机器人设备的控制方法、装置、设备及存储介质与流程

本技术涉及机器人安全控制，具体涉及一种机器人设备的控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着机器人技术的发展，机器人设备被广泛应用于工业制造、仓储物流、巡检服务、协作作业以及其他自动化场景中。机器人设备在运行过程中可能与人员、车辆、工件、其他机器人或障碍物处于相邻空间内，因此需要对机器人设备周围的目标对象进行检测，并根据检测结果对机器人设备进行运行控制，以降低目标对象与机器人设备发生碰撞或干涉的风险。

2、相关技术中，通常获取目标对象与机器人设备之间的距离，并在该距离小于预设距离阈值时，控制机器人设备减速或停止。该方式虽然能够在一定程度上提高机器人设备运行安全性，但其主要依据单一距离阈值进行控制，难以区分不同接近程度对应的风险等级。

3、在实际应用中，目标对象由远及近接近机器人设备时，不同距离范围内对应的风险程度并不相同。如果目标对象刚进入低风险区域即控制机器人设备停止，容易造成不必要的停机，影响作业效率；如果只有在目标对象非常接近机器人设备时才触发停止，又可能导致安全控制不及时。

技术实现思路

1、本技术提供一种机器人设备的控制方法、装置、设备及存储介质，解决相关技术中机器人设备主要依据单一距离阈值进行控制，导致控制粒度较粗，难以兼顾运行安全性和作业效率的问题。

2、第一方面，提供一种机器人设备的控制方法，包括：

3、获取目标对象与机器人设备之间的距离信息，以及机器人设备的风险分区信息，其中，所述风险分区信息包括至少两个风险分区的范围以及各风险分区对应的风险等级；

4、根据所述距离信息和所述风险分区信息，确定所述目标对象所在的目标风险分区；

5、根据所述目标风险分区，对所述机器人设备进行运行控制。

6、可选的，所述获取目标对象与机器人设备之间的距离信息，包括：

7、获取所述目标对象对应的障碍物点云；

8、获取所述机器人设备对应的安全壳；

9、确定所述障碍物点云与所述安全壳之间的最近距离；

10、将所述最近距离作为所述目标对象与所述机器人设备之间的距离信息。

11、可选的，所述获取所述目标对象对应的障碍物点云，包括：

12、获取所述机器人设备周围区域的环境点云；

13、根据所述环境点云确定所述目标对象对应的局部感兴趣区域；

14、从所述局部感兴趣区域对应的点云中剔除所述机器人设备自身点云，得到目标对象点云；

15、将所述目标对象点云作为所述障碍物点云。

16、可选的，所述获取目标对象与机器人设备之间的距离信息，包括：

17、获取所述机器人设备周围区域的深度图；

18、根据所述深度图确定所述目标对象对应的深度距离信息；

19、将所述深度距离信息作为所述目标对象与所述机器人设备之间的距离信息。

20、可选的，所述根据所述深度图确定所述目标对象对应的深度距离信息，包括：

21、根据所述深度图中的深度值，确定候选图像区域；

22、将所述候选图像区域对应的对象确定为所述目标对象；

23、根据所述候选图像区域对应的深度信息，确定所述目标对象对应的深度距离信息。

24、可选的，所述根据所述深度图中的深度值，确定候选图像区域，包括：

25、将满足以下至少一种条件的图像区域确定为所述候选图像区域：

26、所述图像区域中的最小深度小于或等于第一距离阈值；

27、所述图像区域中的低百分位深度小于或等于第二距离阈值；

28、所述图像区域中深度小于或等于第三距离阈值的像素数量大于或等于数量阈值；

29、所述图像区域中深度小于或等于第四距离阈值的连通区域的面积大于或等于面积阈值；

30、所述图像区域中的深度变化速度大于或等于速度阈值。

31、可选的，在根据所述深度距离信息和所述风险分区信息确定所述目标对象所在的初始风险分区之后，所述方法还包括：

32、在所述初始风险分区对应的风险等级满足预设风险条件的情况下，根据所述深度图确定包含所述目标对象的局部感兴趣区域；

33、根据所述局部感兴趣区域对应的深度信息，生成所述目标对象对应的目标对象点云；

34、获取所述机器人设备对应的安全壳；

35、确定所述目标对象点云与所述安全壳之间的最近距离；

36、根据所述最近距离和所述风险分区信息，确定所述目标对象所在的目标风险分区。

37、可选的，所述根据所述深度图确定包含所述目标对象的局部感兴趣区域，包括：

38、根据所述目标对象在所述深度图中的深度像素分布，确定所述目标对象对应的候选区域；

39、将所述候选区域确定为所述局部感兴趣区域；或者，根据所述目标对象在所述候选区域中的位置、所述目标对象对应的深度像素分布、所述目标对象与所述候选区域边界之间的距离中的至少一种，对所述候选区域进行扩大，得到所述局部感兴趣区域。

40、可选的，所述根据所述局部感兴趣区域对应的深度信息，生成所述目标对象对应的目标对象点云，包括：

41、对所述局部感兴趣区域内的深度像素进行三维点云转换，得到局部点云；根据所述机器人设备的几何模型、所述机器人设备的位姿信息和所述机器人设备对应的安全壳中的至少一种，从所述局部点云中剔除所述机器人设备自身点云，得到所述目标对象点云。

42、可选的，所述安全壳为根据所述机器人设备的当前状态确定的动态安全壳。

43、可选的，所述动态安全壳通过以下方式确定：

44、获取所述机器人设备的设备模型信息和当前状态信息；

45、根据所述设备模型信息和所述当前状态信息，确定所述机器人设备的实时空间范围；

46、根据所述实时空间范围以及预设安全裕量，确定所述动态安全壳。

47、可选的，所述确定所述障碍物点云与所述安全壳之间的最近距离，或者所述确定所述目标对象点云与所述安全壳之间的最近距离，包括：

48、确定目标点云中多个点分别到所述安全壳的距离，其中，所述目标点云为所述障碍物点云或者所述目标对象点云；

49、根据所述多个点分别到所述安全壳的距离，确定所述最近距离。

50、可选的，所述根据所述多个点分别到所述安全壳的距离，确定所述最近距离，包括：

51、根据所述多个点分别到所述安全壳的距离，确定距离集合；

52、将所述距离集合中的最小距离，确定为所述最近距离；或者，

53、对所述距离集合进行异常距离剔除和/或有效点筛选，并根据筛选后的距离集合中的最小距离、最近多个点的平均距离、低百分位距离、最近有效簇距离或连续多帧确认后的距离，确定距离表征值，并将所述距离表征值作为所述最近距离。

54、可选的，所述至少两个风险分区包括提醒区、减速区和停止区中的至少两种；

55、其中，所述提醒区的风险等级低于所述减速区的风险等级，所述减速区的风险等级低于所述停止区的风险等级。

56、可选的，所述根据所述目标风险分区，对所述机器人设备进行运行控制，包括：

57、在所述目标风险分区为提醒区的情况下，控制所述机器人设备维持当前运行状态，并输出提醒信息；

58、在所述目标风险分区为减速区的情况下，对所述机器人设备的原运行状态进行调整，以得到降低碰撞风险的运行状态；

59、在所述目标风险分区为停止区的情况下，控制所述机器人设备停止运行、暂停运行或者保持当前位置。

60、可选的，所述对所述机器人设备的原运行状态进行调整，以得到降低碰撞风险的运行状态，包括：

61、获取所述目标对象相对于所述机器人设备的方位信息；

62、根据所述距离信息和所述方位信息，确定运行调整方向和/或运行调整量；

63、根据所述运行调整方向和/或所述运行调整量，对所述机器人设备的原运行状态进行调整，得到调整后的运行状态。

64、可选的，所述根据所述距离信息和所述方位信息，确定运行调整方向和/或运行调整量，包括：

65、根据所述方位信息确定使所述机器人设备远离所述目标对象的运行调整方向；

66、根据所述距离信息确定与所述目标对象距离相关的运行调整量，其中，所述运行调整量与所述距离信息对应的距离值负相关。

67、可选的，所述根据所述运行调整方向和/或所述运行调整量，对所述机器人设备的原运行状态进行调整，包括：

68、根据所述运行调整方向和/或所述运行调整量，确定轨迹修正量、速度修正量、加速度修正量、末端位姿修正量、关节位置修正量和关节速度修正量中的至少一种；

69、根据所述轨迹修正量、所述速度修正量、所述加速度修正量、所述末端位姿修正量、所述关节位置修正量和所述关节速度修正量中的至少一种，对所述原运行状态进行调整。

70、可选的，得到调整后的运行状态之后，并且在根据所述待执行运行状态控制所述机器人设备运行之前，所述方法还包括：

71、判断所述调整后的运行状态是否满足所述机器人设备的运行限制条件；

72、若满足所述运行限制条件，则将所述调整后的运行状态确定为所述机器人设备的待执行运行状态，并根据所述待执行运行状态控制所述机器人设备运行；

73、若不满足所述运行限制条件，则降低所述机器人设备的运行速度，或者控制所述机器人设备停止运行。

74、可选的，所述方法还包括：

75、在目标物体在提醒区的情况下，输出提醒信息，所述提醒信息用于提示所述目标物体处于所述提醒区。

76、第二方面，提供一种机器人设备的控制装置，其特征在于，包括：

77、获取模块，用于获取目标对象与机器人设备之间的距离信息，以及机器人设备的风险分区信息，其中，所述风险分区信息包括至少两个风险分区的范围以及各风险分区对应的风险等级；

78、确定模块，用于根据所述距离信息和所述风险分区信息，确定所述目标对象所在的目标风险分区；

79、控制模块，用于根据所述目标风险分区，对所述机器人设备进行运行控制。

80、第三方面，提供一种机器人设备，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

81、第四方面，本技术实施例提供一种可读存储介质，可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，当计算机执行程序指令时，实现如第一方面所涉及的方法的步骤。

82、第五方面，本技术实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其中，该计算机程序或指令被执行时实现上述第一方面所涉及的方法的步骤。

83、在本技术中，通过获取目标对象与机器人设备之间的距离信息以及机器人设备的风险分区信息，并根据距离信息和风险分区信息确定目标对象所在的目标风险分区，再根据目标风险分区对机器人设备进行运行控制。由于风险分区信息包括至少两个风险分区的范围以及各风险分区对应的风险等级，因此，机器人设备可以根据目标对象所处的不同风险分区执行不同程度的运行控制。相比仅根据单一距离阈值直接控制机器人设备减速或停止的方式，本技术能够区分目标对象处于不同距离范围时对应的风险等级，使机器人设备在低风险接近状态下可以采用较轻的控制措施，在高风险接近状态下可以采用更强的控制措施，从而提高运行控制的精细化程度。