机器人跟随控制方法、系统、设备及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及物流机器人控制技术领域，特别是涉及一种机器人跟随控制方法、系统、设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

在现今的自动仓储物流中，机器人按照预定的路线进行运动。例如预设有多个停留点，搬运机器人每运动到一个点时便进行停留，使得拣货员有时间将拣选的货物置入搬运机器人中，停留预设时长后，搬运机器人再按照预定路线行进至下一个停留点，拣货员则跟随搬运机器人前往下一停留点。

由于机器人是按照预定路线运动，而仓储物流现场情况复杂，这种运动方式工作效率有限。例如拣货员在搬运机器人停留时，未能将全部所需拣选的货物置入机器人中，又如拣货员已经拣选完毕，机器人仍停留在原地。

综上所述，如何对机器人的运动进行更有效的控制，进而提高生产效率，方便工作人员执行相关工作，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机器人跟随控制方法、系统、设备及计算机可读存储介质，以使得目标机器人跟随用户端，实现机器人运动的有效控制，进而有利于提高生产效率，方便工作人员执行相关工作。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种机器人跟随控制方法，包括：

获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标；

获得跟随所述用户端的目标机器人在所述坐标系中的第二坐标；

判断所述第一坐标与所述第二坐标的距离是否小于等于预设的第一阈值；

如果是，则控制所述目标机器人停止运动；

如果否，则控制所述目标机器人运动，直至所述距离小于等于所述第一阈值。

优选的，所述获得跟随所述用户端的目标机器人在所述坐标系中的第二坐标，包括：

基于地磁导航、二维码导航或者激光导航的方式，获得跟随所述用户端的目标机器人在所述坐标系中的第二坐标。

优选的，所述获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标，包括：

基于超宽带uwb定位系统获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标。

优选的，所述获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标，包括：

接收用户端发送的n个距离数据；

根据n个所述距离数据以及存储的n个基站各自在预设坐标系中的坐标，获得所述用户端在所述坐标系中的第一坐标；

其中，n为正整数且至少为3，n个所述距离数据为：用户端向n个所述基站发送信号，并基于n个所述基站各自的反馈确定出的n个所述距离数据。

优选的，所述获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标，包括：

获得由用户端发送的目标数据；

其中，所述目标数据中携带有所述用户端在预设的坐标系中的第一坐标。

优选的，还包括：

接收携带有目标位置的坐标信息的转移指令；

根据所述转移指令，控制所述目标机器人移动至所述目标位置。

一种机器人跟随控制系统，包括：

第一坐标获得模块，用于获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标；

第二坐标获得模块，用于获得跟随所述用户端的目标机器人在所述坐标系中的第二坐标；

坐标比较模块，用于判断所述第一坐标与所述第二坐标的距离是否小于等于预设的第一阈值，若是，则触发第一运动控制模块，否则触发第二运动控制模块；

所述第一运动控制模块，用于控制所述目标机器人停止运动；

所述第二运动控制模块，用于控制所述目标机器人运动，直至所述距离小于等于所述第一阈值。

优选的，还包括：

转移指令接收模块，用于接收携带有目标位置的坐标信息的转移指令；

第三运动控制模块，用于根据所述转移指令，控制所述目标机器人移动至所述目标位置。

一种机器人跟随控制设备，包括：

用户端；

与所述用户端通信连接的服务器，所述服务器包括：

存储器，用于存储机器人跟随控制程序；

处理器，用于执行所述机器人跟随控制程序以实现上述任一项所述的机器人跟随控制方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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上述任一项所述的机器人跟随控制方法的步骤。

应用本发明实施例所提供的技术方案，包括：获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标；获得跟随用户端的目标机器人在坐标系中的第二坐标；判断第一坐标与第二坐标的距离是否小于等于预设的第一阈值；如果是，则控制目标机器人停止运动；如果否，则控制目标机器人运动，直至距离小于等于第一阈值。

本申请的方案中，控制目标机器人跟随用户端。具体的，获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标，并获得目标机器人在该坐标系中的第二坐标，也就可以确定出第一坐标与第二坐标的距离，即确定出目标机器人与用户端之间的距离。当该距离小于等于预设的第一阈值时，说明目标机器人在用户端附近，则控制目标机器人停止运动，否则控制目标机器人运动，直至二者的距离小于等于第一阈值，也就完成了目标机器人对用户端的跟随。因此，本申请的方案中，可以使得目标机器人跟随用户端，实现了机器人运动的有效控制，进而有利于提高生产效率，方便工作人员执行相关工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明中一种机器人跟随控制方法的实施流程图；

图2为本发明中一种机器人跟随控制系统的结构示意图；

图3为本发明中一种机器人跟随控制设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种机器人跟随控制方法，可以使得目标机器人跟随用户端，实现了机器人运动的有效控制，进而有利于提高生产效率，方便工作人员执行相关工作。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种机器人跟随控制方法的实施流程图，该方法包括以下步骤：

步骤s101：获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标。

用户端可以是一个多功能终端，即除了定位功能之外还可以集成有其他功能，当然，也可以是仅具有相关的定位功能的终端，并不影响本发明的实施。用户端由用户携带，例如用户端为一个标签，佩戴在拣货员身上。因此，服务器获得用户端在预设坐标系中的第一坐标，也就表示服务器获知了携带该用户端的用户在预设坐标系中所处的位置。

预设坐标系通常选取的是二维笛卡尔坐标系，该坐标系的原点，x轴以及y轴的正方向均可以根据实际需要进行预设。当然，具体实施时也可以选用其他形式的坐标系，只要能够实现对用户端的定位即可，并不影响本发明的实施。

服务器可以获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标，第一坐标可以由服务器进行确定，即在用户端向服务器发送相关数据之后，经由服务器进行第一坐标的确定，也可以是用户端直接确定出第一坐标，再将确定出的第一坐标发送至服务器，使服务器获得该第一坐标。

需要指出的是，服务器可以是实时获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标，也可以采取非实时的方式。但考虑到工作人员在从一处行走到另一处的过程中，即携带用户端的用户持续不断移动时，本申请的方案需要控制目标机器人实时跟随，因此服务器通常会实时获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标，或者采用一个较短的时间间隔获得第一坐标。

步骤s102：获得跟随用户端的目标机器人在坐标系中的第二坐标。

服务器通常会实时获得目标机器人在预设的坐标系中的第二坐标。目标机器人即为需要跟随该用户端的机器人，例如为跟随携带有用户端的拣货员的搬运机器人。目标机器人可以是工作人员发送挑选指令后挑选出的机器人，也可是发送召唤指令，由服务器按照相关规则为其分配的机器人。

服务器可以接收由目标机器人发送的相关信号，信号中可以携带有第二坐标，即第二坐标可以由目标机器人自身进行确定并发送至服务器。当然，也可以是服务器接收目标机器人的相关数据之后，进行第二坐标的计算，并不影响本发明的实施。

在一种具体实施方式中，考虑到目标机器人的坐标定位较为精确时，有助于避免由于定位误差导致的目标机器人移动至错误位置的情况，并且相较于用户端，目标机器人上可以设置更多的软硬件设备，使得目标机器人能够支持更为精确的坐标定位。因此，在该种具体实施方式中，步骤s102可以具体为：基于地磁导航、二维码导航或者激光导航的方式，获得跟随用户端的目标机器人在坐标系中的第二坐标。

该种实施方式中，目标机器人通过地磁导航、二维码导航或者激光导航的方式，获得自身在预设坐标系中的位置，即第二坐标，相关数据发送至服务器之后，服务便获得了目标机器人的第二坐标。采用该种实施方式，实现了对目标机器人的精确定位。

步骤s103：判断第一坐标与第二坐标的距离是否小于等于预设的第一阈值。

如果是，则执行步骤s104的操作，否则执行步骤s105的操作。

由于获知了表示用户端位置的第一坐标以及表示目标机器人的位置的第二坐标，因此可以确定出第一坐标与第二坐标的距离，也即确定出用户端与目标机器人的距离。

步骤s104：控制目标机器人停止运动。

本申请的方案需要实现目标机器人对用户端的跟随，也就意味着，需要使得目标机器人与用户端的距离在预设的范围内，当该距离小于等于预设的第一阈值时，说明目标机器人处于用户端的附近，则目标机器人此时不需要再进行移动，因此便控制目标机器人停止运动。

第一阈值的具体数值可以根据实际情况进行设定和调整，并不影响本发明的实施。例如根据目标机器人具体的大小型号，仓库的空间等因素进行调整，如一种具体实施方中，在1.5米至2米的范围内选取第一阈值。

并且需要说明的是，当目标机器人停止运动之后，第一坐标以及第二坐标均会继续被获取，并执行距离的判断操作，即目标机器人并不是在停止运动之后便始终保持不动，而是在用户端与目标机器人的距离小于等于第一阈值时，目标机器人会保持停止运动的状态。例如，拣货员将货物移动到搬运机器人上，在移动货物的过程中，拣货员携带的用户端与搬运机器人的坐标之间的距离始终小于等于第一阈值，则搬运机器人在这一过程中始终保持停止运动的状态。

步骤s105：控制目标机器人运动，直至距离小于等于第一阈值。

当第一坐标与第二坐标的距离并不处于预设的范围，即该距离高于第一阈值时，说明用户端已经开始移动，并且目标机器人已经距离用户端较远，则可以控制目标机器人运动，直至第一坐标与第二坐标的距离重新回到预设范围，即该距离小于等于第一阈值，也就完成了目标机器人对用户端的跟随。

通常，当目标机器人朝着用户端移动，使得第一坐标与第二坐标的距离等于第一阈值时，目标机器人便会停止运动。但部分场合中，也会存在第二坐标与第一坐标的距离小于第一阈值时，目标机器人才停止运动的情况。例如实际应用中受到货架等障碍物的影响，目标机器人运动路线受到一定的制约，当目标机器人的运动停止时，第一坐标与第二坐标的距离小于第一阈值而不是恰好等于第一阈值。

应用本发明实施例所提供的方法，包括：获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标；获得跟随用户端的目标机器人在坐标系中的第二坐标；判断第一坐标与第二坐标的距离是否小于等于预设的第一阈值；如果是，则控制目标机器人停止运动；如果否，则控制目标机器人运动，直至距离小于等于第一阈值。

本申请的方案中，控制目标机器人跟随用户端。具体的，获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标，并获得目标机器人在该坐标系中的第二坐标，也就可以确定出第一坐标与第二坐标的距离，即确定出目标机器人与用户端之间的距离。当该距离小于等于预设的第一阈值时，说明目标机器人在用户端附近，则控制目标机器人停止运动，否则控制目标机器人运动，直至二者的距离小于等于第一阈值，也就完成了目标机器人对用户端的跟随。因此，本申请的方案中，可以使得目标机器人跟随用户端，实现了机器人运动的有效控制，进而有利于提高生产效率，方便工作人员执行相关工作。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤s101可以包括：

接收用户端发送的n个距离数据；

根据n个距离数据以及存储的n个基站各自在预设坐标系中的坐标，获得用户端在坐标系中的第一坐标；

其中，n为正整数且至少为3，n个距离数据为：用户端向n个基站发送信号，并基于n个基站各自的反馈确定出的n个距离数据。

该种实施方式中，用户端向n个基站均发送信号，例如可以向uwb(ultrawide-band，超宽带)定位系统的n个基站均发送一个信号poll，每个基站接收到信号之后，便会立即向用户端发送一个response信号，用户端便可以根据信号的飞行时间以及飞行速度，确定出n个距离数据，这n个距离数据也就是表示n个基站各自与用户端的距离。由于向基站发送的信号通常为基于电磁波的无线信号，因此飞行速度为光速。当然，需要指出的是，每个基站的反馈信号中携带的信息，要使得用户端可以确定出该信号是来自于哪一个基站。

该种实施方式中，服务器接收由用户端发送的n个距离数据之后，由于服务器中预先存储有每一个基站各自在预设的坐标系中的坐标，便可以确定出用户端在坐标系中的第一坐标。n至少需要为3，当n为3时，便以3个基站为圆心，对应的3个距离数据作为半径，可以得到3个圆，这三个圆共同的交点便是用户端的第一坐标。当然，考虑到数据的误差，n的取值可以更大，以便更为准确地确定出用户端的第一坐标。该种实施方式中，用户端仅需要进行n个距离数据的确定，后续的计算由服务器完成，可以便于将用户端的结构设计地较为简单轻便，方便携带，例如用户端为一uwb标签。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤s101可以包括：

获得由用户端发送的目标数据；

其中，目标数据中携带有用户端在预设的坐标系中的第一坐标。

该种实施方式中，用户端直接确定出自身在预设的坐标系中的第一坐标，向服务器发送的目标数据中便携带有确定出的第一坐标。由于用户端完成了第一坐标的计算，可以降低服务器的负担，并且向服务器进行目标数据的发送时，也可以是采用定位系统之外的其他通讯系统，例如wifi通讯，有利于降低定位系统的带宽消耗。

在具体实施时，考虑到uwb具有不会对同一环境下的其他设备产生干扰，穿透性较强，发射功率非常小，电磁波辐射小，应用面广等多种优点，因此在进行第一坐标的确定时，通常可以采用uwb定位系统。当然，在其他实施方式中，针对第一坐标，也可以采用其他类型的定位方式，并不影响本发明的实施。

在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括以下两个步骤：

步骤一：接收携带有目标位置的坐标信息的转移指令；

步骤二：根据转移指令，控制目标机器人移动至目标位置。

考虑到在部分实施方式中，目标机器人在跟随用户端并完成了工作人员的相关任务之后，可能需要前往其他位置，而工作人员可能有其他任务，则可以通过用户端向服务器发送转移指令。服务器接收转移指令之后，获取转移指令中携带的目标位置的坐标信息，进而为目标机器人规划相关路线，控制目标机器人移动至该目标位置。该种实施方式中，可以通过用户端控制目标机器人移动至指定位置，有利于目标机器人执行相关工作。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种机器人跟随控制系统，下文描述的机器人跟随控制系统与上文描述的机器人跟随控制方法可相互对应参照。

参见图2所示，为本发明中一种机器人跟随控制系统的结构示意图，该系统包括以下模块：

第一坐标获得模块201，用于获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标；

第二坐标获得模块202，用于获得跟随用户端的目标机器人在坐标系中的第二坐标；

坐标比较模块203，用于判断第一坐标与第二坐标的距离是否小于等于预设的第一阈值，若是，则触发第一运动控制模块204，否则触发第二运动控制模块205；

第一运动控制模块204，用于控制目标机器人停止运动；

第二运动控制模块205，用于控制目标机器人运动，直至距离小于等于第一阈值。

在本发明的一种具体实施方式中，第二坐标获得模块202，具体用于：

基于地磁导航、二维码导航或者激光导航的方式，获得跟随用户端的目标机器人在坐标系中的第二坐标。

在本发明的一种具体实施方式中，第一坐标获得模块201，具体用于：

基于超宽带uwb定位系统获得用户端在预设的坐标系中的第一坐标。

在本发明的一种具体实施方式中，第一坐标获得模块201包括以下子模块：

距离数据接收子模块，用于接收用户端发送的n个距离数据；

第一坐标获得子模块，用于根据n个距离数据以及存储的n个基站各自在预设坐标系中的坐标，获得用户端在坐标系中的第一坐标；

其中，n为正整数且至少为3，n个距离数据为：用户端向n个基站发送信号，并基于n个基站各自的反馈确定出的n个距离数据。

在本发明的一种具体实施方式中，第一坐标获得模块201，具体用于：

获得由用户端发送的目标数据；其中，目标数据中携带有用户端在预设的坐标系中的第一坐标。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括以下模块：

转移指令接收模块，用于接收携带有目标位置的坐标信息的转移指令；

第三运动控制模块，用于根据转移指令，控制目标机器人移动至目标位置。

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种机器人跟随控制设备以及一种计算机可读存储介质，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

参见图3所示，为本发明中一种机器人跟随控制设备的结构示意图，包括：

用户端310；

与用户端通信连接的服务器320，服务器320包括：

存储器321，用于存储机器人跟随控制程序；

处理器322，用于执行机器人跟随控制程序以实现上述任一实施例中的机器人跟随控制方法的步骤。

计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的机器人跟随控制方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。