基于双机互扰的路径规划方法、装置及计算机设备与流程

1.本技术涉及机器人导航技术领域，尤其涉及基于双机互扰的路径规划方法、装置及计算机设备。


背景技术：

2.部分机器人，包括理货机器人、转运机器人等，需要在行进路线相对固定的路径上移动，当机器人多于一台时，就可能在行进的过程当中相遇而相互影响，通常情况下，机器人设置有避障功能，如果对这种情况不加干预，两台机器人相互之间可能将对方认定为障碍物，而执行避障策略，现有的避障策略，而两台机器人同时使用避障策略规避对方的过程可能造成两台机器人行动上的混乱，现有的处理方式是通过远端控制一台机器人静止，而控控制另一台机器人执行避障操作，直到两台机器人相互之间不再处于对方的行进路线上时，切换回正常行驶的状态，执行避障策略通常会耗费机器人大量的时间，降低机器人导航的工作效率。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提出一种能够在双机互扰的情况下，通过规划扫地机器人的移动路径，避免扫地机器人相互干扰影响机器人导航的工作效率。
4.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供基于双机互扰的路径规划方法，采用了如下所述的技术方案：
5.基于双机互扰的路径规划方法，包括下述步骤：
6.根据第一机器人和第二机器人的障碍物检测信息确定第一机器人和第二机器人处于互扰状态，其中所述障碍物检测信息包括第一机器人或第二机器人的位置及障碍物的位置，在互扰状态下，第一机器人和第二机器人相互判定为障碍物；
7.在所述互扰状态下，根据地标索引，确定第一机器人运行的第一路径所经历的地标节点，其中所述地标索引通过树状结构记录地图中的所有地标节点，一个父地标节点下的所有子地标节点之间能够相互通行，各个地标节点之间能够根据所述地标索引的结构通行，所述第一路径包括第一机器人从当前地标节点移动到目标地标节点所经过的所有地标节点；
8.驱动第二机器人移动，以规避所述第一路径；
9.驱动第一机器人沿所述第一路径运行，并跳出所述第一机器人和第二机器人的互扰状态。
10.进一步的，所述步骤根据地标索引，确定第一机器人运行的第一路径所经历的地标节点，具体包括：
11.分别根据当前地标节点和目标地标节点，循环执行上溯父地标节点，直到上溯的地标节点共有一个父地标节点；
12.通过上溯所得的所述地标节点之间的路径组成所述第一路径。
13.进一步的，所述步骤驱动第二机器人移动，以规避所述第一路径，具体包括：
14.根据所述第一路径及第一机器人、第二机器人所在的当前地标节点，确定第一机器人运行的下一跳地标节点；
15.获取第二机器人至少一个相邻的地标节点，并驱动所述第二机器人移动到一个所述相邻的地标节点，以规避所述当前地标节点和下一跳地标节点之间的路径，其中所述相邻的地标节点包括所述当前地标节点的父地标节点、子地标节点和兄弟地标节点。
16.进一步的，所述步骤驱动所述第二机器人移动到一个所述相邻的地标节点，具体包括：
17.根据所述下一跳地标节点是当前地标节点的父地标节点或子地标节点，驱动所述第二机器人移动到所述当前地标节点的兄弟地标节点。
18.进一步的，所述步骤驱动所述第二机器人移动到一个所述相邻的地标节点，具体包括：
19.根据所述下一跳地标节点是当前地标节点的节点兄弟地标节点，驱动所述第二机器人移动到所述当前目标的子地标节点。
20.进一步的，所述步骤驱动所述第二机器人移动到一个所述相邻的地标节点之前，该方法还包括：将第一路径上当前地标节点上溯的父地标节点和当前地标节点的兄弟地标节点，标记为快速通路地标节点；
21.将所述相邻的目标节点中的快速通路地标节点标记为第二机器人不可同行。
22.为了解决上述技术问题，本技术实施例还提供基于双机互扰的路径规划装置，采用了如下所述的技术方案：
23.基于双机互扰的路径规划装置，包括：
24.互扰状态确定模块，用于根据第一机器人和第二机器人的障碍物检测信息确定第一机器人和第二机器人处于互扰状态，其中所述障碍物检测信息包括第一机器人或第二机器人的位置及障碍物的位置，在互扰状态下，第一机器人和第二机器人相互判定为障碍物；
25.第一路径确定模块，用于在所述互扰状态下，根据地标索引，确定第一机器人运行的第一路径所经历的地标节点，其中所述地标索引通过树状结构记录地图中的所有地标节点，一个父地标节点下的所有子地标节点之间能够相互通行，各个地标节点之间能够根据所述地标索引的结构通行，所述第一路径包括第一机器人从当前地标节点移动到目标地标节点所经过的所有地标节点；
26.位置调整模块，用于驱动第二机器人移动，以规避所述第一路径；
27.状态恢复模块，用于驱动第一机器人沿所述第一路径运行，并跳出所述第一机器人和第二机器人的互扰状态。
28.进一步的，所述第一路径确定模块，具体包括：
29.地标节点上溯子模块，用于分别根据当前地标节点和目标地标节点，循环执行上溯父地标节点，直到上溯的地标节点共有一个父地标节点；
30.拼接子模块，用于通过上溯所得的所述地标节点之间的路径组成所述第一路径。
31.为了解决上述技术问题，本技术实施例还提供一种计算机设备，采用了如下所述的技术方案：
32.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处
理器执行所述计算机程序时实现如上所述的基于双机互扰的路径规划方法的步骤。
33.为了解决上述技术问题，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，采用了如下所述的技术方案：
34.一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上所述的基于双机互扰的路径规划方法的步骤。
35.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
36.根据第一机器人和第二机器人检测到的障碍物信息，确定第一机器人和第二机器人处于相互阻碍对方移动的互扰状态下，在互扰状态下，第一机器人和第二机器人均检测到障碍物，并且第一机器人检测到的障碍物坐标为第二机器人所在的位置，第二机器人检测到的障碍物的坐标为第一机器人所在的位置。
37.在互扰状态下，规划第二机器人的移动路线，以规避第一机器人的第一路径，第一路径是第一机器人从当前地标节点行走至目标地标节点的路径包括若干地标节点，通过避开第一路径中地标节点，能够保证第一机器人沿第一路径顺利同行。
38.当第二机器人规避了第一路径，具体第二机器人离开第一路径所包括的地标节点后，第一机器人能够沿第一路径顺畅同行，之后再根据第二机器人的目标地标节点对第二机器人进行导航，该方在互扰状态下，无需执行避障策略，大大提升了两台机器人产生互扰后的导航效率。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术中的方案，下面将对本技术实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。
40.图1是本技术可以应用于其中的示例性系统架构图；
41.图2根据本技术的基于双机互扰的路径规划方法的一个实施例的流程图；
42.图3是图2中步骤s200的一种具体实施方式所包括流程的流程图；
43.图4是图2中步骤s300的一种具体实施方式所包括流程的流程图；
44.图5是根据本技术的基于双机互扰的路径规划装置的一个实施例的结构示意图；
45.图6是根据本技术的计算机设备的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
46.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
47.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同
的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
48.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
49.如图1所示，本实施例所运行的环境可以是包含了机器人的系统结构10，其中系统架构10可以包括终端设备11、终端设备12、终端设备13，网络14和服务器15。网络14用以在终端设备11、终端设备12、终端设备13和服务器15之间提供通信链路的介质，终端设备11、终端设备12、终端设备13作为机器人的操控设备，机器人自身也能够通过网络14和服务器15接收服务。网络14可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
50.用户可以使用终端设备11、终端设备12、终端设备13通过网络14与服务器15交互，以接收或发送消息等。终端设备11、终端设备12、终端设备13上可以安装有各种通讯客户端应用，例如网页浏览器应用、购物类应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。
51.终端设备11、终端设备12、终端设备13可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、电子书阅读器、mp3播放器(moving picture experts group audio layer iii，动态影像专家压缩标准音频层面3)、mp4(moving picture experts group audio layer iv，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
52.服务器15可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备11、终端设备12、终端设备13上显示的页面提供支持的后台服务器。
53.需要说明的是，本技术实施例所提供的基于双机互扰的路径规划方法一般由服务器/终端设备执行，相应地，基于双机互扰的路径规划装置一般设置于服务器/终端设备中。
54.应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
55.参考图2，示出了根据本技术的基于双机互扰的路径规划的方法的一个实施例的流程图。
56.在本实施例中，基于双机互扰的路径规划方法所运行的电子设备(例如图1所示的服务器/终端设备)可以通过有线连接方式或者无线连接方式请求或者接收数据和信息。需要指出的是，上述无线连接方式可以包括但不限于3g/4g连接、wifi连接、蓝牙连接、wimax连接、zigbee连接、uwb(ultra wideband)连接、以及其他现在已知或将来开发的无线连接方式。
57.基于双机互扰的路径规划方法，包括下述步骤：
58.步骤s100：根据第一机器人和第二机器人的障碍物检测信息确定第一机器人和第二机器人处于互扰状态，其中所述障碍物检测信息包括第一机器人或第二机器人的位置及障碍物的位置，在互扰状态下，第一机器人和第二机器人相互判定为障碍物；
59.步骤s200：在所述互扰状态下，根据地标索引，确定第一机器人运行的第一路径所经历的地标节点，其中所述地标索引通过树状结构记录地图中的所有地标节点，一个父地标节点下的所有子地标节点之间能够相互通行，各个地标节点之间能够根据所述地标索引的结构通行，所述第一路径包括第一机器人从当前地标节点移动到目标地标节点所经过的
所有地标节点；
60.步骤s300：驱动第二机器人移动，以规避所述第一路径；
61.步骤s400：驱动第一机器人沿所述第一路径运行，并跳出所述第一机器人和第二机器人的互扰状态。
62.根据第一机器人和第二机器人检测到的障碍物信息，确定第一机器人和第二机器人处于相互阻碍对方移动的互扰状态下，在互扰状态下，第一机器人和第二机器人均检测到障碍物，并且第一机器人检测到的障碍物坐标为第二机器人所在的位置，第二机器人检测到的障碍物的坐标为第一机器人所在的位置。
63.在互扰状态下，规划第二机器人的移动路线，以规避第一机器人的第一路径，第一路径是第一机器人从当前地标节点行走至目标地标节点的路径包括若干地标节点，通过避开第一路径中地标节点，能够保证第一机器人沿第一路径顺利同行。
64.当第二机器人规避了第一路径，具体第二机器人离开第一路径所包括的地标节点后，第一机器人能够沿第一路径顺畅同行，之后再根据第二机器人的目标地标节点对第二机器人进行导航，该方在互扰状态下，无需执行避障策略，大大提升了两台机器人产生互扰后的导航效率。
65.进一步的，所述步骤根据地标索引，确定第一机器人运行的第一路径所经历的地标节点，具体包括：
66.步骤s201：分别根据当前地标节点和目标地标节点，循环执行上溯父地标节点，直到上溯的地标节点共有一个父地标节点；
67.步骤s202：通过上溯所得的所述地标节点之间的路径组成所述第一路径。
68.地标索引是树状结构，在一种实施例当中，一个区域中的若干地标节点相互之间作为兄弟地标节点，存储在索引当中，在这个区域与其他区域邻接的位置上的地标节点索引为上述若干兄弟地标节点共同的父节地标节点，地标索引是多层的，一个地标节点作为若干子地标节点的父地标节点，同时也作为其他地标节点的兄弟地标节点，以及其他地标节点的子地标节点。
69.在根据地标节点确定第一路径的过程当中地标节点能够向自身的兄弟地标节点和自身的父地标节点、子地标节点直接移动。第一路径的确定方法，包括通过当前地标节点和目标地标节点的上溯，其中当前地标节点是机器人当前所在的位置，目标地标节点是机器人通过第一路径导航的目的地，通过上溯目标地标节点和当前地标节点的父节点，并记录。根据记录的节点中，出现了互为兄弟地标节点的地标节点，因为兄弟地标节点之间能够直接同行，可以确定第一路径所包括地标节点全部找到。并且从当前地标节点出发，上溯若干父亲节点，之后移动至一个兄弟地标节点，最后递归的下沉移动至一个子地标节点，以达到目的地标节点，在此过程中经过的地标节点的顺序的组合构成整个第一路径。该方案能够获取最短的第一路径，提升对第一机器人的导航效率。
70.进一步的，所述步骤s300：驱动第二机器人移动，以规避所述第一路径，具体包括：
71.步骤s301：根据所述第一路径及第一机器人、第二机器人所在的当前地标节点，确定第一机器人运行的下一跳地标节点；
72.步骤s304：获取第二机器人至少一个相邻的地标节点，并驱动所述第二机器人移动到一个所述相邻的地标节点，以规避所述当前地标节点和下一跳地标节点之间的路径，
其中所述相邻的地标节点包括所述当前地标节点的父地标节点、子地标节点和兄弟地标节点。
73.具体根据第二机器人所在的当前地标节点相邻的地标节点，上述地标节点可以是当前地标节点的兄弟地标节点、父地标节点和子地标节点，排除掉第一路径中包括的地标节点，将第二机器人移动至其他相邻的地标节点以规避第一路径，该方案避免了第一机器人的执行避障策略，提升第一机器人的导航效率、
74.进一步的，所述步骤驱动所述第二机器人移动到一个所述相邻的地标节点，具体包括：
75.根据所述下一跳地标节点是当前地标节点的父地标节点或子地标节点，驱动所述第二机器人移动到所述当前地标节点的兄弟地标节点。
76.进一步的，所述步骤驱动所述第二机器人移动到一个所述相邻的地标节点，具体包括：
77.根据所述下一跳地标节点是当前地标节点的节点兄弟地标节点，驱动所述第二机器人移动到所述当前目标的子地标节点。
78.进一步的，所述步骤驱动所述第二机器人移动到一个所述相邻的地标节点之前，该方法还包括：步骤s302：将第一路径上当前地标节点上溯的父地标节点和当前地标节点的兄弟地标节点，标记为快速通路地标节点；
79.步骤s303：将所述相邻的目标节点中的快速通路地标节点标记为第二机器人不可同行。
80.具体的，在本实施例中，父亲地标节点所在的位置更接近于机器人运行通路的主干道，而子节点更接近机器人运行的支路上，在一种实施例中，厂房内设置有若干工位，工位之间通过通道间隔和连接，一个工位中设置有若干地标节点，这些地标节点互为兄弟地标节点，而工位临近的通道上设置有一个地标节点，这个地标节点即可作为工位中若干地标节点共同的父地标节点，显然相对于工位内部的地标节点，通道上的地标节点用于机器人通行有，在对第二机器人选择移动位置以规避第一路径时，有必要规避位于通道上的地标节点以便于其他机器人同行，在此实施例中，通过将当前地标节点的兄弟节点和父亲节点标记为快速通路地标节点，并标记为对第二机器人不可行，使得第二机器人运行至当前地标节点的子地标节点，以空出快速通路地标节点供其他机器人同行，该方案能够有效提升机器人的导航效率。
81.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，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read
‑
only memory，rom)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
82.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他
步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
83.进一步参考图5，作为对上述图2所示方法的实现，本技术提供了基于双机互扰的路径规划装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。
84.基于双机互扰的路径规划装置，包括：
85.互扰状态确定模块100，用于根据第一机器人和第二机器人的障碍物检测信息确定第一机器人和第二机器人处于互扰状态，其中所述障碍物检测信息包括第一机器人或第二机器人的位置及障碍物的位置，在互扰状态下，第一机器人和第二机器人相互判定为障碍物；
86.第一路径确定模块200，用于在所述互扰状态下，根据地标索引，确定第一机器人运行的第一路径所经历的地标节点，其中所述地标索引通过树状结构记录地图中的所有地标节点，一个父地标节点下的所有子地标节点之间能够相互通行，各个地标节点之间能够根据所述地标索引的结构通行，所述第一路径包括第一机器人从当前地标节点移动到目标地标节点所经过的所有地标节点；
87.位置调整模块300，用于驱动第二机器人移动，以规避所述第一路径；
88.状态恢复模块400，用于驱动第一机器人沿所述第一路径运行，并跳出所述第一机器人和第二机器人的互扰状态。
89.根据第一机器人和第二机器人检测到的障碍物信息，确定第一机器人和第二机器人处于相互阻碍对方移动的互扰状态下，在互扰状态下，第一机器人和第二机器人均检测到障碍物，并且第一机器人检测到的障碍物坐标为第二机器人所在的位置，第二机器人检测到的障碍物的坐标为第一机器人所在的位置。
90.在互扰状态下，规划第二机器人的移动路线，以规避第一机器人的第一路径，第一路径是第一机器人从当前地标节点行走至目标地标节点的路径包括若干地标节点，通过避开第一路径中地标节点，能够保证第一机器人沿第一路径顺利同行。
91.当第二机器人规避了第一路径，具体第二机器人离开第一路径所包括的地标节点后，第一机器人能够沿第一路径顺畅同行，之后再根据第二机器人的目标地标节点对第二机器人进行导航，该方在互扰状态下，无需执行避障策略，大大提升了两台机器人产生互扰后的导航效率。
92.进一步的，所述第一路径确定模块200，具体包括：
93.地标节点上溯子模块201，用于分别根据当前地标节点和目标地标节点，循环执行上溯父地标节点，直到上溯的地标节点共有一个父地标节点；
94.拼接子模块202，用于通过上溯所得的所述地标节点之间的路径组成所述第一路径。
95.为解决上述技术问题，本技术实施例还提供计算机设备。具体请参阅图6，图6为本实施例计算机设备基本结构框图。
96.所述计算机设备6包括通过系统总线相互通信连接存储器61、处理器62、网络接口63。需要指出的是，图中仅示出了具有组件61
‑
63的计算机设备6，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算
和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、数字处理器(digital signal processor，dsp)、嵌入式设备等。
97.所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
98.所述存储器61至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器61可以是所述计算机设备6的内部存储单元，例如该计算机设备6的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器61也可以是所述计算机设备6的外部存储设备，例如该计算机设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。当然，所述存储器61还可以既包括所述计算机设备6的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器61通常用于存储安装于所述计算机设备6的操作系统和各类应用软件，例如基于双机互扰的路径规划方法的程序代码等。此外，所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
99.所述处理器62在一些实施例中可以是中央处理器(central processing unit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器62通常用于控制所述计算机设备6的总体操作。本实施例中，所述处理器62用于运行所述存储器61中存储的程序代码或者处理数据，例如运行所述基于双机互扰的路径规划方法的程序代码。
100.所述网络接口63可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口63通常用于在所述计算机设备6与其他电子设备之间建立通信连接。
101.本技术还提供了另一种实施方式，即提供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基于双机互扰的路径规划程序，所述基于双机互扰的路径规划程序可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的基于双机互扰的路径规划方法的步骤。
102.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
103.显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他
相关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。