CN114610041B - 机器人运动控制方法、装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种机器人运动控制方法、装置以及电子设备。其中该方法包括：控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行；确定机器人圆弧绕行时的实时绕行偏离信息；所述实时绕行偏离信息采用实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或半径间比值表征；依据所述实时绕行偏离信息对所述机器人的圆弧绕行进行控制，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致。本申请技术方案，通过实时引入半径残差和/或半径间比值表示机器人圆弧运动过程中出现的绕行偏差，并基于实时确定的半径残差和/或半径比对机器人圆弧运动进行自适应调整，以让机器人贴近圆弧线进行运动，实现高效率高精度地对准目标物的操作方向。

Description

机器人运动控制方法、装置以及电子设备

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种机器人运动控制方法、装置以及电子设备。

背景技术

随着自动化设备的不断涌现，诸如自动引导运输车AGV、移动机器人以及无人叉车等机器人被广泛应用于工业搬运场景。

在机器人搬运场景下，通常需要机器人来自动对准目标以执行任务操作，例如无人叉车自动对准并叉取栈板目标来执行搬运任务。但是，机器人与目标之间又存在一定位置及姿态偏差，导致在叉取过程中机器人无法高精度与高效率地运动控制，进而造成对准目标执行搬运任务难度加大。

发明内容

本发明提供了一种机器人运动控制方法、装置以及电子设备，能够有效实现车辆自适应调整自身方向，快速高效与高精度地对准并叉取托盘等目标物。

根据本发明的一方面，提供了一种机器人运动控制方法，所述方法包括：

控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行；

确定机器人圆弧绕行时的实时绕行偏离信息；所述实时绕行偏离信息采用实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或半径间比值表征；

依据所述实时绕行偏离信息对所述机器人的圆弧绕行进行控制，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致。

根据本发明的另一方面，提供了一种机器人运动控制装置，所述装置包括：

启动模块，用于控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行；

残差确定模块，用于确定机器人圆弧绕行时的实时绕行偏离信息；所述实时绕行偏离信息采用实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或半径间比值表征；

控制模块，用于依据所述实时绕行偏离信息对所述机器人的圆弧绕行进行控制，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致。

根据本发明的又一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的机器人运动控制方法。

根据本发明的又一方面，提供了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计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的机器人运动控制方法。

本发明实施例的技术方案，控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行，确定机器人圆弧绕行时实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或实时半径间比值；依据实时半径残差和/或实时半径间比值对机器人的圆弧绕行进行控制，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致。本申请技术方案，通过实时引入半径残差和/或半径间比值表示机器人圆弧运动过程中出现的绕行偏差，并基于实时确定的半径残差和/或半径比值对机器人圆弧运动进行自适应调整，以让机器人贴近圆弧线进行运动，实现高效率高精度地对准目标物的操作方向。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1是根据本发明实施例提供的一种机器人运动控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例所适用的机器人圆弧绕行的绕行轨迹示意图；

图3是根据本发明实施例提供的另一种机器人运动控制方法的流程图；

图4是根据本发明实施例提供的又一种机器人运动控制方法的流程图；

图5是根据本发明实施例提供的一种机器人运动控制装置的结构示意图；

图6是实现本发明实施例的一种机器人运动控制方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供了一种机器人运动控制方法的流程图，本实施例可适用于机器人在运行过程中与目标物进行准确对接的情况，该方法可以由机器人运动控制装置来执行，该机器人运动控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该机器人运动控制装置可配置于具有数据处理能力的电子设备中。如图1所示，本实施例的机器人运动控制方法，可包括以下步骤：

S110、控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行。

本实施例的技术方案可由机器人、机器人上集成的控制单元以及用于管理机器人的后台服务器等电子设备实现。其中，机器人可包括自动引导运输车AGV、移动机器人以及无人叉车等。

可选地，实时检测机器人的当前位置与目标物之间的相对距离，在检测到机器人与目标物之间的相对距离在预设距离范围时，控制机器人以当前位置为圆弧绕行起点开始启动进入圆弧绕行操作。

不同的应用场景下，判断机器人是否启动进行圆弧绕行所使用的预设距离范围会有所不同。以无人叉车等机器人为例，在无人叉车的叉臂叉取托盘的场景下，当检测到无人叉车距离目标物2.0m处控制无人叉车开始为叉取托盘做准备，让无人叉车从当前位置开始启动进行圆弧绕行；在无人叉车调整方向对准充电桩的场景下，当检测到无人叉车距离目标物2.0m处控制无人叉车开始为充电口和充电桩方向匹配做准备，让无人叉车从当前位置开始启动进行圆弧绕行，在圆弧运动过程中调整方向。

S120、确定机器人圆弧绕行时的实时绕行偏离信息；其中，实时绕行偏离信息采用实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或半径间比值表征。

参见图2，在机器人按期望绕行半径绕圆弧圆心进行圆弧绕行的过程中，理想情况是机器人沿着期望圆弧绕行路线进行圆弧绕行，但机器人不可避免的会出现运动偏差，偏差累积下来终会带来圆弧绕行路线的偏移。为此，可周期性地(比如间隔0.05s)检测机器人圆弧绕行时的实际绕行半径，并计算机器人圆弧绕行的实际绕行半径与期望绕行半径之间的差值，得到机器人圆弧绕行时的实时半径残差。以及，还可计算机器人圆弧绕行的期望绕行半径与实际绕行半径之间半径比，作为机器人圆弧绕行时的实际半径间比值。

S130、依据实时绕行偏离信息对机器人的圆弧绕行进行控制，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致。

参见图2，通过实时半径残差和/或实时半径间比值描述的实时绕行偏离信息可以反映机器人圆弧绕行时相对期望圆弧绕行路线的偏差情况，通过实时半径残差可以分析机器人圆弧绕行过程中是否出现行进偏移，以便在机器人出现圆弧绕行偏移时能及时做出行进方向自适应调整，最终实现机器人圆弧绕行结束时保持机器人的行进方向与目标物的操作方向相同。

这样，在机器人按圆弧绕行对应的期望绕行半径绕圆弧圆心进行行进结束时，由于机器人圆弧绕行结束时机器人的行进方向与目标物的操作方向相同，可直接控制机器人沿着圆弧绕行结束时的圆弧绕行终点的切线方向朝向目标物直线行进，不需要对机器人再进行更大范围的方向调整就可直达目标物位置处与其进行高精度对接。

根据本发明实施例的技术方案，通过实时引入半径残差和/或半径间比值表示机器人圆弧运动过程中出现的绕行偏差，并基于实时确定的半径残差和/或半径间比值对机器人圆弧运动进行自适应调整，以让机器人贴近圆弧线进行运动，实现高效率高精度地对准目标物的操作方向。

在上述实施例的基础上，可选地，本实施例的机器人运动控制方法还包括：在机器人圆弧绕行结束时，控制机器人朝向目标物直线行进以及控制机器人上的目标操作组件进行垂直上下距离微调以对准目标物。

示例性地，在机器人圆弧绕行结束时，可以控制机器人执行直行前往目标物所在位置，并且由于机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致，因此只需要将机器人上的对接组件(例如无人叉车的叉臂以及无人叉车的充电口)进行垂直上下高度调整，就能让机器人的对接组件与目标物(比如托盘或者充电桩)进行对准，实现充电或取物操作等。

图3为本发明实施例提供了另一种机器人运动控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上对前述实施例中控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行的过程进行进一步优化，本实施例可以与上述一个或多个实施例中各个可选方案进行结合。如图3所示，本实施例的机器人运动控制方法，可包括以下步骤：

S310、确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向。

参见图2，在对机器人(比如AGV小车)规划圆弧绕行路线后，可能会出现机器人的行进方向与圆弧不匹配的问题，导致机器人在圆弧绕行开始的一段距离内无法贴合圆弧线行进，需要花费较长的时间大幅度地进行行进方向调整才能贴近圆弧线行进。

对于远距离的圆弧绕行而言，可能对机器人行进方向大幅度调整所消耗的时间可以忽略不计，但是近距离的圆弧绕行而言，可能大幅度调整所消耗的时间足够机器人完成圆弧绕行。为此，在控制机器人进行圆弧绕行之前需要先确定圆弧绕行开始时对应的圆弧起点切线方向，方便对机器人行进方向进行调整，在圆弧绕行开始时就从机器人行进方向贴近圆弧，这样后续就不会出现大福度调整机器人行进方向的情况，方便后续仅通过半径残差和/或半径比在圆弧附近进行微调就能实现贴合圆弧绕行的目的。

本实施例的一种可选方案中，确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向，可包括步骤A1-A2：

步骤A1、确定机器人启动圆弧绕行所需的第一距离和第二距离。

其中，第一距离包括机器人从圆弧绕行开始到圆弧绕行结束且与目标物的操作方向平行的预设行进距离；第二距离包括机器人从当前位置到目标物的操作方向的垂直行进距离。

参见图2，第一距离d1可以为机器人在当前时刻以当前位置作为圆弧绕行起点从圆弧绕行开始到圆弧绕行结束且与目标物的操作方向平行的预设行进距离，通过满足第一距离d1可以使机器人在圆弧绕行结束时到达目标物沿目标物的操作方向的正前方，即目标物的操作方向与圆弧绕行结束时的圆弧终点切线方向重合。其中，第一距离d1为预设定值，且第一距离d1小于第三距离d3，第三距离d3为机器人从当前位置到目标物位置且与目标物的操作方向平行的行进距离。

参见图2，还可确定机器人的当前位置(x1,y1)、目标物位置(x0,y0)以及目标物的操作方向th1，采用向量外积几何方法计算机器人从当前位置到目标物的操作方向的垂直行进距离，可得到第二距离d2。其中，第二距离d2的计算公式如下：d2＝(y1-y0)*cos(th1)-(x1-x0)*sin(th1)，其中计算出的d2带正负号，例如机器人在目标物左侧时为正，右侧时为负。

步骤A2、依据第一距离、第二距离以及目标物的操作方向，确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向。

其中，圆弧起点切线方向用于提供能使机器人从当前位置开始圆弧绕行并使机器人在结束圆弧绕行时行进方向与目标物的操作方向保持一致的圆弧绕行开始时的行进方向。

参见图2，机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向角th3，可以基于确定的第一距离d1与第二距离d2进行反正切函数计算得到，具体圆弧起点切线方向角的计算公式为：th3＝th1+2*atan2(d2,d1)。

S320、控制将机器人在当前位置的行进方向旋转至圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向，并在旋转完成后控制机器人开始启动进行圆弧绕行。

参见图2，在确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向th3以及机器人在当前位置的原行进方向th2，可以计算机器人在当前位置需要旋转的角度thr＝th3-th2，按照需要旋转的角度控制机器人在当前位置进行原地旋转可将机器人在当前位置的行进方向旋转至圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向。

在本实施例的一种可选方案中，控制机器人开始启动进行圆弧绕行，可包括步骤B1-B2：

步骤B1、依据第一距离、第二距离以及目标物的操作方向，确定机器人圆弧绕行开始时的期望绕行半径与圆弧圆心位置。

步骤B2、基于期望绕行半径与圆弧圆心位置，控制机器人开始启动进行圆弧绕行。

参见图2，除了机器人确定圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向对机器人圆弧绕行开始的行进方向进行调整外，还需要第一距离、第二距离以及目标物的操作方向计算机器人圆弧绕行开始时的期望绕行半径与圆弧圆心位置。只有让机器人沿圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向开始进行圆弧绕行并按照期望绕行半径绕着圆弧圆心进行圆弧绕行，才能保证机器人从当前位置开始圆弧绕行并使机器人在结束圆弧绕行时行进方向与目标物的操作方向保持一致的圆弧绕行开始时的行进方向。

可选地，参见图2，机器人圆弧绕行开始时的期望绕行半径与圆弧圆心位置的计算过程如下：

r1＝(d1^2+d2^2)/(2*d2)；

xm＝x0+(d-d1)*cos(th1),

ym＝y0+(d-d1)*sin(th1)；

xc＝xm+r1*cos(th1+Pi/2),

yc＝ym+r1*sin(th1+Pi/2)；

其中，r1表示机器人圆弧绕行的期望绕行半径，(xc,yc)表示圆弧圆心位置，(xm,ym)表示圆弧绕行结束时连接圆弧绕行路线与朝向目标物的直行路线的中间位置点，(x0,y0)表示目标物的位置，pi表示圆周率，th1表示目标物的操作方向。

S330、确定机器人圆弧绕行时的实时绕行偏离信息；其中，实时绕行偏离信息采用实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或半径间比值表征。

S340、依据实时绕行偏离信息对机器人的圆弧绕行进行控制，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致。

根据本发明实施例的技术方案，通过实时引入半径残差和/或半径间比值来表示机器人圆弧运动过程中出现的绕行偏差，并基于实时确定的半径残差和/或半径间比值对机器人圆弧运动进行自适应调整，以让机器人贴近圆弧线进行运动，实现高效率高精度地对准目标物的操作方向。尤为重要的是，由于用于工业搬运场景的AGV通常不能做平移运动，对于高精度运动，通常需要通过旋转、直行、再旋转、再直行才能运动到目标点进行叉取，导致运动效率较低，且由于种种原因精度也达不到要求，然而本方案基于半径残差和/或半径间比值来高精度控制机器人尽可能近地贴合圆弧路线进行圆弧绕行，并且仅需通过旋转、圆弧运动、直行运动就可直接到达目标点自动叉取动作，不仅减少了运动控制步骤，提高了效率，而且实现了在运动过程中高精度地实现机器人与目标物的对准。

图4为本发明实施例提供了又一种机器人运动控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上对前述实施例中依据实时绕行偏离信息对机器人的圆弧绕行进行控制的过程进行进一步优化，本实施例可以与上述一个或多个实施例中各个可选方案进行结合。如图4所示，本实施例的机器人运动控制方法，可包括以下步骤：

S410、控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行。

S420、确定机器人圆弧绕行时的实时绕行偏离信息；其中，实时绕行偏离信息采用实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或半径间比值表征。

参见图2，实时计算机器人圆弧绕行时实际绕行半径r2相对期望绕行半径r1的实时半径残差dr(t)＝r2-r1以及机器人圆弧绕行的期望绕行半径与实际绕行半径之间半径比kb1＝r1/r2，以此表征实时绕行偏离。周期性采集机器人圆弧绕行时实际绕行半径，即机器人与圆弧圆心位置(xc,yc)的距离为r2。机器人圆弧绕行时实际绕行半径r2计算过程如下：

若r1>0，r2＝sqrt((x1-xc)^2+(y1-yc)^2)；

若r1<0，r2＝-sqrt((x1-xc)^2+(y1-yc)^2)；

其中，机器人在目标物左侧时r1为正，右侧时r1为负，(x1,y1)表示机器人的当前位置，(xc,yc)表示圆弧圆心位置。

S430、依据实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径。

由于机器人行进过程中会有所偏移，例如运动部件老化，圆弧运动必然的牵引阻力造成的行进偏移等，会导致机器人的实际绕行半径与期望绕行半径不一致出现偏差，这里的偏差通过半径残差和/或半径间比值来描述表示。如果半径残差比较大和/或半径间比值偏离固定值(比如为1)比较大，表明实际绕行半径相对期望绕行半径的偏移较大，如果后续继续使用期望绕行半径进行圆弧绕行，那么后续叠加的偏差会更大。

为此，可实时计算得到机器人圆弧绕行时的实时半径残差和/或半径间比值，并使用实时计算得到实时半径残差和/或半径间比值对圆弧绕行时的期望绕行半径进行微调，在下一次得到新的实时半径残差和/或半径间比值前可以使用调整后绕行半径控制机器人按照调整后绕行半径绕着圆弧圆心进行圆弧绕行，而不再使用期望绕行半径，这样通过调整后绕行半径将机器人重新向圆弧绕行路线上靠近，实现机器人尽可能贴近圆弧线进行圆弧绕行，避免偏差累积带来更大的行进偏移。

在本实施例的一种可选方案中，依据实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径，可包括步骤C1-C2：

步骤C1、依据实时绕行偏离信息指示的实时半径残差，按照预设比例系数、积分系数与微分系数计算得到PID控制参数。

为了更加平滑地对期望绕行半径进行微调，保证能更平滑地实现后续的圆弧绕行以及减少圆弧绕行波动幅度，这里可将实时绕行偏离信息指示的实时半径残差作为PID控制偏差，按照预设比例系数、积分系数与微分系数计算PID控制参数。

PID控制参数计算过程如下：

其中，Kp、Ki、Kd分别是比例系数、积分系数和微分系数。PID控制蕴涵了动态控制过程中过去、现在、将来的主要信息。比例系数Kp代表了当前的信息，起纠正偏差的作用，使过程反应迅速；微分系数Kp在信号变化时有超前控制作用，代表将来的信息，在过程开始时强迫过程进行并在过程结束时减小超调，克服振荡，提高系统的稳定性，加快系统的过渡过程；积分系数Ki代表了过去积累的信息，它能消除静差，改善系统的静态特性。基于半径残差得到PID控制参数，PID控制参数高精度地表示机器人圆弧运动过程中出现的绕行偏差。

步骤C2、依据PID控制参数对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径。

在得到PID控制参数Codr(t)时，可将期望绕行半径与PID控制参数Codr(t)的差值作为调整后绕行半径，即r(t)＝r1-Codr(t)。基于PID控制参数对机器人圆弧运动进行自适应调整，PID控制参数对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，可使动态过程快速、平稳、准确，保证机器人能更平滑的贴近进行圆弧绕行。

在本实施例的一种可选方案中，依据实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径，可包括以下步骤：

将实时绕行偏离信息指示的实时半径间比值的倒数，与圆弧绕行时的期望绕行半径进行相乘，得到调整后绕行半径。

将实际绕行半径与期望绕行半径之间的半径间比值的倒数作为期望绕行半径的调整系数，即将机器人圆弧绕行的期望绕行半径与实际绕行半径之间的半径比kb1＝r1/r2作为期望绕行半径的调整系数，调整后绕行半径的计算过程如下：r(t)＝kb1*kb1*r1。

采用上述方案，通过实时引入半径间比值，并基于半径间比值对期望绕行半径直接调整控制，通过高精度地表示机器人圆弧运动过程中出现的绕行偏差并以此对机器人圆弧运动进行自适应调整，后续通过给定机器人的线速度和角速度以让机器人贴近圆弧线进行运动，实现高效率高精度地对准目标物的操作方向。

S440、依据调整后绕行半径向机器人下发角速度与线速度，控制机器人贴近圆弧线进行圆弧绕行，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致。

在确定调整后绕行半径后，确定机器人圆弧绕行过程中采用的线速度为Vx(t),则需下发的角速度为Vth(t)＝Vx(t)/r(t)，通过下发线速度和角速度命令使机器人尽可能地沿着圆弧行进中间位置(xm,ym)，且在圆弧绕行结束时机器人的行进方向与目标物的操作方向一致。

当机器人圆弧绕行结束时，控制机器人开始进入直线行进阶段，控制机器人朝向目标物直线行进，使机器人可以以较高的精度运行至目标物沿目标物的操作方向的正前方。其中，在该直线行进阶段，只需要通过机器人与目标物的操作方向的垂直距离微调机器人的姿态即可以较高的精度后退到目标物所在位置处。

根据本发明实施例的技术方案，通过实时引入半径残差和/或半径间比值表示机器人圆弧运动过程中出现的绕行偏差，并基于实时确定的半径残差和/或半径比值对机器人圆弧运动进行自适应调整，通过给定机器人的线速度和角速度以让机器人贴近圆弧线进行运动，实现高效率高精度地对准目标物的操作方向。

图5为本发明实施例提供了一种机器人运动控制装置的结构框图，本实施例可适用于机器人在运行过程中与目标物进行准确对接的情况，该机器人运动控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该机器人运动控制装置可配置于具有数据处理能力的电子设备中。如图5所示，本实施例的机器人运动控制装置，可包括以下：启动模块510、残差确定模块520以及绕行控制模块530。其中：

启动模块510，用于控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行。

残差确定模块520，用于确定机器人圆弧绕行时的实时绕行偏离信息；所述实时绕行偏离信息采用实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或半径间比值表征。

控制模块530，用于依据实时绕行偏离信息对所述机器人的圆弧绕行进行控制，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致。

在上述实施例的基础上，可选地，启动模块510包括：

确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向；

控制将机器人在当前位置的行进方向旋转至圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向，并在旋转完成后控制机器人开始启动进行圆弧绕行。

在上述实施例的基础上，可选地，确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向，包括：

确定机器人启动圆弧绕行所需的第一距离和第二距离；所述第一距离包括机器人从圆弧绕行开始到圆弧绕行结束且与目标物的操作方向平行的预设行进距离；所述第二距离包括机器人从当前位置到目标物的操作方向的垂直距离；

依据所述第一距离、所述第二距离以及目标物的操作方向，确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向；

其中，所述圆弧起点切线方向用于使机器人从当前位置开始圆弧绕行并使机器人在结束圆弧绕行时行进方向与目标物的操作方向保持一致。

在上述实施例的基础上，可选地，控制机器人开始启动进行圆弧绕行包括：

依据所述第一距离、所述第二距离以及目标物的操作方向，确定机器人圆弧绕行开始时的期望绕行半径与圆弧圆心位置；

基于期望绕行半径与圆弧圆心位置，控制机器人开始启动进行圆弧绕行。

在上述实施例的基础上，可选地，控制模块530包括：

依据所述实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径；

依据调整后绕行半径向机器人下发角速度与线速度，控制所述机器人贴近圆弧线进行圆弧绕行。

在上述实施例的基础上，可选地，依据所述实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径，包括：

依据所述实时绕行偏离信息指示的实时半径残差，按照预设比例系数、积分系数与微分系数计算得到PID控制参数；

依据PID控制参数对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径。

在上述实施例的基础上，可选地，依据所述实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径，包括：

将所述实时绕行偏离信息指示的实时半径间比值的倒数，与圆弧绕行时的期望绕行半径进行相乘，得到调整后绕行半径。

在上述实施例的基础上，可选地，所述装置还用于：

在机器人圆弧绕行结束时，控制机器人朝向目标物直线行进以及控制机器人上的目标操作组件进行垂直上下距离微调以对准目标物。

本发明实施例中所提供的机器人运动控制装置可执行上述本发明任意实施例中所提供的机器人运动控制方法，具备执行该机器人运动控制方法相应的功能和有益效果，详细过程参见前述实施例中机器人运动控制方法的相关操作。

图6示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图6所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如机器人运动控制方法。

在一些实施例中，机器人运动控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的机器人运动控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行机器人运动控制方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机器人运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行；

确定机器人圆弧绕行时的实时绕行偏离信息；所述实时绕行偏离信息采用实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或半径间比值表征；

依据所述实时绕行偏离信息对所述机器人的圆弧绕行进行控制，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致；

其中，依据所述实时绕行偏离信息对所述机器人的圆弧绕行进行控制，包括：

依据所述实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径；

依据调整后绕行半径向机器人下发角速度与线速度，控制所述机器人贴近圆弧线进行圆弧绕行；

其中，依据所述实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径，包括：

将所述实时绕行偏离信息指示的实时半径间比值的倒数，与圆弧绕行时的期望绕行半径进行相乘，得到调整后绕行半径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行，包括：

确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向；

控制将机器人在当前位置的行进方向旋转至圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向，并在旋转完成后控制机器人开始启动进行圆弧绕行。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向，包括：

确定机器人启动圆弧绕行所需的第一距离和第二距离；所述第一距离包括机器人从圆弧绕行开始到圆弧绕行结束且与目标物的操作方向平行的预设行进距离；所述第二距离包括机器人从当前位置到目标物的操作方向的垂直行进距离；

依据所述第一距离、所述第二距离以及目标物的操作方向，确定机器人圆弧绕行开始时的圆弧起点切线方向；

其中，所述圆弧起点切线方向用于提供能使机器人从当前位置开始圆弧绕行并使机器人在结束圆弧绕行时行进方向与目标物的操作方向保持一致的圆弧绕行开始时的行进方向。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制机器人开始启动进行圆弧绕行，包括：

依据所述第一距离、所述第二距离以及目标物的操作方向，确定机器人圆弧绕行开始时的期望绕行半径与圆弧圆心位置；

基于期望绕行半径与圆弧圆心位置，控制机器人开始启动进行圆弧绕行。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在机器人圆弧绕行结束时，控制机器人朝向目标物直线行进以及控制机器人上的目标操作组件进行垂直上下距离微调以对准目标物。

6.一种机器人运动控制装置，其特征在于，所述装置包括：

启动模块，用于控制机器人从当前位置开始启动进行圆弧绕行；

残差确定模块，用于确定机器人圆弧绕行时的实时绕行偏离信息；所述实时绕行偏离信息采用实际绕行半径相对期望绕行半径的实时半径残差和/或半径间比值表征；

控制模块，用于依据所述实时绕行偏离信息对所述机器人的圆弧绕行进行控制，以使机器人圆弧绕行结束时的行进方向与目标物的操作方向一致；

其中，所述控制模块，具体用于：

依据所述实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径；

依据调整后绕行半径向机器人下发角速度与线速度，控制所述机器人贴近圆弧线进行圆弧绕行；

其中，依据所述实时绕行偏离信息对圆弧绕行时的期望绕行半径进行调整，得到调整后绕行半径，包括：

将所述实时绕行偏离信息指示的实时半径间比值的倒数，与圆弧绕行时的期望绕行半径进行相乘，得到调整后绕行半径。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-5中任一项所述的机器人运动控制方法。