机器人远程恢复定位方法及装置与流程

【技术领域】

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人远程恢复定位方法及装置。

背景技术：

机器人在站点中的实际运行中，可能会发生丢失定位、卡死、无法到达目的地等情况。此时由于定位系统发生错误或者被强制发生位移，导致机器人的定位信息与预存的地图信息不能匹配，或者使机器人的定位坐标处于地图中的不可达区域，从而无法进行正常工作，因此需要对机器人进行重定位处理。然而，现有的解决方法是通过人工搬动机器人至正常工作区域或者采取现场重置定位的方式，使机器人恢复正常行动能力。因此，现有的解决机器人丢定位或卡死的方法费时费力，效率较低。

鉴于此，实有必要提供一种机器人远程恢复定位方法及装置以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机器人远程恢复定位方法及装置，旨在改善现有的解决机器人丢定位或卡死的方法费时费力，效率较低的问题，通过远程操作恢复，提高了效率，节约了成本。

为了实现上述目的，本发明一方面是提供一种机器人远程恢复定位方法，包括以下步骤：

建立与机器人的远程网络通讯连接；

读取并分析所述机器人的配置信息；其中，所述配置信息包括站点配置、点位配置、楼层配置、地图信息、定位信息及传感器信息；

调取机器人获取的地图数据与楼层数据，并根据所述机器人当前所处的所述地图信息及所述定位信息，生成所述机器人系统中对于自身的可视化定位信息；

结合所述机器人的所述传感器信息与所述地图信息生成所述机器人当前的可视化环境信息；

对所述可视化定位信息与所述可视化环境信息进行图形匹配；若匹配度未超过预设的匹配阈值，则认为所述机器人处于丢定位状态；

当所述机器人处于所述丢定位状态时，对所述机器人进行定位恢复。

在一个优选实施方式中，当所述机器人处于所述丢定位状态时，对所述机器人进行定位恢复步骤中包括：

接收所述机器人通过传感器获得的实时状态信息；

根据所述实时状态信息向所述机器人发送接收机器速度、角度、距离、加速度的调节指令；

控制机器人根据所述调节指令进行运动，直至脱离当前环境。

在一个优选实施方式中，当所述机器人处于所述丢定位状态时，对所述机器人进行定位恢复步骤中包括：

向机器人发送一个具体点位的坐标；

控制所述机器人根据具体点位的坐标进行重新定位，直至恢复正常的定位状态。

在一个优选实施方式中，所述结合所述机器人的所述传感器信息与所述地图信息生成所述机器人当前的可视化环境步骤中包括：

调取机器人的任务链执行进度信息、行走轨迹信息及传感器数据；

结合所述任务链执行进度信息与所述行走轨迹信息确定机器人的楼宇、楼层位置；

结合所述传感器数据与所述地图信息确定机器人在该楼层的方位，获得所述机器人当前的可视化环境信息。

在一个优选实施方式中，所述调取机器人的任务链执行进度信息、行走轨迹信息及传感器数据步骤中还包括：

调取所述机器人的导航程序记录；

分析所述导航程序记录获得机器人的行走轨迹信息。

本发明另一方面是提供一种机器人远程恢复定位装置，包括：通讯模块，用于建立与机器人的远程网络通讯连接；读取模块，用于读取并分析所述机器人的配置信息；其中，所述配置信息包括站点配置、点位配置、楼层配置、地图信息、定位信息及传感器信息；第一生成模块，用于调取机器人获取的地图数据与楼层数据，并根据所述机器人当前所处的所述地图信息及所述定位信息，生成所述机器人系统中对于自身的可视化定位信息；第二生成模块，用于结合所述机器人的所述传感器信息与所述地图信息生成所述机器人当前的可视化环境信息；匹配模块，用于对所述可视化定位信息与所述可视化环境信息进行图形匹配；若匹配度未超过预设的匹配阈值，则认为所述机器人处于丢定位状态；定位恢复模块，用于当所述机器人处于所述丢定位状态时，对所述机器人进行定位恢复。

在一个优选实施方式中，所述定位恢复模块包括：接收模块，用于接收所述机器人通过传感器获得的实时状态信息；指令发送模块，用于根据所述实时状态信息向所述机器人发送接收机器速度、角度、距离、加速度的调节指令；运动调节模块，用于控制机器人根据所述调节指令进行运动，直至脱离当前环境。

在一个优选实施方式中，所述定位恢复模块包括：坐标发送模块，用于向机器人发送一个具体点位的坐标；定位重置模块，用于控制所述机器人根据具体点位的坐标进行重新定位，直至恢复正常的定位状态。

在一个优选实施方式中，所述第二生成模块包括：调取模块，用于调取机器人的任务链执行进度信息、行走轨迹信息及传感器数据；第一确定模块，用于结合所述任务链执行进度信息与所述行走轨迹信息确定机器人的楼宇、楼层位置；第二确定模块，用于结合所述传感器数据与所述地图信息确定机器人在该楼层的方位，获得所述机器人当前的可视化环境信息。

在一个优选实施方式中，所述调取模块还包括：导航调取单元，用于调取所述机器人的导航程序记录；导航分析单元，用于分析所述导航程序记录获得机器人的行走轨迹信息。

本发明通过与机器人建立远程通讯连接，直接读取机器人的配置信息，根据机器人的定位信息与地图信息获得机器人认为自身所处位置的可视化定位信息，在根据机器人的传感器信息与地图信息获得机器人当前所述位置的可视化环境信息，通过对比可视化定位信息与可视化环境信息，来判断机器人是否处于丢定位状态，根据判断结果决定是否对机器人进行定位恢复。通过远程恢复的操作方式，提高了恢复效率，降低了人力成本。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明提供的机器人远程恢复定位方法的流程图；

图2为图1所示机器人远程恢复定位方法中步骤s104的子步骤流程图；

图3为图1所示一个实施例中机器人远程恢复定位方法的步骤s106的子步骤流程图；

图4为图1所示另一个实施例中机器人远程恢复定位方法的步骤s106的子步骤流程图；

图5为本发明提供的机器人远程恢复定位装置的框架图；

图6为图5所示一个实施例中机器人远程恢复定位装置的定位恢复模块的框架图；

图7为图5所示另一个实施例中机器人远程恢复定位装置的定位恢复模块的框架图；

图8为图5所示机器人远程恢复定位装置中第二生成模块的框架图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

本发明提供一种机器人远程恢复定位方法，用于对在站点运行中无法正常工作的机器人进行远程状态监控，并进行定位恢复，使机器人能够正常工作。

如图1所示，在本方法的实施例中，包括步骤s101-s106。

在步骤s101中，建立与机器人的远程网络通讯连接。

在本步骤中，工作人员操作机器人远程恢复定位装置100(简称装置)与机器人建立远程连接，使工作人员可通过装置远程读取、调阅机器人存储的数据库，并对机器人进行远程操控。具体的，装置通过websocket(一种在单个tcp连接上进行全双工通信的协议)技术与机器人建立远程连接，能更好的节省服务器资源和带宽，并且能够更实时地进行通讯。

在步骤s102中，读取并分析机器人的配置信息；其中，配置信息包括站点配置、点位配置、楼层配置、地图信息、定位信息及传感器信息。

具体的，与机器人建立远程连接后，将机器人中的状态数据(例如电量、网络、位置、摄像头等)实时进行推送，读取机器人的配置信息，根据配置信息分析初步得到机器人当前所处的物理环境与配置环境；例如，机器人当前所处环境的激光轮廓、图像数据等判断机器人的大概方位。

在步骤s103中，调取机器人获取的地图数据与楼层数据，并根据机器人当前所处的地图信息及定位信息，生成机器人系统中对于自身的可视化定位信息。

在本步骤中，调取机器人的系统中预存的地图信息，以及站点配置与楼层配置中的楼宇、楼层的相关数据。根据机器人的定位信息中的最后的定位点坐标，在地图上生成具有楼层空间轮廓的可视化定位信息，即为机器人所认为的自身所处的位置。其中，将定位位置在地图中进行可视化的技术可参考现有技术，本发明在此不做限定。

在步骤s104中，结合机器人的传感器信息与地图信息生成机器人当前的可视化环境信息。

其中，由于装置与机器人建立了远程的实时通讯，因此，可控制机器人的传感器(例如摄像头、激光测距仪、红外传感器等)生成实时的图像信息，并将该图像信息与地图信息作为互相对照，从而得到机器人在地图中的真正位置，再以该位置为当前的参照点，在地图上生成具有空间轮廓的可视化环境信息。举例来说，机器人的激光传感器发射的激光打到障碍物(例如墙上)会进行反射然后被激光传感器接收，通过检测激光从发射到接收的时间间隔便可得到激光传感器到障碍物的距离，那么传递到装置上就形成具有不同长度的激光线；然后结合各个激光线的发射角度与这些不同长度的激光线可以组成激光轮廓线，将激光轮廓线与地图信息进行匹配便可以知道机器人所处的环境位置。其中，通过激光来获取空间轮廓的方法可参考现有的激光测绘方法，本发明在此不做限定。

具体的，如图2所示，步骤s104中包括以下子步骤s1041-s1043。

在步骤s1041中，调取机器人的任务链执行进度信息、行走轨迹信息及传感器数据。通过调取机器人的任务执行进度，查看任务执行到哪一步；然后调取机器人的行走轨迹信息，查看机器人在行走轨迹中处于最后的位置点。同时，调取机器人存储的的传感器数据记录以及控制查看各个传感器当前的实时传感状态。

在步骤s1042中，结合任务链执行进度信息与行走轨迹信息确定机器人的楼宇、楼层位置。举例来说，任务链中断时的某任务为在某个楼宇、某个楼层进行消毒作业，此时，可基本判定机器人处于该楼宇及楼层中。在通过机器人的行走轨迹信息进一步确认机器人处于哪一楼层的某个大概方位。

在步骤s1043中，结合传感器数据与地图信息确定机器人在该楼层的方位，获得机器人当前的可视化环境信息。通过远程控制机器人的各个传感器来查看并获得当前的传感数据。举例来说，通过图像采集传感器例如摄像头、激光传感器等获得机器人在当前环境的环境信息，再通过将环境信息与地图信息相匹配获得基于地图的可视化环境信息。进一步的，检测机器人当前的坐标在路径地图下的位置，若此时机器人位于地图上的路径不可达区域(通常表现为灰黑色区域)，可认为定位丢失。

进一步的，在步骤s1041中，还包括步骤：

调取机器人的导航程序记录。能够理解的是，当机器人被非正常位移时，如，被人强制位移，此时根据机器人的摄像头数据无法判断机器人具体所处的位置或楼层，因此可通过读取机器人所存储的导航程序记录，来分析机器人位移中产生的方向与速度的变化，来模拟出机器人的历史行走轨迹。

分析导航程序记录获得机器人的行走轨迹信息。具体的，可将模拟得出的历史行走轨迹中的终点导入到地图信息中，来获得机器人的行走轨迹信息。从而实现了机器人在非正常位移下的踪迹查询。

在步骤s105中，对可视化定位信息与可视化环境信息进行图形匹配，判断二者的匹配值是否超过预设的匹配阈值；若匹配度未超过预设的匹配阈值，则认为机器人处于丢定位状态。

在本步骤中，将基于同一地图信息建立的可视化定位信息(即机器人系统认为自身所处的位置)与可视化环境信息(即机器人当前所处的实时位置)进行图形匹配，获得一个匹配值，判断该匹配值是否超过预设的匹配阈值，若判断结果为超过，则可认为机器人的定位系统处于正常状态中，机器人当前处于非正常运行状态可能是受地形因素卡死或者其他原因，后续可通过远程操作机器人的运动脱离卡死状态或者采用人工搬运的手段将机器人移动到正常区域；若判断结果为未超过，则可认为机器人当前处于不能正常定位的状态，即丢定位状态。

其中，图形匹配采用以特征为基础的匹配方法，在本实施例中，通过分别提取两个图像的特征(点、线、面等特征)，对特征进行参数描述，然后运用所描述的参数来进行匹配。所处理的图像一般包含的特征有颜色特征、纹理特征、形状特征、空间位置特征等。特征匹配首先对图像进行预处理来提取其高层次的特征，然后建立两幅图像之间特征的匹配对应关系，通常使用的特征基元有点特征、边缘特征和区域特征。最后得出一个图形匹配的特征相似度的值，即为匹配值。

在步骤s106中，当机器人处于丢定位状态时，对机器人进行定位恢复。

在本步骤中，当确认机器人非正常运行的原因为丢定位状态时，首先对机器人尝试进行远程恢复，例如通过重置机器人的定位系统或远程操控等方式。

具体的，在一个实施例中，此时，例如当机器人的定位坐标处于地图中的不可达区域时，因为机器人不确定自身当前所处的环境，所以无法进行移动，此时，需要帮忙机器人脱离目前环境。其中，如图3所示，步骤s106中包括步骤s1061、s1062及s1063。

在步骤s1061中，接收机器人通过传感器获得的实时状态信息。例如通过远程操作打开机器人的传感器，例如摄像头等，获取摄像头拍摄的画面以及其他传感器的实时状态。

在步骤s1062中，根据实时状态信息向机器人发送接收机器速度、角度、距离、加速度的调节指令。后台的装置接收用户的操作指令后，远程发送至机器人上。机器人可按照机器速度、角度、距离、加速度进行相应的的运动。举例来说，后台的装置通过机器人的摄像头判断机器人目前处于一个狭小的弯道中，分析出机器人脱离目前环境所需的路径，然后将按照该路径运行所需要的运动姿态分解成机器速度、角度、距离、加速度等指令。

在步骤s1063中，控制机器人根据调节指令进行运动，直至脱离当前环境。机器人接收调节指令后，按照包含有机器速度、角度、距离、加速度信息的调节指令进行相应的运动，直至脱离目前的环境。能够理解的是，向机器人发送的调节指令中的机器速度、角度、距离、加速度等信息根据机器人当前的运动状态是随时变动的，使机器人能在各种狭窄地形中不断调整运动姿态，直至运行到正常工作区域中，或者使机器人的定位坐标到达地图的可达区域。因此，通过移动机器人，使机器人当前的定位坐标到地图的可达区域中，从而机器人能够清晰的确定自身所处的环境，恢复正常运动能力。

在另一个实施例中，当机器人因为没有参照点无法定位或者因为位置丢失时，此时需要为机器人提供参照点进行辅助定位。其中，如图4所示，步骤s106中包括步骤s1064及s1065。

在步骤s1064中，向机器人发送一个具体点位的坐标。该坐标位于地图中的可达区域，可以是一个明显的标的物。

在步骤s1065中，控制机器人根据具体点位的坐标进行重新定位，直至恢复正常的定位状态。其中，机器人可根据具体点位的坐标自行移动到该位置，然后在定位系统中重新定位；也可通过后台的装置控制机器人移动到该点位。因此，通过为机器人提供具体的点位坐标从而使机器人参照该坐标进行定位，恢复机器人的正常运行能力。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

综上所述，本发明通过与机器人建立远程通讯连接，直接读取机器人的配置信息，根据机器人的定位信息与地图信息获得机器人认为自身所处位置的可视化定位信息，在根据机器人的传感器信息与地图信息获得机器人当前所述位置的可视化环境信息，通过对比可视化定位信息与可视化环境信息，来判断机器人是否处于丢定位状态，根据判断结果决定是否对机器人进行定位恢复。通过远程恢复的操作方式，提高了恢复效率，降低了人力成本。

本发明另一方面是提供一种机器人远程恢复定位装置100，用于与机器人建立远程连接并远程操控机器人，其实现方式及原理与上述的机器人远程恢复定位方法相一致，故在此不做赘述。

在本实施例中，如图5所示，机器人远程恢复定位装置100包括：

通讯模块10，用于建立与机器人的远程网络通讯连接；

读取模块20，用于读取并分析机器人的配置信息；其中，配置信息包括站点配置、点位配置、楼层配置、地图信息、定位信息及传感器信息；

第一生成模块30，用于调取机器人获取的地图数据与楼层数据，并根据机器人当前所处的地图信息及定位信息，生成机器人系统中对于自身的可视化定位信息；

第二生成模块40，用于结合机器人的传感器信息与地图信息生成机器人当前的可视化环境信息；

匹配模块50，用于对可视化定位信息与可视化环境信息进行图形匹配；若匹配度超过匹配阈值，则认为机器人处于丢定位状态；

定位恢复模块60，用于当机器人处于丢定位状态时，对机器人进行定位恢复。

进一步的，在一个实施例中，如图6所示，定位恢复60模块包括：

接收模块61，用于接收机器人通过传感器获得的实时状态信息；

指令发送模块62，用于根据实时状态信息向机器人发送接收机器速度、角度、距离、加速度的调节指令；

运动调节模块63，用于控制机器人根据调节指令进行运动，直至脱离当前环境。

进一步的，在另一个实施例中，如图7所示，定位恢复模块60包括：

坐标发送模块64，用于向机器人发送一个具体点位的坐标；

定位重置模块65，用于控制机器人根据具体点位的坐标进行重新定位，直至恢复正常的定位状态。

进一步的，在一个实施例中，如图8所示，第二生成模块40包括：

调取模块41，用于调取机器人的任务链执行进度信息、行走轨迹信息及传感器数据；

第一确定模块42，用于结合任务链执行进度信息与行走轨迹信息确定机器人的楼宇、楼层位置；

第二确定模块43，用于结合传感器数据与地图信息确定机器人在该楼层的方位，获得机器人当前的可视化环境信息。

更进一步的，调取模块41还包括：导航调取单元(图中未示出)，用于调取机器人的导航程序记录；导航分析单元(图中未示出)，用于分析导航程序记录获得机器人的行走轨迹信息。

本发明一方面提供了一种终端，终端包括存储器、处理器以及存储在存储器并可在处理器上运行的机器人远程恢复定位程序，机器人远程恢复定位程序被处理器执行时实现如上述的机器人远程恢复定位方法的各个步骤。

本发明另一方面一种可读存储介质，可读存储介质存储有机器人远程恢复定位程序，机器人远程恢复定位程序被处理器执行时实现如上所述的机器人远程恢复定位方法的各个步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。