用于规划多功能机器人的行进路线的系统和方法技术方案

本公开提供“用于规划多功能机器人的行进路线的系统和方法”。本公开总体涉及用于可以在地面上行进并且可以飞越障碍物的多功能机器人的行进规划。在示例性实施例中，多功能机器人的控制器接收占用网格地图，所述占用网格地图提供关于多功能机器人要穿越的行进区域的信息。控制器可以确定与第一行进路线相关联的第一成本，所述第一行进路线涉及多功能机器人在沿着地面从行进区域中的起始地点移动到目的地点时围绕3D对象行驶。控制器还可以确定与第二行进路线相关联的第二成本，所述第二行进路线涉及多功能机器人在从起始地点移动到目的地点时飞越3D对象。控制器可以基于比较第一成本与第二成本来选择第一行进路线或第二行进路线。行进路线。行进路线。

【技术实现步骤摘要】
用于规划多功能机器人的行进路线的系统和方法


[0001]本公开总体上涉及机器人，并且更具体地涉及规划多功能机器人的行进路线。

技术介绍

[0002]机器人用于各种目的。这些机器人中每一个的物理结构和能力通常进行定制以匹配部署机器人的目的。在一些情况下，机器人被固定在适当位置中，诸如例如工厂地板上的装配机器人。在其他情况下，机器人可以是从一个地方移动到另一个地方的移动机器人。移动机器人可以大致分为两类
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地面机器人和空中机器人。地面机器人通常配备有轮子或履带，所述轮子或履带允许这些机器人穿越各种行进表面，诸如道路、人行道、泥土区域和草坪。安装在地面机器人上的各种感测系统(诸如相机、声纳系统、雷达系统等)允许机器人在地面上沿着行进路线移动到目的地点(诸如例如房屋的门廊)时绕过障碍物。在该示例中，行进路线可以包括人行道、门口、草坪和走道。
[0003]在一种情况下，地面机器人可以通过使用试错法绕过障碍物来行进至目的地点。在另一种情况下，机器人可以通过遵循预编程的行进路线行进到目的地点。然而，在地面机器人的行进路线中存在某些类型的障碍物的一些环境中，设计预编程行进路线可能是复杂和/或困难的。地面机器人可能无法克服这些障碍中的一些，诸如例如围住房产的墙或关闭的门。
[0004]空中机器人(其也被称为无人驾驶飞机或无人机(UAV))提供了一种克服这些类型的障碍物的解决方案，这是因为UAV可以飞越它们。再次地，空中机器人可以遵循预编程的空中行进路线。然而，在一些情况下，部署空中机器人可能是成本高效益低的和/或不可行的，特别是当行进路线包括地面机器人可能更具有成本效益地穿越很大一部分时。

技术实现思路

[0005]本文公开的系统和方法总体上涉及用于可以在地面上行进并且还可以飞越障碍物的多功能机器人的行进路线规划。在示例实施例中，多功能机器人的控制器接收地图，诸如例如占用网格地图(OG地图)。所述地图提供了关于所述多功能机器人将要穿越的行进区域的信息。所述行进区域可以包括所述多功能机器人可以在其上方移动的地面区域的一些部分并且还可以包括构成所述多功能机器人的行进路径中的障碍物的一个或多个对象。所述控制器可以确定与使用第一行进路线相关联的第一成本，所述第一行进路线涉及所述多功能机器人在沿着所述地面从所述行进区域中的起始地点移动到目的地点时围绕3D对象行驶。所述控制器可以确定与使用第二行进路线相关联的第二成本，所述第二行进路线涉及所述多功能机器人在从所述起始地点移动到所述目的地点时飞越所述3D对象。然后，所述控制器可以基于比较所述第一成本与所述第二成本来选择所述第一行进路线或所述第二行进路线。在另一个实施例中，所述控制器可以评估所述3D对象的一个或多个图像以确定所述多功能机器人是否能够爬过所述3D对象。与这样做相关联的成本可以由所述控制器计算并且与诸如所述第一成本和所述第二成本等其他成本进行比较，以便确定用于所述多
功能机器人的行进路线。
附图说明
[0006]参考附图阐述具体实施方式。使用相同的附图标记可以指示类似或相同的项。各种实施例可以利用除了附图中示出的那些之外的元件和/或部件，并且一些元件和/或部件可能不存在于各种实施例中。附图中的元件和/或部件不一定按比例绘制。在整个本公开中，根据上下文，单数和复数术语可以可互换地使用。
[0007]图1示出了根据本公开的可以被配置为沿着确定的行进路线移动的示例多功能机器人。
[0008]图2示出了根据本公开的可以由机器人中的控制器使用以生成行进路线的示例二维(2D)占用网格地图(OG)。
[0009]图3示出了根据本公开的包括用于多功能机器人的行进区域的三维(3D)场景的示例表示。
[0010]图4示出了根据本公开的一个实施例的基于评估2D OG地图生成的示例2D行进路线。
[0011]图5示出了根据本公开的一个实施例的基于评估2.5维(2.5D)OG地图生成的示例2.5D行进路线。
[0012]图6示出了根据本公开的一个实施例的可以基于评估多个2DOG地图生成的示例2D多层行进路线。
[0013]图7示出了根据本公开的一个实施例的基于评估3D OG地图生成的示例3D行进路线。
[0014]图8示出了根据本公开的可以用于生成行进路线的示例系统。
[0015]图9是根据本公开的用于生成各种类型的行进路线规划的方法的示例流程图。
具体实施方式
[0016]下文将参考附图更完整地描述本公开，在附图中示出了本公开的示例实施例。然而，本公开可以以许多不同形式来体现，并且不应被解释为受限于本文阐述的示例实施例。相关领域技术人员将理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可对各种实施例作出形式和细节上的各种变化。因此，本公开的广度和范围不应受到任何上述示例实施例的限制，而是应仅根据所附权利要求和其等效物限定。出于说明的目的呈现了本描述，并且本描述不意图是穷举的，也不将本公开限制为所公开的精确形式。应注意，替代实现方式可以按任何所期望的组合使用，以形成本公开的附加混合实现方式。此外，尽管已用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了实施例，但是应理解，本公开不一定受限于所描述的特定特征或动作。而是，将特定特征和动作公开为实现实施例的说明性形式。
[0017]本文中使用的某些词语和短语仅是为了方便起见，并且此类词语和术语应被解释为指代本领域普通技术人员通常以各种形式和等效物理解的各种对象和动作。例如，在至少一些情况下，如本文所使用的短语“行进路线”可以被解释为表示“行进路径”。作为另一个示例，本公开中使用的词语，诸如“生成”可以包括可以由诸如“规划”的词语描述的各种动作。更特别地，如本文所使用的短语“多功能机器人”通常可以被描述为将地面机器人的
各种特征与空中机器人(无人驾驶飞机、UAV等)的各种特征相结合的机器人。
[0018]图1示出了根据本公开的可以被配置为根据所确定的行进路线移动的示例多功能机器人100。在所示示例中，多功能机器人100包括允许多功能机器人100在地面上移动的一组轮子110，并且还包括允许多功能机器人100悬空的一组推进器105(和/或机翼)。在各种其他实施例中，多功能机器人100可以包括允许多功能机器人100在各种类型的地面(道路、人行道、泥土区域、草坪等)上行进以及穿越对象(诸如例如坡道、楼梯和/或自动扶梯)的部件，诸如履带、爪子、触手、夹持器等。在一些应用中，多功能机器人100可以利用这些部件中的一些来爬过对象，诸如，例如，矮墙、凸起的平台和/或人行道的边缘。
[0019]多功能机器人100还可以基于多功能机器人100所用于的应用的类型包括各种类型的装备。在一个示例应用中，多功能机器人100可以被配备为配送机器人。在另一个示例应用中，多功能机器人100可以被配备用于搜索和救援任务。在又一个示例应用中，多功能机器人100可以被配备用于军事目的。
[0020]多功能机器人100通常可以包括各种类型的系统，诸如例如导航系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，其包括：由控制器接收地图，所述地图包括关于在多功能机器人的行进区域中存在的三维(3D)对象的信息；由所述控制器确定与穿越从所述行进区域中的起始地点到目的地点的第一行进路线相关联的第一成本，其中穿越所述第一行进路线包括所述多功能机器人围绕所述3D对象行驶；由所述控制器确定与穿越从所述行进区域中的所述起始地点到所述目的地点的第二行进路线相关联的第二成本，其中穿越所述第二行进路线包括所述多功能机器人飞越所述3D对象；以及由所述控制器基于比较所述第一成本与所述第二成本来选择所述第一行进路线或所述第二行进路线中的一个。2.如权利要求1所述的方法，其中所述控制器设置在所述多功能机器人中，并且其中所述地图是存储在设置在所述多功能机器人的数据库中的一个中或存储在云存储装置中的占用网格地图。3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一成本和/或所述第二成本基于行进距离、行进时间和/或所述3D对象的高度。4.如权利要求1所述的方法，其还包括：由所述控制器基于所述地图中所包含的信息来确定所述多功能机器人是否能够爬过所述3D对象；由所述控制器确定与穿越从所述行进区域中的所述起始地点到所述目的地点的第三行进路线相关联的第三成本，其中穿越所述第三行进路线包括所述多功能机器人爬过所述3D对象；由所述控制器基于评估所述第一成本、所述第二成本和所述第三成本来选择所述第一行进路线、所述第二行进路线或所述第三行进路线中的一个行进路线；以及由所述多功能机器人穿越所述第一行进路线、所述第二行进路线或所述第三行进路线中的所述选定的一个行进路线。5.如权利要求1所述的方法，其还包括：捕获所述3D对象的图像；由所述控制器基于评估所述图像来确定所述多功能机器人是否能够爬过所述3D对象；由所述控制器确定与穿越从所述行进区域中的所述起始地点到所述目的地点的第三行进路线相关联的第三成本，其中穿过所述第三行进路线包括所述多功能机器人爬过所述3D对象；由所述控制器基于评估所述第一成本、所述第二成本和所述第三成本来选择所述第一行进路线、所述第二行进路线或所述第三行进路线中的一个行进路线；以及由所述多功能机器人穿越所述第一行进路线、所述第二行进路线或所述第三行进路线中的所述选定的一个行进路线。6.如权利要求1所述的方法，其还包括：由所述控制器确定与飞越所述3D对象相关联的约束；以及由所述控制器基于所述约束来消除所述第二行进路线。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述约束基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪相贤，卢建波，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：