机器人作业轨迹规划方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

1.本技术涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人作业轨迹规划方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.随着国民生活水平的不断提高及城市化进程的不断加快，采用自动化设备进行作业逐步发展成熟，例如，地坪研磨机这类混泥土地面研磨或打磨的自动化设备，是各类地坪施工工艺过程中必不可少的设备。目前，大规模建设地下车库可以高效利用建筑面积，可以提高地下车库浇筑混泥土基层地面的使用寿命并且降低起砂扬尘等现象，采用地坪研磨机对混泥土基面进行硬化、涂漆等工艺的施工是其中必要的手段。
3.传统人工操控地坪研磨机在施工过程中需要多名操作工人同步工作，即一名操作工人操作研磨机、多名工人同步操作其他辅助装置，这种工作模式作业效率低、安全性差、质量一致性差。地坪研磨机器人作为一款全自动的智能设备，能够摆脱人工操作的束缚，进行自动导航行走和地坪研磨作业。
4.然而，由于地下车库多立柱、承重墙、空间布局复杂等特点，如若地坪研磨机器人自主作业的路径错综凌乱，极易造成地坪研磨机器人电缆缠绕、漏打磨或者重复打磨，导致地坪研磨机器人的作业效率低的问题，甚至撞墙或碰柱等安全事故。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高作业效率的机器人作业轨迹规划方法、装置、计算机设备和存储介质。
6.一种机器人作业轨迹规划方法，所述方法包括：
7.获取机器人作业区域数据，机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置；
8.根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域；
9.根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略；
10.根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
11.在其中一个实施例中，获取机器人作业区域数据之后，还包括：
12.根据机器人作业区域，确定机器人专用电箱的位置；
13.根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹包括：
14.根据机器人专用电箱的位置，确定自动导航行走轨迹中机器人作业的起始位置；
15.根据障碍物避让策略和起始位置，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
16.在其中一个实施例中，根据机器人专用电箱的位置，确定自动导航行走轨迹中机器人作业的起始位置之前，还包括：
17.对机器人作业区域进行区域划分，得到至少两个作业区域；
18.确定机器人从当前所在位置对应的目标区域进入目标区域的毗邻区域的作业路径，作业路径为从目标区域中靠近机器人专用电箱的位置进入毗邻区域。
19.在其中一个实施例中，目标区域与目标区域的毗邻区域存在重叠区域，机器人作业区域中的任意两个重叠区域的重叠范围相同。
20.在其中一个实施例中，障碍物包括柱类障碍物；障碍物避让策略包括对柱类障碍物的立柱避让策略；根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域，根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略包括：
21.获取机器人的结构尺寸特征；
22.根据柱类障碍物的大小和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定柱类障碍物对应的第一作业区域和第二作业区域，并确定机器人在第一作业区域的第一行进方向以及在第二作业区域的第二行进方向，第一行进方向与第二行进方向为不同方向；
23.根据第一作业区域、第二作业区域、第一行进方向以及第二行进方向，得到柱类障碍物的立柱避让策略。
24.在其中一个实施例中，障碍物包括墙类障碍物；障碍物避让策略包括对墙类障碍物的转向避让策略；根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域，根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略包括：
25.获取机器人的结构尺寸特征；
26.根据墙类障碍物的长度和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定第一墙边作业区域、第二墙边作业区域以及转向作业区域、并确定在第一墙边作业区域的第一墙边行进方向、在第二墙边作业区域的第二墙边行进方向以及在转向作业区域的转向行进方向，第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向为不同方向；
27.根据第一墙边作业区域、第二墙边作业区域、转向作业区域、第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向，得到柱类障碍物的转向避让策略。
28.在其中一个实施例中，转向避让策略包括收边区域的规划，根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略之前，还包括：
29.根据墙类障碍物的长度和位置，确定与墙类障碍物对应的墙根距离；
30.根据墙根距离，规划沿墙根的收边区域，收边区域为机器人转向提供转向空间。
31.一种机器人作业轨迹规划装置，所述装置包括：
32.数据获取模块，用于获取机器人作业区域数据，机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置；
33.障碍物对应作业区域确定模块，用于根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域；
34.避让策略规划模块，用于根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略；
35.作业轨迹生成模块，用于根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
36.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
37.获取机器人作业区域数据，机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置；
38.根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域；
39.根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略；
40.根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
41.一种计算机可读存储介质，其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以下步骤：
42.获取机器人作业区域数据，机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置；
43.根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域；
44.根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略；
45.根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
46.上述机器人作业轨迹规划方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取机器人作业区域数据，机器人作业区域数据可以表征机器人作业区域的空间布局为后续路径规划提供依据。其中，机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置，能够根据机器人作业区域预先得到机器人作业中障碍物的大小和位置，准确地确定障碍物对应的作业区域。通过根据所述障碍物对应的作业区域来规划障碍物避让策略，可以有效地避免机器人碰撞或者缠绕以及重复覆盖等情况。通过根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中高效的机器人自动导航作业轨迹，能够达到机器人自动导航作业轨迹的合理规划，从而有效提升地坪研磨机器人的作业效率。
附图说明
47.图1为一个实施例中机器人轨迹规划方法的应用环境图；
48.图2为一个实施例中机器人轨迹规划方法的流程示意图；
49.图3为另一个实施例中机器人轨迹规划方法的流程示意图；
50.图4为又一个实施例中机器人轨迹规划方法的流程示意图；
51.图5为还一个实施例中机器人轨迹规划方法的流程示意图；
52.图6为别一个实施例中机器人轨迹规划方法的流程示意图；
53.图7为再一个实施例中机器人轨迹规划方法的流程示意图；
54.图8为一个应用实施例中机器人轨迹规划方法得到的生成的自动导航作业轨迹的示意图；
55.图9为一个应用实施例中机器人轨迹规划方法中立柱避让策略的示意图；
56.图10为一个应用实施例中机器人轨迹规划方法中规划掉头步骤的示意图；
57.图11为一个应用实施例中机器人轨迹规划方法中规划回收电缆的示意图；
58.图12为一个应用实施例中机器人轨迹规划方法中转向避让策略的示意图；
59.图13为一个应用实施例中机器人轨迹规划方法中重叠区域规划的示意图；
60.图14为一个实施例中机器人轨迹规划方法装置的结构框图；
61.图15为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
62.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
63.本技术提供的机器人作业轨迹规划方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，该方法可以应用于终端，以终端是机器人102为例，机器人102获取该机器人102的机器人作业区域数据，机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置；根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域；根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略；根据障碍物避让策略，生成机器人在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
64.在一个实施例中，提供了一种机器人作业轨迹规划方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。其中，终端可以但不限于是各种智能机器人、个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。本实施例中，如图2所示，该方法包括以下步骤：
65.步骤202，获取机器人作业区域数据，机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置。
66.其中，机器人作业区域是机器人进行作业的区域。机器人可以是扫地机器人、地坪研磨机器人等用于在一定区域内通过位置移动进行作业的机器人。以地坪研磨机器人为例，地坪研磨机器人作业即为地坪研磨机器人对混泥土地面研磨或打磨。机器人作业区域可以是地坪研磨机器人的施工作业区域，即为地坪研磨机器人进行混泥土地面研磨或打磨的区域，该机器人作业区域可以但不限于是地下车库，室内厂房等。机器人作业区域数据是与机器人作业区域相关的数据，机器人作业区域数据可以是地下车库、室内厂房中的整体空间布局的数据。机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置，障碍物可以是多立柱等柱类障碍物以及承重墙等墙类障碍物等。
67.具体地，终端获取机器人作业区域数据。终端可以是机器人端，例如，可以是地坪研磨机器人获取在地下车库进行研磨作业的机器人作业区域数据，该机器人作业区域数据包括机器人作业区域的整体空间布局等数据。在整体空间布局中可以得到该机器人作业区域中障碍物的大小和位置。
68.步骤204，根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域。
69.其中，障碍物可以是在机器人作业区域中的墙类障碍物。例如在地下车库或是室内厂房中的承重墙等，障碍物还可以是在机器人作业区域中的柱类障碍物，例如在地下车库或是室内厂房中的立柱等。障碍物的大小和位置是根据获取机器人作业区域数据得到的。障碍物的大小可以是立柱等柱类障碍物的大小，还可以是承重墙等墙类障碍物的长度或是宽度以及墙的面积等。障碍物的位置为障碍物在机器人作业区域中的位置，障碍物对应的作业区域为在存在障碍物处机器人进行作业的作业区域。
70.具体地，终端根据在机器人作业区域中的障碍物的大小和位置，确定在机器人作业区域中障碍物对应的作业区域，其中，障碍物的大小和位置包括墙类障碍物的大小和位置以及柱类障碍物的大小的位置。
71.步骤206，根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略。
72.其中，障碍物对应的作业区域包括机器人在机器人作业区域中的墙类障碍物对应
的作业区域以及柱类障碍物对应的作业区域，障碍物避让策略包括立柱避让策略以及转向避让策略等避让策略。
73.具体地，终端根据在机器人作业区域中的障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略。例如，在地下车库中，当地坪研磨机器人靠近立柱时，采用立柱避让策略。当机器人作业区域由两面及以上承重墙合围形成，当地坪研磨机器人靠近承重墙时，需要避让以及转向，采用转向避让策略。
74.步骤208，根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
75.其中，机器人在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹是根据障碍物避让策略以及机器人作业区域等生成的，自动导航作业轨迹预先设置在机器人中的，机器人根据导航作业轨迹在施工障碍区域中自动导航进行作业。
76.具体地，终端根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。该终端可以是机器人，自动生成该机器人在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。当终端是除该作业机器人以外的其他终端时，可以是生成自动导航作业轨迹后推送给机器人，推送形式不做限制，可以是任意能够推送的方式，例如各种无线或是有限网络的传输等。
77.上述机器人作业轨迹规划方法中，通过获取机器人作业区域数据，机器人作业区域数据可以表征机器人作业区域的空间布局为后续路径规划提供依据。其中，机器人作业区域包括机器人作业区域中所述障碍物的大小和位置，能够根据机器人作业区域预先得到机器人作业中障碍物的大小和位置，确定所述障碍物对应的作业区域。通过根据所述障碍物对应的作业区域来规划障碍物避让策略，可以有效地避免机器人碰撞或者缠绕以及重复覆盖等情况。通过根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中高效的机器人自动导航作业轨迹，能够达到机器人自动导航作业轨迹的合理规划，从而有效提升地坪研磨机器人的作业效率，提高作业半径、作业面覆盖，同步提高研磨质量，避免撞机。以地坪研磨机器人为例，通过机器人作业轨迹规划方法能够高效快速地针对不同的地下车库作业场景进行地坪研磨机器人的作业轨迹规划。地坪研磨机器人能够按照设定的轨迹开展自主导航作业，从而有效提升地坪研磨机器人的作业半径、作业效率以及作业面覆盖，同步提高研磨质量，避免撞机。
78.在一个实施例中，如图3所示，步骤202，获取机器人作业区域数据之后，还包括：
79.步骤302，根据机器人作业区域，确定机器人专用电箱的位置。
80.其中，机器人在作业时的功率需求大，所以机器人对应有机器人专用电箱，机器人专用电箱是通过集成电缆卷盘的结构设计的并外接市电的电能供应，用于对机器人供电。终端根据机器人作业区域的整体空间布局，确定机器人对应的机器人专用电箱的位置。例如，专用电箱可以设置在任意的角落处，例如整体机器人作业区域中的墙面夹角的角落。
81.步骤208，根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹包括：
82.步骤304，根据机器人专用电箱的位置，确定自动导航行走轨迹中机器人作业的起始位置。
83.其中，起始位置是指机器人进行作业的起点，从该起始位置出发在机器人作业区域中进行作业。终端根据机器人专用电箱的位置，确定自动导航行走轨迹中机器人作业的
起始位置，还包括确定在起始位置的行进方向，并且机器人在机器人作业区域中行进时始终保持从靠近该配电箱的一侧驶出的行进方向。例如，当机器人专用电箱设置在左下角的角落处时，机器人从左端进入机器人作业区域开始作业。
84.步骤306，根据障碍物避让策略和起始位置，生成机器人在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
85.具体地，终端根据机器人作业区域、起始位置以及在起始位置的行进方向，即可确定终止位置，根据障碍物避让策略、起始位置、终止位置以及机器人作业区域的整体空间布局，最终生成机器人在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
86.本实施例中，通过根据机器人作业区域，确定机器人专用电箱的位置。当地坪研磨机器人自动作业时，电箱中的电缆卷盘会自主随动放线使电缆着地成拖曳状态。根据机器人专用电箱的位置，确定自动导航行走轨迹中机器人作业的起始位置，能够通过起始位置确定电箱的起始行进方向，防止电缆缠绕，有效避免机器人碾压电缆，从而避免研磨盘直接将电缆切断引起触电、烧毁等安全事故。根据障碍物避让策略和起始位置，生成机器人在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹，能够达到机器人自动导航作业轨迹的合理规划，从而有效提升地坪研磨机器人的作业效率，提高作业半径、作业面覆盖，同步提高研磨质量，避免撞机。
87.在一个实施例中，如图4所示，步骤304，根据机器人专用电箱的位置，确定自动导航行走轨迹中机器人作业的起始位置之前，还包括：
88.步骤402，对机器人作业区域进行区域划分，得到至少两个作业区域。
89.具体地，终端根据机器人作业区域，可以是根据机器人作业区域的整体空间布局，对机器人作业区域进行区域划分。采用均匀分布策略，均匀分布策略为划分的相邻区域是均匀分布的，通过区域划分得到至少两个区域。预设机器人在当前位置行进作业对应的区域为目标区域，目标区域毗邻的区域为毗邻区域。
90.步骤404，确定机器人从当前所在位置对应的目标区域进入目标区域的毗邻区域的作业路径，作业路径为从目标区域中靠近机器人专用电箱的位置进入毗邻区域。
91.具体地，根据上述划分的区域，可以确定机器人从当前所在位置对应的目标区域进入目标区域的毗邻区域的作业路径。作业路径为从目标区域中靠近机器人专用电箱的位置进入毗邻区域。其中，专用电箱的位置是根据机器人作业区域确定的，机器人在机器人作业区域中行进时始终保持从靠近该配电箱的一侧从目标区域行进至毗邻区域。例如，当机器人专用电箱设置在左下角的角落处时，机器人更换区域时，始终保持经由左端从当前所在位置对应的目标区域进入目标区域的毗邻区域开始作业。并且，当机器人从当前所在位置对应的目标区域进入目标区域的毗邻区域，进行更换区域的操作时，将进入的毗邻区域更新为目标区域，为新的机器人所在位置对应的目标区域。
92.其中，目标区域与目标区域的毗邻区域存在重叠区域，机器人作业区域中的任意两个重叠区域的重叠范围相同。
93.具体地，目标区域与目标区域的毗邻区域存在重叠区域，重叠区域是指为确保作业面内作业质量的一致性，确保每一个区域都充分进行作业，目标区域与目标区域的毗邻区域会进行重复作业，重复作业的区域为重叠区域。在机器人作业区域中的任意两个重叠区域的重叠范围相同的，重叠范围相同同时保证的机器人均匀地作业。
94.本实施例中，通过对机器人作业区域进行区域划分，得到至少两个作业区域，能够有效的划分不同区域，保证机器人作业区域在施工时的区域是均匀分布的，保证作业面内研磨质量的一致性。通过确定机器人从当前所在位置对应的目标区域进入目标区域的毗邻区域的作业路径，作业路径为从目标区域中靠近机器人专用电箱的位置进入毗邻区域，使机器人能够达到在不同区域更换区域时的调头次数最少的效果并且有效防止电箱中的电缆缠绕以及电缆拉扯等问题。通过重叠区域解决机器人行进精度误差问题，确保机器人在机器人作业区域充分完整的进行作业，提高了作业覆盖半径。
95.在一个实施例中，如图5所示，障碍物包括柱类障碍物；障碍物避让策略包括对柱类障碍物的立柱避让策略；步骤204，根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域以及步骤206，根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略包括：
96.步骤502，获取机器人的结构尺寸特征。
97.具体地，终端获取机器人的结构尺寸特征，结构尺寸特征可以是包括机器人的形状结构、机器人的大小尺寸等特征信息。
98.步骤504，根据柱类障碍物的大小和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定柱类障碍物对应的第一作业区域和第二作业区域，并确定机器人在第一作业区域的第一行进方向以及在第二作业区域的第二行进方向，第一行进方向与第二行进方向为不同方向。
99.其中，障碍物包括柱类障碍物，柱类障碍物可以是地下车库等机器人作业区域中的立柱。柱类障碍物的大小可以是包括柱类障碍物的高度、宽度、长度、深度、形状等大小尺寸。柱类障碍物的位置可以是包括在机器人作业区域中柱类障碍物的位置以及在该位置的占地面积等。具体地，终端根据柱类障碍物的大小和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定柱类障碍物对应的第一作业区域和第二作业区域。具体来说，根据柱类障碍物的大小和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定机器人避让柱类障碍物的最近距离，根据机器人的作业方向与柱类障碍物的相对位置，确定机器人避让柱类障碍物的最小避让宽度，根据机器人的作业方向与柱类障碍物的相对位置、最近距离和最小避让宽度，确定柱类障碍物对应的第一作业区域，机器人在非障碍物避让区域中的行进方向对应的直线与第一作业区域的一个顶点重合根据第一作业区域的对角线方向确定机器人在第一作业区域的第一行进方向，其中，对角线方向为上述重合的顶点所对应的对角线的方向。根据柱类障碍物的位置、最小避让宽度和柱类障碍物的长度确定第二作业区域，将机器人在正常作业区域的行进方向作为机器人在第二作业区域的第二行进方向第一作业区域可以包括即将靠近障碍物的靠近避让区域和即将离开障碍物的离开避让区域。第二作业区域可以是根据障碍物以及障碍物位置的平行位置所确定的区域。
100.步骤506，根据第一作业区域、第二作业区域、第一行进方向以及第二行进方向，得到柱类障碍物的立柱避让策略。
101.具体地，终端根据第一作业区域、第二作业区域、第一行进方向以及第二行进方向，得到柱类障碍物的立柱避让策略。其中，在机器人作业区域中包括多个柱类障碍物需要对多个障碍物进行立柱避让，通过立柱避让策略，生成的轨迹规划可以实现对机器人作业区域中所有柱类障碍物的避让。立柱避让策略可以应用于对任意一个柱类障碍物的避让。
102.以其中一个柱类障碍物的立柱避让为例，第一作业区域可以是包括靠近避让区域和离开避让区域。第一行进方向包括靠近障碍物的避让行进方向和离开障碍物的避让行进
方向。立柱避让策略包括：当机器人当前位置对应的目标区域直线行进至靠近避让区域时，采用靠近障碍物的避让行进方向，靠近障碍物的避让行进方向与障碍物呈第一角度，在靠近避让区域中保持斜线行进作业至第二作业区域，第二作业区域为障碍物位置的平行位置。当机器人到达第二作业区域，采用第二行进方向行进作业，第二行进方向为与柱类障碍物与平行的直线行进方向。当驶离第二作业区域到达离开避让区域时，采用离开障碍物的避让行进方向，离开障碍物的避让行进方向与障碍物呈第二角度，在离开避让区域中保持斜线行进，第二角度与第一角度的角度不同。当机器人驶离离开避让区域，恢复至当前位置对应的目标区域直线行进。
103.本实施例中，通过获取机器人的结构尺寸特征。通过根据柱类障碍物的大小和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定柱类障碍物对应的第一作业区域和第二作业区域，并确定机器人在第一作业区域的第一行进方向以及在第二作业区域的第二行进方向，第一行进方向与第二行进方向为不同方向。通过根据第一作业区域、第二作业区域、第一行进方向以及第二行进方向，得到柱类障碍物的立柱避让策略。能够达到确保机器人避开立柱一定安全距离的同时，确保地坪研磨机器人能研磨覆盖两立柱之间的狭长地面进行作业，提高研磨覆盖效率，立柱避让策略能够保证机器人自动导航作业轨迹的合理规划，从而有效提升地坪研磨机器人的作业效率。
104.在一个实施例中，如图6所示，障碍物包括墙类障碍物；障碍物避让策略包括对墙类障碍物的转向避让策略；步骤204，根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域以及步骤206，根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略包括：
105.步骤602，获取机器人的结构尺寸特征。
106.具体地，终端获取机器人的结构尺寸特征，结构尺寸特征可以是包括机器人的形状结构、机器人的大小尺寸等特征信息。
107.步骤604，根据墙类障碍物的长度和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定第一墙边作业区域、第二墙边作业区域以及转向作业区域。
108.具体来说，根据墙类障碍物的大小和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定机器人避让墙类障碍物的最近距离，根据机器人的作业方向与墙类障碍物的相对位置，确定机器人避让墙类障碍物的最小避让宽度，根据最近距离和最小避让宽度，确定墙类障碍物对应的第一作业区域。根据最小避让宽度以及障碍物的长度，可以确定墙类障碍物对应的第二作业区域根据墙类障碍物的大小和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定机器人避让墙类障碍物的墙根距离，根据墙根距离，规划沿墙根的收边区域，根据墙根距离和收边区域，确定墙类障碍物对应的转向作业区域。机器人在第一墙边作业区域中的最后一个作业点与在第二墙边作业区域中的第一个作业点为同一作业点，机器人在第二墙边作业区域中的最后一个作业点与在转向作业区域中的第一个作业点为同一作业点。根据第一墙边作业区域的对角线方向，确定在第一墙边作业区域的第一墙边行进方向，根据最小避让宽度和目标区域的原行进方向可以确定在第二墙边作业区域的第二墙边行进方向，根据收边区域，可以确定在转向作业区域的转向行进方向，第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向为不同方向。
109.其中，障碍物包括墙类障碍物，墙类障碍物可以是地下车库等机器人作业区域中的承重墙。墙类障碍物的大小可以是包括墙类障碍物的高度、深度、长度、墙面面积等大小
尺寸。墙类障碍物的位置可以是包括在机器人作业区域中墙类障碍物的具体位置以及各墙类障碍物合围的位置等。合围是指在例如在地下车库中由不同墙面围成的封闭空间。
110.具体地，终端根据墙类障碍物的大小和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定墙类障碍物对应的第一墙边作业区域、第二墙边作业区域以及转向作业区域，并确定在第一墙边作业区域的第一墙边行进方向、在第二墙边作业区域的第二墙边行进方向以及在转向作业区域的转向行进方向，第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向为不同方向。第一墙边作业区域可以是包括即将靠近墙类障碍物墙头的区域。第二墙边作业区域可以是根据墙类障碍物以及墙类障碍物位置的平行位置所确定的区域。转向作业区域是指在即将靠近墙类障碍物的墙角需要进行转向返回的区域。
111.步骤606，根据第一墙边作业区域、第二墙边作业区域、转向作业区域、第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向，得到柱类障碍物的转向避让策略。
112.具体地，终端根据第一墙边作业区域、第二墙边作业区域、转向作业区域、第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向，得到柱类障碍物的转向避让策略。其中，在机器人作业区域中包括多面墙类障碍物合围而成的障碍，通过转向避让策略，以实现在机器人作业区域中对合围而成的墙类障碍物进行转向避让。
113.例如，当机器人从当前位置的目标区域直线行进至第一墙边作业区域，采用第一墙边行进方向行进至第二墙边作业区域，第二墙边行进方向为墙类障碍物位置的平行方向。机器人在第二墙边作业区域采用第二墙边行进方向进行直线行进作业。当机器人从第二墙边作业区域行进至转向作业区域时，采用转向行进方向行进，然后进行九十度转向，机器人经转向后返回到第二墙边作业区域，再从第二墙边作业区域返回至第一墙边作业区域，最终回到目标区域，实现对合围承重墙的转向避让。
114.本实施例中，通过根据第一墙边作业区域、第二墙边作业区域、转向作业区域、第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向，得到柱类障碍物的转向避让策略，能够实现对墙面障碍物的转向和避让，有效提升地坪研磨机器人的作业效率，提高作业半径、避免撞机。
115.在一个实施例中，如图7所示，转向避让策略包括收边区域的规划，步骤606，根据第一墙边作业区域、第二墙边作业区域、转向作业区域、第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向，得到柱类障碍物的转向避让策略之前，还包括：
116.步骤702，根据墙类障碍物的长度和位置，确定与墙类障碍物对应的墙根距离。
117.具体地，针对机器人机身旋转半径较大的特点，终端在墙类障碍物墙尾的夹角处，会根据墙类障碍物的长度和位置，确定与墙类障碍物对应的墙根距离。墙根距离是指机器人在转向作业区域距离墙面的距离。
118.步骤704，根据墙根距离，规划沿墙根的收边区域，收边区域为机器人转向提供转向空间。
119.具体地，终端根据墙根距离，规划沿墙根的收边区域，收边区域为机器人转向提供转向空间。其中，收边区域是由于地坪研磨机器人机身旋转半径较大，当机器人作业区域中有两面及以上承重墙合围形成，在其中一道承重墙的墙尾附近调头时会遗留距离墙根一定距离的未作业区域用于转向，而此沿墙跟的收边区域可以用于遗留的未作业区域的研磨。
120.本实施例中，通过在转向避让策略中规划收边区域，能够针对机器人机身旋转半
径较大的特点，设计一条沿墙根的收边区域用于墙根部位的作业，并由此引出墙面夹角处的转向，解决墙面夹角处转向的问题，提高墙根、墙角处的研磨覆盖率的同时，避免机器人碰撞承重墙。
121.在一个应用实例中，本技术还提供一种应用场景，该应用场景生成的自动导航作业轨迹如图8所示，该应用场景将上述的机器人作业轨迹规划方法应用到机器人中。具体地，终端以地坪研磨机器人为例，该机器人作业轨迹规划方法在该应用场景的应用如下：
122.在其中一个实施例中，图8为生成的地坪研磨机器人在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。其中，获取机器人作业区域数据，机器人作业区域可以是地坪研磨机器人的施工作业区域。机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置。机器人作业区域为某一地下车库的机器人作业区域，地坪研磨机器人在对应的机器人作业区域中进行研磨作业，障碍物包括墙类障碍物和柱类障碍物。例如，图8中的小方块表示地库立柱等柱类障碍物，外围线框表示承重墙等墙类障碍物。首先，根据机器人作业区域，确定机器人专用电箱的位置。根据机器人专用电箱的位置，确定自动导航行走轨迹中机器人作业的起始位置，根据障碍物避让策略和起始位置，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。机器人作业区域进行区域划分，得到至少两个作业区域，确定机器人从当前所在位置对应的目标区域进入目标区域的毗邻区域的作业路径，作业路径为从目标区域中靠近机器人专用电箱的位置进入毗邻区域，根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域，根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略。最终，根据障碍物避让策略，生成机器人在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
123.具体地，首先确定好地坪研磨机器人作业的起始位置和终止位置后，然后开始规划机器人的行进轨迹。在图8中的地下车库中，小方块为立柱，左下角方块为机器人专用电箱。其中机器人专用电箱设置在左下角，机器人作业起始点设置在该电箱附近，机器人在行进过程中共遇到3排地库立柱，如图8中的虚线框所示即为第一排地库立柱。可以发现当机器人完成该排立柱的下方施工作业后，选择从该排立柱的左端进入该排立柱的上侧作业区域。同样的，机器人行进至剩下两排立柱时也都是选择从整排立柱的左端进入上侧作业区域。这样能够保证机器人在自动作业时，始终保持由靠近机器人专用配电箱的一侧驶出并进入毗邻区域，避免电缆缠绕立柱影响机器人的作业半径。并且以图8所示的左、右向为机器人的主行进方向，由于图8所示左右行进方向相比于上下方向的单条路径轨迹长度更长，可以减少机器人的调头频次，提高作业效率，实现了机器人调头次数最少。
124.在其中一个实施例中，规划障碍物避让策略包括立柱避让策略，立柱避让策略如图9所示，根据机器人的结构尺寸特点，提出“两斜一直”的线性路径实现绕柱行进。图9中的虚线框表示靠近避让区域以及离开避让区域，地坪研磨机器人利用两条斜线实现两立柱之间区域的进入和退出，实现了对两立柱之间的狭长区域的研磨覆盖的目的。
125.在其中一个实施例中，由于机器人携带的电缆长度有限，机器人在行进过程中可能会拖拽或回收线缆以保证最大作业半径要求。因此在设计路径时，必须考虑线缆的释放空间用以规划好路径的调头路径。规划障碍物避让策略还包括调头避让规划，如图10所示，机器人从左侧作业区域进入右侧作业区域时选择从靠近电箱侧进行行进转移，最终才能轻松回收全部电缆，如图11虚线所示。且在图11所示相邻列立柱构成的区域内，地坪研磨机器人的来回路径轨迹总数量为偶数时，才能实现图10所示的合理调头路径规划。
126.在其中一个实施例中，规划障碍物避让策略包括转向避让策略的规划，如图12所示，为机器人的转向避让策略。该机器人作业区域由3面承重墙合围形成，地坪研磨机器人按照主路径轨迹运行时，在图示右侧承重墙附近调头时会遗留距离墙根一定距离的未研磨区域，该未研磨区域需要利用一条沿墙根的收边路径进行研磨覆盖。同时，也由于机器人机身转弯半径较大的特点，在图12示右下角的墙面夹角区域引出了墙面夹角处的转向路径设计方案，利用一长一短的两条斜线路径实现机器人的航向改变，并最终实现墙面夹角处90
°
的航向变换。
127.在其中一个实施例中，目标区域与目标区域的毗邻区域存在重叠区域，机器人作业区域中的任意两个重叠区域的重叠范围相同，重叠区域是为了补偿机器人的行走精度误差，提高研磨质量的一致性，以及立柱避让、调头策略等需求，如图13和14所示，地坪研磨机器人的实际研磨宽度要求相邻作业区域具有一定宽度的重叠区域。在图13所示的区域内，应确保相邻作业区域的间距均匀分布。路径中心距参数d1应根据研磨盘打磨痕迹直径r1尺寸，在允许的数值范围内择优选取。
128.本实施例中，通过获取机器人作业区域数据，机器人作业区域数据可以表征机器人作业区域的空间布局为后续路径规划提供依据。其中，机器人作业区域包括机器人作业区域中所述障碍物的大小和位置，能够根据机器人作业区域预先得到机器人作业中障碍物的大小和位置，确定所述障碍物对应的作业区域。通过根据所述障碍物对应的作业区域来规划障碍物避让策略，可以有效地避免机器人碰撞或者机器人专用电箱中的电缆缠绕以及作业区域重复覆盖等情况。例如，通过立柱避让策略，当地坪研磨机器人靠近立柱时，采用“两斜一直”的直线行走路径策略。能够确保机器人避开立柱有一定安全距离的同时，确保地坪研磨机器人能研磨覆盖两立柱之间的狭长地面，提高研磨覆盖效率。通过根据转向避让策略，针对地坪研磨机器人机身旋转半径较大的特点，设计一条沿墙根的收边区域用于墙根部位的研磨，并引出墙面夹角处的转向避让，解决墙面夹角处转向的问题。通过根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中高效的机器人自动导航作业轨迹，能够达到机器人自动导航作业轨迹的合理规划，确保地坪研磨机器人在自动作业路径上的调头次数最少，且能避免电缆缠绕立柱而造成电缆拉扯及降低研磨覆盖半径。从而有效提升地坪研磨机器人的作业效率，提高作业半径、作业面覆盖，同步提高研磨质量，避免撞机。
129.应该理解的是，虽然上述实施例中各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，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些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，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
130.在一个实施例中，如图14所示，提供了一种机器人作业轨迹规划装置，包括：数据获取模块1402、障碍物对应作业区域确定模块1404、避让策略规划模块1406和作业轨迹生成模块1408，其中：
131.数据获取模块1402，用于获取机器人作业区域数据，机器人作业区域数据包括机器人作业区域中障碍物的大小和位置。
132.障碍物对应作业区域确定模块1404，用于根据障碍物的大小和位置，确定障碍物对应的作业区域。
133.避让策略规划模块1406，用于根据障碍物对应的作业区域，规划障碍物避让策略；
134.作业轨迹生成模块1408，用于根据障碍物避让策略，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
135.在其中一个实施例中，机器人作业轨迹规划装置还包括电箱位置确定模块，电箱位置确定模块用于根据机器人作业区域，确定机器人专用电箱的位置。作业轨迹生成模块还用于根据机器人专用电箱的位置，确定自动导航行走轨迹中机器人作业的起始位置。根据障碍物避让策略和起始位置，生成在机器人作业区域中的自动导航作业轨迹。
136.在其中一个实施例中，机器人作业轨迹规划装置还包括作业区域划分模块，作业区域划分模块用于对机器人作业区域进行区域划分，得到至少两个作业区域。确定机器人从当前所在位置对应的目标区域进入目标区域的毗邻区域的作业路径，作业路径为从目标区域中靠近机器人专用电箱的位置进入毗邻区域。目标区域与目标区域的毗邻区域存在重叠区域，机器人作业区域中的任意两个重叠区域的重叠范围相同。
137.在其中一个实施例中，障碍物包括柱类障碍物；障碍物避让策略包括对柱类障碍物的立柱避让策略；障碍物对应作业区域确定模块还用于获取机器人的结构尺寸特征。根据柱类障碍物的大小和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定柱类障碍物对应的第一作业区域和第二作业区域，并确定机器人在第一作业区域的第一行进方向以及在第二作业区域的第二行进方向，第一行进方向与第二行进方向为不同方向。避让策略规划模块还用于根据第一作业区域、第二作业区域、第一行进方向以及第二行进方向，得到柱类障碍物的立柱避让策略。
138.在其中一个实施例中，障碍物包括墙类障碍物；障碍物避让策略包括对墙类障碍物的转向避让策略；障碍物对应作业区域确定模块还用于获取机器人的结构尺寸特征。根据墙类障碍物的长度和位置以及机器人的结构尺寸特征，确定第一墙边作业区域、第二墙边作业区域以及转向作业区域、并确定在第一墙边作业区域的第一墙边行进方向、在第二墙边作业区域的第二墙边行进方向以及在转向作业区域的转向行进方向，第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向为不同方向。避让策略规划模块还用于根据第一墙边作业区域、第二墙边作业区域、转向作业区域、第一墙边行进方向、第二墙边行进方向以及转向行进方向，得到柱类障碍物的转向避让策略。
139.在其中一个实施例中，机器人作业轨迹规划装置还包括收边区域规划模块，收边区域规划模块还用于根据墙类障碍物的长度和位置，确定与墙类障碍物对应的墙根距离；根据墙根距离，规划沿墙根的收边区域，收边区域为机器人转向提供转向空间。
140.关于机器人作业轨迹规划装置的具体限定可以参见上文中对于机器人作业轨迹规划装置方法的限定，在此不再赘述。上述机器人作业轨迹规划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。
141.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终端，其内部结构图可以如图15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、通信接口、显
示屏和输入装置。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和计算机程序。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。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种机器人作业轨迹规划装置方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
142.本领域技术人员可以理解，图15中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
143.在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
144.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，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
145.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易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
146.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
147.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。