本發(fā)明總體涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及用于在封閉空間內(nèi)行進(jìn)并記錄行進(jìn)軌跡的機(jī)器人。

背景技術(shù)：

機(jī)器人可根據(jù)指令從室內(nèi)的一處移動到另一處?？梢匝刂吔绲淖呦?例如，轉(zhuǎn)彎拐角處)而調(diào)整行進(jìn)方向的機(jī)器人可沿著室內(nèi)封閉空間的輪廓進(jìn)行巡視或記錄行進(jìn)軌跡。

為了隨邊界的走向而調(diào)整行進(jìn)軌跡，需要配備多種傳感器來識別一個或多個方向上的邊界并進(jìn)行路線規(guī)劃。在典型的場景中，機(jī)器人通常需要配備視覺、聲吶、紅外、激光燈傳感設(shè)備。在機(jī)器人行進(jìn)過程中，需要通過攝像頭來識別邊界，并且需要結(jié)合多種傳感設(shè)備對周圍環(huán)境進(jìn)行測量以得出準(zhǔn)確的識別結(jié)果，從而進(jìn)行路線規(guī)劃。該方案對識別的準(zhǔn)確度要求很高，同時，對多種傳感器測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、融合對處理能力提出了很大的挑戰(zhàn)。

因此，需要一種通過簡單的傳感器配置就可實(shí)現(xiàn)記錄封閉空間的邊界輪廓的機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以下提供一個或多個方面的簡要概述以提供對本公開的多個方面的基本理解。然而，應(yīng)當(dāng)注意，以下概述不是構(gòu)想到的所有方面的詳盡綜述，并且既不旨在陳述本公開所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素，也不試圖限定本公開的任何或所有方面的范圍。相反，以下概述的唯一目的在于，以簡化形式給出本公開的一個或多個方面的一些概念，以作為稍后闡述的具體實(shí)施方式的前序。

根據(jù)一個實(shí)施例，提供用于記錄封閉空間輪廓的機(jī)器人，所述機(jī)器人包括第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器、控制器和記錄器。其中，所述第一傳感器設(shè)置于所述機(jī)器人的前側(cè)，測量從所述機(jī)器人的所述前側(cè)、沿所述機(jī)器人的行進(jìn)方向、至前方邊界的第一距離；所述第二傳感器設(shè)置于所述機(jī)器人的后側(cè)，測量從所述機(jī)器人的所述后側(cè)、沿與所述機(jī)器人的行進(jìn)方向相反的方向、至后方邊界的第二距離；所述第三傳感器設(shè)置于所述機(jī)器人的左側(cè)或右側(cè)，測量從所述機(jī)器人的所述左側(cè)或右側(cè)、沿與所述機(jī)器人的行進(jìn)方向垂直的方向、至左側(cè)或右側(cè)邊界的第三距離；所述控制器與所述三個傳感器連接，并且通過對所述第一距離和所述第二距離中的一者與預(yù)設(shè)距離進(jìn)行第一比較、對所述第三距離與所述預(yù)設(shè)距離進(jìn)行第二比較來調(diào)整所述機(jī)器人的行進(jìn)軌跡；所述記錄所述行進(jìn)軌跡。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述控制器在所述第一比較或所述第二比較的結(jié)果為不相等時，使所述機(jī)器人通過轉(zhuǎn)向、前進(jìn)和后退動作中的一個或多個來調(diào)整所述行進(jìn)軌跡，使得所述行進(jìn)軌跡與相應(yīng)的邊界保持所述預(yù)設(shè)距離。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在所述第一比較和所述第二比較的結(jié)果首次均為相等時，所述控制器指示所述記錄器記錄所述機(jī)器人的初始位置并且開始記錄所述機(jī)器人的行進(jìn)軌跡。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在所述第一比較確定了所述第一距離大于所述預(yù)設(shè)距離且所述第二比較確定了所述第三距離等于所述預(yù)設(shè)距離時，所述控制器指示所述機(jī)器人不改變行進(jìn)軌跡繼續(xù)前進(jìn)。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在所述第一比較確定了所述第一距離小于所述預(yù)設(shè)距離時，所述控制器指示所述機(jī)器人：向未設(shè)置所述第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)動，直到所述第三距離為轉(zhuǎn)動過程中的最小值；以及前進(jìn)第一調(diào)整距離。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在所述第二比較確定了所述機(jī)器人在前進(jìn)所述第一調(diào)整距離過程中的所述第三距離小于所述預(yù)設(shè)距離時，所述控制器指示所述機(jī)器人：向未設(shè)置所述第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)過90°；前進(jìn)，直到所述第二距離等于所述預(yù)設(shè)距離；以及往回向設(shè)置了所述第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)過90°。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在所述第一比較確定了所述第一距離大于所述預(yù)設(shè)距離且所述第二比較確定了所述第三距離大于所述預(yù)設(shè)距離時，所述控制器指示所述機(jī)器人：后退，直到所述第三距離減小到等于所述預(yù)設(shè)距離；向設(shè)置了第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)過預(yù)設(shè)角，前進(jìn)第二調(diào)整距離至第一位置處。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在所述第二比較確定了所述第一位置處的所述第三距離大于所述預(yù)設(shè)距離時，所述控制器指示所述機(jī)器人：向設(shè)置了所述第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)動，直到所述第三距離為轉(zhuǎn)動過程中的最小值；進(jìn)一步向設(shè)置了所述第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)過90°；前進(jìn)，直到所述第一距離等于所述預(yù)設(shè)距離；以及往回向未設(shè)置所述第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)過90°。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在所述第二比較確定了所述第一位置處的所述第三距離小于所述預(yù)設(shè)距離時，所述控制器指示所述機(jī)器人：向未設(shè)置所述第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)動，直到所述第三距離為轉(zhuǎn)動過程中的最小值；進(jìn)一步向未設(shè)置所述第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)過90°；前進(jìn)，直到所述第三距離等于所述預(yù)設(shè)距離；以及往回向設(shè)置了所述第三傳感器的一側(cè)轉(zhuǎn)過90°。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述第一調(diào)整距離小于所述預(yù)設(shè)距離。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述第二調(diào)整距離大于所述預(yù)設(shè)距離，并且所述預(yù)設(shè)角小于90°。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述機(jī)器人具有預(yù)設(shè)的記錄結(jié)束判斷參數(shù)，并且在達(dá)到所述記錄結(jié)束判斷參數(shù)時停止行進(jìn)并結(jié)束記錄，所述記錄結(jié)束判斷參數(shù)包括記錄持續(xù)時間和最大記錄次數(shù)中的任一者或兩者。

另一實(shí)施例提供了一種利用機(jī)器人來記錄封閉空間輪廓的方法，包括以下步驟：參數(shù)初始化、位置初始化、行進(jìn)調(diào)整以及記錄。其中，在參數(shù)初始化步驟中，設(shè)定預(yù)設(shè)距離、預(yù)設(shè)角、第一調(diào)整距離和第二調(diào)整距離；在位置初始化步驟中，使所述機(jī)器人的行進(jìn)方向平行于左側(cè)或右側(cè)邊界，且所述機(jī)器人距左側(cè)或右側(cè)邊界的距離為所述預(yù)設(shè)距離；在行進(jìn)調(diào)整步驟中，使所述機(jī)器人行進(jìn)，并且在行進(jìn)過程中執(zhí)行第一比較和第二比較，其中，從所述機(jī)器人的前側(cè)、沿所述機(jī)器人的行進(jìn)方向、至前方邊界的距離為第一距離，從所述機(jī)器人的后側(cè)、沿與所述機(jī)器人的行進(jìn)方向相反的方向、至后方邊界的距離為第二距離，并且從所述機(jī)器人的左側(cè)或右側(cè)、沿與所述機(jī)器人的行進(jìn)方向垂直的方向、至左側(cè)或右側(cè)邊界的距離為第三距離，所述第一比較對應(yīng)于所述第一距離和所述第二距離中的一者與所述預(yù)設(shè)距離之間的比較，而所述第二比較對應(yīng)于所述第三距離與所述預(yù)設(shè)距離之間的比較；并且基于所述第一比較和所述第二比較的結(jié)果來調(diào)整行進(jìn)軌跡；在記錄步驟中，記錄所述行進(jìn)軌跡。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述行進(jìn)調(diào)整步驟進(jìn)一步包括以下步驟：響應(yīng)于所述第一比較或所述第二比較的結(jié)果為不相等，使所述機(jī)器人通過轉(zhuǎn)向、前進(jìn)和后退動作中的一個或多個動作來調(diào)整所述行進(jìn)軌跡，使得所述行進(jìn)軌跡與相應(yīng)的邊界保持所述預(yù)設(shè)距離。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述調(diào)整步驟進(jìn)一步包括：響應(yīng)于所述第一比較確定了所述第一距離大于所述預(yù)設(shè)距離，并且所述第二比較確定了所述第三距離等于所述預(yù)設(shè)距離，不改變所述行進(jìn)軌跡。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述調(diào)整步驟進(jìn)一步包括：響應(yīng)于所述第一比較確定了所述第一距離小于所述預(yù)設(shè)距離，使所述機(jī)器人：向與感測到所述第三距離的那側(cè)相反的側(cè)轉(zhuǎn)動，直到所述第三距離為轉(zhuǎn)動過程中的最小值，并且前進(jìn)所述第一調(diào)整距離。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述調(diào)整步驟進(jìn)一步包括：響應(yīng)于所述第二比較確定了所述機(jī)器人在前進(jìn)所述第一調(diào)整距離過程中的所述第三距離小于所述預(yù)設(shè)距離，使所述機(jī)器人：向與感測到所述第三距離的那側(cè)相反的側(cè)轉(zhuǎn)過90°；前進(jìn)，直到所述第二距離等于所述預(yù)設(shè)距離；以及往回向感測到所述第三距離的那側(cè)轉(zhuǎn)過90°。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述調(diào)整步驟進(jìn)一步包括：響應(yīng)于所述第一比較確定了所述第一距離大于所述預(yù)設(shè)距離，并且所述第二比較確定了所述第三距離大于所述預(yù)設(shè)距離，使所述機(jī)器人：后退，直到所述第三距離減小到等于所述預(yù)設(shè)距離；向感測到所述第三距離的那側(cè)轉(zhuǎn)過所述預(yù)設(shè)角，前進(jìn)所述第二調(diào)整距離至第一位置處。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述調(diào)整步驟進(jìn)一步包括：響應(yīng)于所述第二比較確定了所述第一位置處的所述第三距離大于所述預(yù)設(shè)距離，使所述機(jī)器人：向感測到所述第三距離的那側(cè)轉(zhuǎn)動，直到所述第三距離為轉(zhuǎn)動過程中的最小值；進(jìn)一步向感測到所述第三距離的那側(cè)轉(zhuǎn)過90°；前進(jìn)，直到所述第一距離等于所述預(yù)設(shè)距離；以及往回向與感測到所述第三距離的那側(cè)相反的側(cè)轉(zhuǎn)過90°。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述調(diào)整步驟進(jìn)一步包括：響應(yīng)于所述第二比較確定了所述第一位置處的所述第三距離小于所述預(yù)設(shè)距離，使所述機(jī)器人：向與感測到所述第三距離的那側(cè)相反的側(cè)轉(zhuǎn)動，直到所述第三距離為轉(zhuǎn)動過程中的最小值；進(jìn)一步向與感測到所述第三距離的那側(cè)相反的側(cè)轉(zhuǎn)過90°；前進(jìn)，直到所述第三距離等于所述預(yù)設(shè)距離；以及往回向感測到所述第三距離的那側(cè)轉(zhuǎn)過90°。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述第一調(diào)整距離小于所述預(yù)設(shè)距離。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述第二調(diào)整距離大于所述預(yù)設(shè)距離，并且所述預(yù)設(shè)角小于90°。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述參數(shù)初始化步驟還包括設(shè)定記錄結(jié)束判斷參數(shù)的步驟，并且在達(dá)到所述記錄結(jié)束判斷參數(shù)時，結(jié)束所述記錄步驟，所述記錄結(jié)束判斷參數(shù)包括記錄持續(xù)時間和最大記錄次數(shù)中的任一者或兩者。

本公開僅使用三個傳感器就可獲得機(jī)器人相對于邊界執(zhí)行調(diào)整動作所需的數(shù)據(jù)，大大減小了對機(jī)器人處理能力的要求，簡化了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。

附圖說明

在結(jié)合以下附圖閱讀對本公開的多個實(shí)施例的詳細(xì)描述之后，能夠更好地理解本公開的上述特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，以相同或類似的附圖標(biāo)記來指定各附圖所共有的相同或類似的元件。

圖1示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施例的機(jī)器人100的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施例的、示出圖1中的三個傳感器的位置的機(jī)器人100的俯視示意圖。

圖3示出機(jī)器人100記錄沿封閉空間的邊界的行進(jìn)軌跡的方法300的實(shí)施例的流程圖。

圖4a-4t示出機(jī)器人100在行進(jìn)過程中執(zhí)行調(diào)整動作的多個實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本公開作詳細(xì)描述。注意，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例描述的諸方面僅是示例性的，而不應(yīng)被理解為對本公開的保護(hù)范圍進(jìn)行任何限制。

本公開涉及用于測量封閉空間輪廓的機(jī)器人和方法。在本發(fā)明中，術(shù)語“封閉空間”是指由直線邊界線相連組成的空間。此類封閉空間例如是室內(nèi)空間。

圖1示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施例的機(jī)器人100的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，機(jī)器人100包括第一傳感器110、第二傳感器120、第三傳感器130、控制器140以及記錄器150?？刂破?40根據(jù)傳感器110、120、130中的一個或多個的測量結(jié)果來調(diào)整機(jī)器人100的行進(jìn)軌跡。

在一些實(shí)施例中，傳感器110、120、130可以是距離測量器，用于測量機(jī)器人100在行進(jìn)過程中與封閉空間的邊界之間的距離。

在一些實(shí)施例中，記錄器150可用于記錄機(jī)器人100行進(jìn)的軌跡，從而實(shí)現(xiàn)測繪的目的。

圖2示出根據(jù)本公開的一些實(shí)施例的、示出圖1中的三個傳感器的位置的機(jī)器人100的俯視示意圖。

參見圖2，在一些實(shí)施例中，傳感器110設(shè)置在機(jī)器人100的前側(cè)，用于測量機(jī)器人100與前方的邊界之間的距離(即，從機(jī)器人100的前側(cè)、沿行進(jìn)方向、至前方邊界的距離)；傳感器120設(shè)置在機(jī)器人100的后側(cè)，用于測量機(jī)器人100與后方的邊界之間的距離(即，從機(jī)器人100的后側(cè)、沿與行進(jìn)方向相反的方向、至后方邊界的距離))，并且傳感器130設(shè)置在機(jī)器人100的左側(cè)或右側(cè)，用于測量機(jī)器人100與左側(cè)或右側(cè)方向上的邊界之間的距離(即，從機(jī)器人100的左側(cè)或右側(cè)、沿與行進(jìn)方向垂直的方向，至左側(cè)或右側(cè)邊界的距離)。值得注意的是，圖2僅用于示出傳感器110、120、130在機(jī)器人100上位置設(shè)置，控制器140和記錄器150的位置設(shè)置可以是任意的。

在優(yōu)選實(shí)施例中，將傳感器110、120、130設(shè)置為高度基本相同，使得測量結(jié)果更準(zhǔn)確。

圖3示出機(jī)器人100記錄沿封閉空間的邊界的行進(jìn)軌跡的方法300的實(shí)施例的流程圖。圖4a-4t示出機(jī)器人100在行進(jìn)過程中執(zhí)行調(diào)整動作的多個實(shí)施例。以下描述針對傳感器110、120、130分別位于機(jī)器人100的前側(cè)、后側(cè)以及左側(cè)的情形。也就是說，在以下描述中，從俯視視角看機(jī)器人相對于封閉空間的各邊界的運(yùn)動，機(jī)器人100總是以左側(cè)對著封閉空間的各邊界，并且沿著封閉空間輪廓的內(nèi)側(cè)順時針行進(jìn)。應(yīng)當(dāng)理解，該描述僅是示例性的，并且機(jī)器人100沿輪廓內(nèi)側(cè)逆時針行進(jìn)的實(shí)施例與之類似，不再贅述。在圖4a-4t中，分別以向量n1、n3、n2示出機(jī)器人100的前側(cè)、左側(cè)和后側(cè)，并以向量v示出機(jī)器人100的運(yùn)動方向。n1與v同向?qū)?yīng)于機(jī)器人100前進(jìn)的場景，而n1與v反向?qū)?yīng)于機(jī)器人100后退的場景。在圖4a-4t中，為使圖示清晰，可根據(jù)需要示出n1、n3、n2中的任一者、任兩者或三者，應(yīng)當(dāng)理解，在至少示出一者的情況下，這三個向量的位置都是確定的。

在方法300開始之前，可將機(jī)器人100放置在封閉空間內(nèi)的任一位置。對于該放置，機(jī)器人100的朝向以及距封閉空間的任一邊界的距離都是任意的。

方法300開始于參數(shù)初始化310處，機(jī)器人100被設(shè)置預(yù)設(shè)參數(shù)。在一些實(shí)施例中，預(yù)設(shè)參數(shù)可以是預(yù)設(shè)距離d、預(yù)設(shè)角a、第一調(diào)整距離h1和第二調(diào)整距離h2。在優(yōu)選實(shí)施例中，預(yù)設(shè)參數(shù)還可包括記錄結(jié)束判斷參數(shù)。

預(yù)設(shè)距離d表示機(jī)器人100在行進(jìn)過程中與邊界之間保持的距離。當(dāng)傳感器110測得的機(jī)器人100與邊界之間的距離小于d時，機(jī)器人100將調(diào)整運(yùn)動以避開邊界。

預(yù)設(shè)角a表示機(jī)器人100為避開邊界而轉(zhuǎn)過的角度。在一些實(shí)施例中，預(yù)設(shè)角a可以是小于90°的角，例如，30°、45°、60°，等等。

第一、第二調(diào)整距離h1、h2表示機(jī)器人100調(diào)整完自身的轉(zhuǎn)向之后，為確定轉(zhuǎn)向是否調(diào)整到位而繼續(xù)向前試探地行進(jìn)的距離。在一些實(shí)施例中，第一調(diào)整距離h1可以小于預(yù)設(shè)距離d，并且第二調(diào)整距離h2可以大于預(yù)設(shè)距離d。

記錄結(jié)束判斷參數(shù)用于控制機(jī)器人100的行進(jìn)和記錄是否結(jié)束。在一個實(shí)施例中，記錄結(jié)束判斷參數(shù)可以是記錄持續(xù)時間。在另一實(shí)施例中，記錄結(jié)束判斷參數(shù)可以是最大記錄次數(shù)，即機(jī)器人100遍歷封閉空間的邊界輪廓的總?cè)?shù)。在其他實(shí)施例中，記錄結(jié)束判斷參數(shù)可以是記錄持續(xù)時間和最大記錄次數(shù)兩者，使得當(dāng)這兩個參數(shù)中的任一者達(dá)到或兩者都達(dá)到時，機(jī)器人100停止行進(jìn)并結(jié)束記錄。

在完成了參數(shù)初始化310之后，方法300繼續(xù)進(jìn)行到位置初始化320。

在位置初始化320步驟中，對于被放置在封閉空間中的任意位置401處的機(jī)器人100，位于機(jī)器人100前側(cè)的第一傳感器110測量機(jī)器人100與前方的邊界450之間的距離。如圖4a所示，當(dāng)機(jī)器人100的前側(cè)距前方的邊界450的距離大于d時，機(jī)器人100從位置401處向前行進(jìn)，直到第一傳感器110測量到機(jī)器人100距邊界450的距離為d為止，機(jī)器人100在位置402處停止前進(jìn)?；蛘撸鐖D4b所示，當(dāng)機(jī)器人100距邊界450的距離小于d時，機(jī)器人100從初始位置401后退，直到第一傳感器110測量到機(jī)器人100距邊界450的距離為d為止，機(jī)器人100在位置402處停止后退。

隨后，在位置402處，機(jī)器人100順時針轉(zhuǎn)過參數(shù)初始化時設(shè)定的預(yù)設(shè)角a。在轉(zhuǎn)動過程中，第二傳感器120持續(xù)地測量機(jī)器人100的左側(cè)n3距邊界450的距離。在該測量過程中，存在一個最小距離l0(如圖4c中所示)，該最小距離l0對應(yīng)于機(jī)器人100的左側(cè)n3距邊界450的距離為最小時的轉(zhuǎn)向角a0。在機(jī)器人100轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角a之后，往回轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)向角a0的方向上。此時，機(jī)器人100位于位置402處，其前側(cè)n1平行于邊界450，并且左側(cè)n3距邊界450為預(yù)設(shè)距離d，如圖4d所示。

隨后，如圖4e中所示，機(jī)器人100向前行進(jìn)第一調(diào)整距離h1。在該前進(jìn)過程中，第二傳感器120持續(xù)地測量機(jī)器人100的左側(cè)n3與邊界450之間的距離l0。如果該距離l0等于預(yù)設(shè)距離d(即在方法300之前，機(jī)器人100被放置為前側(cè)n1垂直于邊界450)，則機(jī)器人100不進(jìn)行轉(zhuǎn)向調(diào)整。如果該距離l0小于預(yù)設(shè)距離d(即在方法300之前，機(jī)器人100被放置為前側(cè)n1相對于邊界450是傾斜的)，則機(jī)器人100順時針轉(zhuǎn)過90°，使得機(jī)器人100的前側(cè)n1背離邊界450，并且向前行進(jìn)，直到第三傳感器130測量到后側(cè)n2距邊界450的距離為預(yù)設(shè)距離d為止，此時，機(jī)器人100位于位置404處。隨后，機(jī)器人100逆時針轉(zhuǎn)過90°，使其前側(cè)n1再次平行于邊界450，并且左側(cè)n3距邊界450為預(yù)設(shè)距離d，如圖4g中所示。

通過該位置初始化320步驟，可使機(jī)器人100保持左側(cè)n3距邊界450為預(yù)設(shè)距離而前進(jìn)。由此，機(jī)器人100在后續(xù)的行進(jìn)過程中保持與左側(cè)的邊界之間的距離為預(yù)設(shè)距離d，從而記錄反映封閉空間輪廓的行進(jìn)軌跡。

在完成了位置初始化320步驟之后，方法300繼續(xù)進(jìn)行到行進(jìn)調(diào)整330。在行進(jìn)調(diào)整330步驟中，機(jī)器人100的第一傳感器110測量前側(cè)n1與前方的邊界之間的距離，當(dāng)該距離減小到預(yù)設(shè)距離d時，機(jī)器人100通過順時針轉(zhuǎn)向來調(diào)整行進(jìn)方向，從而總是沿著封閉空間的邊界且距邊界預(yù)設(shè)距離來行進(jìn)。以下結(jié)合圖4h-4t描述機(jī)器人100遇到幾種典型的邊界交界時執(zhí)行調(diào)整動作的一些實(shí)施例。

參考圖4h-4k，需要機(jī)器人100執(zhí)行調(diào)整動作的場景可可歸結(jié)為由第一邊界460與第二邊界470交界而形成的角落。從第一邊界460逆時針轉(zhuǎn)動到第二邊界470的角度不同，機(jī)器人100對相應(yīng)的角落執(zhí)行的調(diào)整動作也有所不同。以下分別討論第一邊界460與第二邊界所成的角度為0～180°、180～270°時機(jī)器人100執(zhí)行的調(diào)整動作。

參見圖4h-4i，示出第一邊界460與第二邊界470所成的角度在0～90°范圍內(nèi)的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，機(jī)器人100可以是已經(jīng)過位置初始化320步驟的，即機(jī)器人100平行于第一邊界460且距第一邊界460距離為預(yù)設(shè)距離d而前進(jìn)。當(dāng)機(jī)器人100的第一傳感器110測量到與機(jī)器人100與前方的第二邊界470之間的距離減小到預(yù)設(shè)距離d時，機(jī)器人100在位置405處停止前進(jìn)。隨后，機(jī)器人100順時針轉(zhuǎn)過預(yù)設(shè)角a，在轉(zhuǎn)動過程中，第二傳感器120持續(xù)地測量機(jī)器人100的左側(cè)n3距第二邊界470的距離。在該距離測量過程中，存在一個最小距離l1，該最小距離l1對應(yīng)于機(jī)器人100的左側(cè)n3距第二邊界470的距離為最小時的預(yù)設(shè)角a1。在機(jī)器人100轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角a之后，往回轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)向角為a1的方向上。此時，機(jī)器人100的前側(cè)n1平行于第二邊界470。隨后，機(jī)器人100向前行進(jìn)第一調(diào)整距離h1至位置406處，如圖4h中所示。在該前進(jìn)過程中，第三傳感器130持續(xù)地測量機(jī)器人100的左側(cè)n3與第二邊界470之間的距離l1。如圖4i中所示，該距離l1小于預(yù)設(shè)距離d，因此，機(jī)器人100順時針轉(zhuǎn)過90°，使得機(jī)器人100的前側(cè)n1背離第二邊界470。隨后，機(jī)器人100向前行進(jìn)，直到到達(dá)位置407，即第二傳感器120測量到后側(cè)n2距第二邊界470的距離等于預(yù)設(shè)距離d為止。此時，機(jī)器人100逆時針轉(zhuǎn)過90°，使其前側(cè)n1再次平行于第二邊界470，并且左側(cè)n3距第二邊界470為預(yù)設(shè)距離d。此時，機(jī)器人100完成了針對第一邊界460與第二邊界470交界形成的角落而執(zhí)行的調(diào)整動作。

圖4j示出第一邊界460與第二邊界470之間成90～180°范圍內(nèi)的角的角落的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，機(jī)器人100針對此類角落執(zhí)行的調(diào)整動作與圖4h-4i中所示的實(shí)施例中所描述的調(diào)整動作相同，在此不再贅述。

圖4k示出第一邊界460與第二邊界470之間成直角角落的實(shí)施例。機(jī)器人100針對此類角落執(zhí)行的調(diào)整動作與圖4h-4i中所示的實(shí)施例中描述的調(diào)整動作類似。區(qū)別在于，當(dāng)機(jī)器人100在位置405處順時針轉(zhuǎn)向后，其右側(cè)n3距第二邊界470的距離為預(yù)設(shè)距離d。在這種情況下，機(jī)器人100從位置405前進(jìn)第一調(diào)整距離h1至位置406的過程中，其左側(cè)n3距第二邊界470的距離始終保持為預(yù)設(shè)距離d。因此，機(jī)器人100不需要再調(diào)整為遠(yuǎn)離第二邊界470。也就是說，當(dāng)前在位置406處的機(jī)器人100已完成了調(diào)整動作。

圖4l-4o示出示出第一邊界460與第二邊界470之間成180～270°范圍內(nèi)的角的角落的一些實(shí)施例。參見圖4l，圖4l示出第一邊界460與第二邊界470所成的角度在180～270°范圍內(nèi)的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，機(jī)器人100如果不改變行進(jìn)方向一直前進(jìn)，則其前側(cè)n1距前方的邊界的距離大于預(yù)設(shè)距離d，并且左側(cè)n3距離左側(cè)的邊界的距離將大于預(yù)設(shè)距離d。也就是說，第一邊界460與第二邊界470實(shí)際上形成向外擴(kuò)展的角落。相應(yīng)地，機(jī)器人100如果不改變行進(jìn)方向，將遠(yuǎn)離封閉空間的輪廓，因此，機(jī)器人100應(yīng)當(dāng)相對于封閉空間“向外地”調(diào)整行進(jìn)方向。當(dāng)機(jī)器人100從位置408(位置408距第一邊界460與第二邊界470之間的交界處的距離為預(yù)設(shè)距離d)處繼續(xù)向前行進(jìn)到位置409的過程中，第三傳感器130測量到機(jī)器人100的左側(cè)n3距第二邊界470的距離大于預(yù)設(shè)距離d。響應(yīng)于此測量，機(jī)器人100后退至位置408處。隨后，如圖4m中所示，機(jī)器人100逆時針轉(zhuǎn)過預(yù)設(shè)角a，并向前行進(jìn)第二調(diào)整距離h2至位置410處，該位置410使得機(jī)器人100的左側(cè)n3面向第二邊界470。隨后，如圖4n所示，機(jī)器人100逆時針轉(zhuǎn)過預(yù)設(shè)角a，在轉(zhuǎn)動過程中，第二傳感器120持續(xù)地測量機(jī)器人100的左側(cè)n3距第二邊界470的距離。在該距離掃描的過程中，存在一個最小距離l2，該最小距離l2對應(yīng)于機(jī)器人100的左側(cè)n3距第二邊界470的距離為最小時的預(yù)設(shè)角a2。在機(jī)器人100轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角a之后，往回轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)向角為a2的方向上。此時，機(jī)器人100的前側(cè)n1平行于第二邊界470。隨后，如圖4o中所示，機(jī)器人100順時針轉(zhuǎn)過90°，使得機(jī)器人100的前側(cè)n1背離第二邊界470。隨后，機(jī)器人100向前行進(jìn)，直到到達(dá)位置411，即第二傳感器120測量到后側(cè)n2距第二邊界470的距離等于預(yù)設(shè)距離d為止。此時，機(jī)器人到達(dá)位置411處。隨后，機(jī)器人100逆時針轉(zhuǎn)動90°，使得其前側(cè)n1與第二邊界470平行，并且其左側(cè)距該第二邊界470的距離為預(yù)設(shè)距離d。至此，機(jī)器人100完成了“搜尋”外擴(kuò)的邊界的動作。

圖4p-4r示出示出第一邊界460與第二邊界470之間成180～270°范圍內(nèi)的角的角落的另一些實(shí)施例。圖4p-4r示出的實(shí)施例與圖4m-4o示出的實(shí)施例類似，區(qū)別在于，機(jī)器人100需要面向第二邊界470前進(jìn)來調(diào)整與第二邊界470之間的距離。參見圖4p，當(dāng)機(jī)器人100類似于圖4l所示退回到位置408后，機(jī)器人100逆時針轉(zhuǎn)過預(yù)設(shè)角a，并向前行進(jìn)第二調(diào)整距離h2至位置410處，該位置410使得機(jī)器人100的左側(cè)n3面向第二邊界470。隨后，如圖4q所示，機(jī)器人100逆時針轉(zhuǎn)過預(yù)設(shè)角a，在轉(zhuǎn)動過程中，第二傳感器120持續(xù)地測量機(jī)器人101的左側(cè)n3距第二邊界470的距離。在該距離測量過程中，存在一個最小距離l3，該最小距離l3對應(yīng)于機(jī)器人100的左側(cè)n3距第二邊界470的距離為最小時的轉(zhuǎn)向角a3。在機(jī)器人100轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角a之后，往回轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)向角為a3的方向上。此時，機(jī)器人100的前側(cè)n1平行于第二邊界470。隨后，如圖4r中所示，機(jī)器人100逆時針轉(zhuǎn)過90°，使得機(jī)器人100的前側(cè)n1面向第二邊界470。隨后，機(jī)器人100向前行進(jìn)，直到到達(dá)位置411，即第一傳感器110測量到前側(cè)n1距第二邊界470的距離為預(yù)設(shè)距離d為止。此時，機(jī)器人到達(dá)位置411處。隨后，機(jī)器人100順時針轉(zhuǎn)動90°，使得其前側(cè)n1與第二邊界407平行，并且其左側(cè)n3距該第二邊界407的距離為預(yù)設(shè)距離d。至此，機(jī)器人100完成了“搜尋”外擴(kuò)的邊界的動作。

圖4s和圖4t分別示出第一邊界460與第二邊界470之間成270°角落以及270～360°范圍內(nèi)的角的角落的其他實(shí)施例。機(jī)器人100針對這兩種情況執(zhí)行的調(diào)整動作可歸結(jié)于圖4l-4o或圖4p-4r所述的情況中的一種，在此不再贅述。

已針對封閉空間直線段邊界形成的角落的各種情況討論了機(jī)器人100的行進(jìn)動作。對于實(shí)際的邊界組成的封閉空間，機(jī)器人100可執(zhí)行上述動作的組合或執(zhí)行上述動作的僅子集來沿著封閉空間的各邊界來行進(jìn)，從而記錄行進(jìn)軌跡以實(shí)現(xiàn)測繪的目的。

往回參見圖3，在完成了行進(jìn)調(diào)整330操作之后，方法300繼續(xù)進(jìn)行到記錄結(jié)束判斷340處。在該記錄結(jié)束判斷340步驟中，機(jī)器人100判斷是否達(dá)到了最大記錄條件。在一個實(shí)施例中，如果達(dá)到了最大記錄結(jié)束判斷參數(shù)(例如，記錄持續(xù)時間和最大記錄次數(shù)中的任一者或兩者)，則方法300結(jié)束。否則，方法300往回進(jìn)行到行進(jìn)調(diào)整330。也就是說，機(jī)器人100從位置409處沿與第二邊界470平行的方向繼續(xù)前進(jìn)。

本公開通過僅使用三個傳感器就可獲得機(jī)器人相對邊界執(zhí)行調(diào)整動作所需的數(shù)據(jù)，這大大減小了對機(jī)器人處理能力的要求，簡化了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。

上文中已針對根據(jù)本公開的各實(shí)施例描述了本公開的多個方面，應(yīng)當(dāng)理解，以上各實(shí)施例僅是示例性而非限制性的，并且可組合以上多個實(shí)施例以形成新的替代實(shí)施例，或者可僅執(zhí)行一個實(shí)施例的子集來實(shí)踐本公開。提供對本公開的以上描述是為使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`或使用本公開。然而，對以上描述作出的各種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的，且本文中所定義的普適原理可被應(yīng)用到其他變體中而不背離本公開的精神或范圍。由此，本公開不旨在限于本文中所描述的多個實(shí)施例，而是應(yīng)被授予與本文中所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。