位移的大小和当前运动速度大小之间的映射关系，由此即可基于当前运动速度确定步长位移；可以理解的是，补偿位移的方向应当和规划的机器人路径的运动方向相同，对此不再详细赘述。

制动位移S和补偿位移S1叠加后获得的扫描位移可以参照图2所示。最终按照该扫描位移对车体停止区域EFGH进一步的扩展，即可获得障碍扫描区域GMNH，而将车侧警告区域IJKQ进一步的扩展之后即可获得障碍扫描区域KQPT，显然区域KQPT包含了区域GMNH，由此最终确定出的障碍扫描区域即为区域KQPT。

以上是以直行运动状态为例进行说明的，显然，对于自旋运动状态而言，其制动位移应当对应制动弧长，且满足制动弧长公式

确定制动弧长作为制动位移的大小，制动位移的方向也即是旋转方向；其中，l为制动弧长，机器人的当前运动速度为当前角速度ω，a_ω为减角加速度，r为半径。

车体停止区域的边界线上各个点的半径r均不相同，如果计算每个半径点的制动位移显然过于复杂，由此在实际应用中同样可以将制动位移转换成旋转角度确定障碍扫描区域，且原理和上述实施例类似，对此本实施例中不再重复赘述。

同理，对于基于机器人为曲线运动状态时，同样可以对其运动进行分解，分别确定分解的自旋运动和直行运动分别对应的制动位移以及补偿位移，再确定最终的障碍扫描区域，对此不再详细赘述。

S15：若扫描设备扫描确定障碍扫描区域存在障碍物，则确定机器人的建议速度。

在实际进行障碍物扫描时，所采用的扫描设备可以是2d激光雷达、3d激光雷达、深度相机中的任一种设备。

此外，进一步地考虑到扫描设备一般是安装于机器人的车体上，在扫描设备进行扫描的过程中，不可避免的存在被遮挡的区域，为了避免扫描设备遮挡的扫描区域被误认为是障碍物，在本申请的一种可选地实施例中，可以进一步地包括：

S151：获取扫描设备扫描障碍扫描区域的点云，并将点云中各个点的坐标由扫描设备的坐标系中的坐标转换为机器人的坐标系中的坐标。

为了便于运算，统一坐标系，在上述任意实施例中，确定车体停止区域、车侧警告区域以及障碍扫描区域等，都是于机器人的坐标系为基准坐标系进行的，对此不详细赘述。

当扫描设备本身而言，其扫描区域应当是其可以扫描到的所有区域，但当前扫描完成后，可以直接将障碍扫描区域之外所有的数据剔除。

S152：根据预先设定的屏蔽区域以及点云中各个点的坐标，对点云中的落在屏蔽区域内的点进行剔除；其中，屏蔽区域为预先根据当前运输工装确定的扫描设备被工装遮挡的扫描区域。

一般能够对扫描设备的扫描产生遮挡的一方面是机器人本身的车体一方面是运输的工装。对于机器人本身而言，其遮挡的位置区域固定，而对于运输的工装而言，不同类型的工装，遮挡区域各不相同，为此，可以预先确定机器人会运输的每种工装时分别对应的遮挡区域，结合车体遮挡区域，最终确定出各类不同工装对应的屏蔽区域。在实际测量时，只需要确定当前运输的工装类型，即可确定屏蔽区域所在位置，也由此可以提出落入屏蔽区域内的点云。

S153：利用点云中任意两个点的坐标进行欧式距离运算，并将运算结果小于距离阈值对应的两个点划分为属于同一物体的同一类点。

S155：根据点云中各个点所属类的划分，识别障碍扫描区域中的障碍物。

通过分辨率计算适当的距离阈值就可以把每个障碍物对应的点分割开来。由此可以识别出障碍物的大致轮廓，进而实现每个障碍物的识别。

在完成障碍物的识别的基础上，也就需要给出机器人行驶的合理的建议速度。如果在障碍扫描区域内不存在障碍物，显然，可以控制机器人尽可能的以较大的速度形式，此时给出的建议速度可以设定为机器人的最大行驶速度。而当障碍扫描区域存在障碍物时，一般会存在两种情况，一种是机器人继续前行存在和障碍物相撞的风险，也即是说障碍物在车体的行驶路径上，另一种是机器人不会和障碍物相撞，而是和障碍物相距较近的经过障碍物周边，对于这两种不同的情况，可以按照不同方式对机器人给出对应的建议速度。

在本申请的一种可选地实施例中，可以进一步地包括：

当障碍物位于障碍扫描区域中的第一扫描区域，则根据机器人的减加速度、以及机器人和障碍物之间的当前距离，确定机器人的最大允许速度作为建议速度；

当障碍物位于障碍扫描区域中的第二扫描区域，则根据预先设定的缓行速度作为建议速度；

其中，第一扫描区域为属于车体停止区域扩大后的区域；第二扫描区域为属于车侧警告区域扩大后的区域且不属于车体停止区域扩大后的区域。

参照图2，在图2中第一扫描区域可以认为扫描区域GMNH，当然在实际应用中，可以将车体停止区域从中剔除，而第二扫描区域为区域KGMT和区域HQPN，也可以将车侧警告区域剔除。

当第一扫描区域中存在障碍物时，可以基于机器人和障碍物之间的当前距离，需要说明的时，此处的当前距离是指机器人上和障碍物距离最近的点与障碍物上距离机器人最近的点之间的当前距离。基于该当前距离减去一个车前停止距离后，获得的距离差值与机器人的减加速度，即可确定出机器人的制动距离为该距离差值的条件下，最大的速度大小，并将该速度大小作为机器人的最大允许速度。

当在第二扫描区域存在障碍物时，显然该障碍物并不会和机器人发生碰撞，只是会和机器人的车体距离较近，此时机器人无需停车，但是应当减小行车速度，此时可以预先确定一个速度相对较小的缓行速度作为建议速度。

当然，在实际应用过程中并不排除在第一扫描区域和第二扫描区域同时存在障碍物的情况，此时，可以分别基于第一扫描区域中的障碍物位置确定出一个当前最大允许速度，并将改最大允许速度和缓行速度进行对比，并以二者中最小的速度作为当前的建议速度。

综上所述，本申请中在机器人的行驶过程中，充分考虑到了机器人自身运载的工装物件对机器人和工装物件整体的轮廓大小所造成的影响，并以此为依据划分确定出车体停止区域和车体告警区域，还进一步地基于该车体停止区域和车体告警区域划定更为合理的，避免无意义的扫描，且能够更精准的对可能会和机器人产生碰撞的障碍物进行扫描，相对于目前常规的简单基于扫描到的障碍物和扫描设备之间的距离进行避障的方式而言，本申请中的障碍扫描区域设置更为合理而精准，有利于更合理的控制机器人的行驶，避免因为障碍物扫描不精准导致无意义的减速甚至停车，有利于保证机器人更高效的到达目的地。

下面对本发明实施例提供的机器人行驶控制装置进行介绍，下文描述的机器人行驶控制装置与上文描述的机器人行驶控制方法可相互对应参照。

图4为本发明实施例提供的机器人行驶控制装置的结构框图，参照图4中机器人行驶控制装置可以包括：

扫描区域模块100，用于根据预先生成的机器人的车体停止区域和车体告警区域、所述机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域；

建议速度模块200，用于若扫描设备扫描确定所述障碍扫描区域存在障碍物，则确定所述机器人的建议速度；

其中，还包括区域生成模块300，包括：

保护区域单元301，用于根据所述机器人的当前运输工装的工装类型，确定车体保护区域，其中所述车体保护区域为所述机器人和所述当前运输工装形成的整体的外轮廓所占的区域；

停止区域单元302，用于根据预先设定的车前停止距离、车侧停止距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧停止距离，形成车体停止区域；

警告区域单元303，用于根据预先设定的车侧警告距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧警告距离，形成车侧警告区域。

在本申请的一种可选地实施例中，所述扫描区域模块100包括：

确定位移单元，用于根据所述当前运动速度，确定所述机器人的制动位移和补偿位移，并将所述制动位移和所述补偿位移求和获得扫描位移，其中所述扫描位移为所述机器人未行驶路径上的位移；

形成区域单元，用于将所述车体停止区域和所述车侧警告区域均按照所述补偿位移的方向和大小扩大，并以所述车体停止区域以及所述车侧警告区域扩大后并集形成的区域作为所述障碍扫描区域。

在本申请的一种可选地实施例中，确定位移单元具体用于根据预先设定的所述机器人的规划行驶路径，确定所述机器人当前的运动状态，所述运动状态包括自旋、直行以及曲线行驶；当所述机器人的运动状态为自旋，则根据制动弧长公式

确定制动弧长作为所述制动位移；其中，l为制动弧长，所述机器人的当前运动速度为当前角速度ω，a_ω为减角加速度，r为半径；当所述机器人的运动状态为直行，则根据制动距离公式

确定制动距离作为所述制动位移的大小；其中，S为制动距离，所述机器人的当前运动速度为当前直行速度v，a为减直行加速度；当所述机器人的运动状态为曲线行驶，则将所述机器人的运动状态分解为旋转和直行，并根据分解后的运动状态确定所述制动位移。

在本申请的一种可选地实施例中，所述建议速度模块200包括：

第一速度单元，用于当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第一扫描区域，则根据所述机器人的减加速度、以及所述机器人和所述障碍物之间的当前距离，确定所述机器人的最大允许速度作为所述建议速度；

第二速度单元，用于当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第二扫描区域，则根据预先设定的缓行速度作为所述建议速度；

其中，所述第一扫描区域为属于所述车体停止区域扩大后的区域；所述第二扫描区域为属于所述车侧警告区域扩大后的区域且不属于所述车体停止区域扩大后的区域。

在本申请的一种可选地实施例中，障碍物扫描模块用于获取所述扫描设备扫描所述障碍扫描区域的点云，并将所述点云中各个点的坐标由所述扫描设备的坐标系中的坐标转换为所述机器人的坐标系中的坐标；其中，所述扫描设备为2d激光雷达、3d激光雷达、深度相机中的任一种设备；根据预先设定的屏蔽区域以及所述点云中各个点的坐标，对所述点云中的落在所述屏蔽区域内的点进行剔除；其中，所述屏蔽区域为预先根据所述当前运输工装确定的所述扫描设备被工装遮挡的扫描区域；利用所述点云中任意两个点的坐标进行欧式距离运算，并将运算结果小于距离阈值对应的两个点划分为属于同一物体的同一类点；根据所述点云中各个点所属类的划分，识别所述障碍扫描区域中的障碍物。

本实施例的机器人行驶控制装置用于实现前述的机器人行驶控制方法，因此机器人行驶控制装置中的具体实施方式可见前文中的机器人行驶控制方法的实施例部分，在此不再赘述。

本申请还提供了一种机器人行驶控制设备的实施例，该设备可以包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述机器人行驶控制方法的步骤。

该处理器所执行的机器人行驶控制方法的步骤可以包括：

根据预先生成的机器人的车体停止区域和车体告警区域、车体告警区域机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域；

若扫描设备扫描确定车体告警区域障碍扫描区域存在障碍物，则确定车体告警区域机器人的建议速度；

其中，车体告警区域预先生成车体告警区域车体停止区域和车体告警区域车体告警区域的过程包括：

根据车体告警区域机器人的当前运输工装的工装类型，确定车体保护区域，其中车体告警区域车体保护区域为车体告警区域机器人和车体告警区域当前运输工装形成的整体的外轮廓所占的区域；

根据预先设定的车前停止距离、车侧停止距离，将车体告警区域车体保护区域沿车体告警区域机器人的运动方向扩大车体告警区域车前停止距离，沿垂直于车体告警区域机器人的运动方向扩大车体告警区域车侧停止距离，形成车体停止区域；

根据预先设定的车侧警告距离，将车体告警区域车体保护区域沿车体告警区域机器人的运动方向扩大车体告警区域车前停止距离，沿垂直于车体告警区域机器人的运动方向扩大车体告警区域车侧警告距离，形成车侧警告区域。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述机器人行驶控制方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机器人行驶控制方法，其特征在于，包括：

根据预先生成的机器人的车体停止区域和车体告警区域、所述机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域；

若扫描设备扫描确定所述障碍扫描区域存在障碍物，则确定所述机器人的建议速度；

其中，所述预先生成所述车体停止区域和所述车体告警区域的过程包括：

根据所述机器人的当前运输工装的工装类型，确定车体保护区域，其中所述车体保护区域为所述机器人和所述当前运输工装形成的整体的外轮廓所占的区域；

根据预先设定的车前停止距离、车侧停止距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧停止距离，形成车体停止区域；

根据预先设定的车侧警告距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧警告距离，形成车侧警告区域。

2.如权利要求1所述的机器人行驶控制方法，其特征在于，根据预先生成的机器人的车体停止区域和车体告警区域、所述机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域，包括：

根据所述当前运动速度，确定所述机器人的制动位移和补偿位移，并将所述制动位移和所述补偿位移求和获得扫描位移，其中所述扫描位移为所述机器人未行驶路径上的位移；

将所述车体停止区域和所述车侧警告区域均按照所述补偿位移的方向和大小扩大，并以所述车体停止区域以及所述车侧警告区域扩大后并集形成的区域作为所述障碍扫描区域。

3.如权利要求2所述的机器人行驶控制方法，其特征在于，根据所述当前运动速度，确定所述机器人的制动位移，包括：

根据预先设定的所述机器人的规划行驶路径，确定所述机器人当前的运动状态，所述运动状态包括自旋、直行以及曲线行驶；

当所述机器人的运动状态为自旋，则根据制动弧长公式

确定制动弧长作为所述制动位移；其中，l为制动弧长，所述机器人的当前运动速度为当前角速度ω，a_ω为减角加速度，r为半径；

当所述机器人的运动状态为直行，则根据制动距离公式

确定制动距离作为所述制动位移的大小；其中，S为制动距离，所述机器人的当前运动速度为当前直行速度v，a为减直行加速度；

当所述机器人的运动状态为曲线行驶，则将所述机器人的运动状态分解为旋转和直行，并根据分解后的运动状态确定所述制动位移。

4.如权利要求2所述的机器人行驶控制方法，其特征在于，当所述障碍扫描区域存在障碍物时，确定所述机器人的建议速度的过程包括：

当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第一扫描区域，则根据所述机器人的减加速度、以及所述机器人和所述障碍物之间的当前距离，确定所述机器人的最大允许速度作为所述建议速度；

当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第二扫描区域，则根据预先设定的缓行速度作为所述建议速度；

其中，所述第一扫描区域为属于所述车体停止区域扩大后的区域；所述第二扫描区域为属于所述车侧警告区域扩大后的区域且不属于所述车体停止区域扩大后的区域。

5.如权利要求1所述的机器人行驶控制方法，其特征在于，确定所述障碍扫描区域中障碍物的过程包括：

获取所述扫描设备扫描所述障碍扫描区域的点云，并将所述点云中各个点的坐标由所述扫描设备的坐标系中的坐标转换为所述机器人的坐标系中的坐标；其中，所述扫描设备为2d激光雷达、3d激光雷达、深度相机中的任一种设备；

根据预先设定的屏蔽区域以及所述点云中各个点的坐标，对所述点云中的落在所述屏蔽区域内的点进行剔除；其中，所述屏蔽区域为预先根据所述当前运输工装确定的所述扫描设备被工装遮挡的扫描区域；

利用所述点云中任意两个点的坐标进行欧式距离运算，并将运算结果小于距离阈值对应的两个点划分为属于同一物体的同一类点；

根据所述点云中各个点所属类的划分，识别所述障碍扫描区域中的障碍物。

6.一种机器人行驶控制装置，其特征在于，包括：

扫描区域模块，用于根据预先生成的机器人的车体停止区域和车体告警区域、所述机器人的当前运动速度，确定障碍扫描区域；

建议速度模块，用于若扫描设备扫描确定所述障碍扫描区域存在障碍物，则确定所述机器人的建议速度；

其中，还包括区域生成模块，包括：

保护区域单元，用于根据所述机器人的当前运输工装的工装类型，确定车体保护区域，其中所述车体保护区域为所述机器人和所述当前运输工装形成的整体的外轮廓所占的区域；

停止区域单元，用于根据预先设定的车前停止距离、车侧停止距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧停止距离，形成车体停止区域；

警告区域单元，用于根据预先设定的车侧警告距离，将所述车体保护区域沿所述机器人的运动方向扩大所述车前停止距离，沿垂直于所述机器人的运动方向扩大所述车侧警告距离，形成车侧警告区域。

7.如权利要求6所述的机器人行驶控制装置，其特征在于，所述扫描区域模块包括：

确定位移单元，用于根据所述当前运动速度，确定所述机器人的制动位移和补偿位移，并根据所述制动位移和所述补偿位移求和获得扫描位移，其中所述扫描位移为所述机器人未行驶路径上的位移；

形成区域单元，用于将所述车体停止区域和所述车侧警告区域均按照所述补偿位移的方向和大小扩大，并以所述车体停止区域以及所述车侧警告区域扩大后并集形成的区域作为所述障碍扫描区域。

8.如权利要求7所述的机器人行驶控制装置，其特征在于，所述建议速度模块，包括：

第一速度单元，用于当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第一扫描区域，则根据所述机器人的减加速度、以及所述机器人和所述障碍物之间的当前距离，确定所述机器人的最大允许速度作为所述建议速度；

第二速度单元，用于当所述障碍物位于所述障碍扫描区域中的第二扫描区域，则根据预先设定的缓行速度作为所述建议速度；

其中，所述第一扫描区域为属于所述车体停止区域扩大后的区域；所述第二扫描区域为属于所述车侧警告区域扩大后的区域且不属于所述车体停止区域扩大后的区域。

9.一种机器人行驶控制设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述机器人行驶控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述机器人行驶控制方法的步骤。

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