一种用于智能机器人分工协作方法以及机器人与流程

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种用于智能机器人分工协作方法以及机器人。

背景技术：

随着机器人技术的不断发展，智能机器人越来越多的被应用与人类的家庭生活中。

随着智能机器人的不断普及，同一应用场景中存在不止一台机器人的情况变得相当普遍。与此同时，随着用户对机器人功能要求的不断提高，在某些应用场景下，单一机器人无法实现用户的应用需求，需要多个机器人协同操作才能实现用户的应用需求。

但是，在当前技术中，机器人的操控通常是操控者一对一的对机器人下达操控指令。要实现多个机器人的分工协作需要操控者分别对每个机器人下达操控指令。随着参与分工协作的机器人数目的增多，不仅操作过程繁琐、需要浪费很多的时间去下达操控指令，而且很容易出现操控指令的下达目标错误、人机通讯干扰等情况。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于智能机器人的分工协作方法，由机器人协作群体中的多个智能机器人分别执行多模态交互输出以实现分工协作，其中：

所述机器人协作群体中的多个智能机器人共同接收非定向发送的多模态协作指示；

判断所述多模态协作指示是否与当前机器人相关，当所述多模态协作指示与当前机器人相关时生成并输出响应所述多模态协作指示的多模态输出数据。

在一实施例中，生成并输出响应所述多模态协作指示的多模态输出数据，其中，解析所述多模态协作指示确定对应所述多模态协作指示的应用程序，基于所述多模态协作指示开启并操作所述应用程序。

在一实施例中，判断所述多模态协作指示是否与当前机器人相关，其中：

判断判断所述多模态协作指示是否包含当前机器人的身份标识；

当所述多模态协作指示包含当前机器人的身份标识时判断所述多模态协作指示与所述当前机器人相关。

本发明还提出了一种分工协作控制方法，所述方法包括：

为参与当前协作的智能机器人分配任务并分别针对每个所述智能机器人生成对应的任务描述以及个体描述；

将相互对应的所述任务描述以及所述个体描述打包以生成多模态协作指示；

将所述多模态协作指示发送到所有参与协作的智能机器人。

本发明还提出了另一种分工协作控制方法，所述方法包括：

获取多模态的用户输入；

判断所述用户输入是否需要协作响应；

当所述用户输入需要协作响应时确定参与分工协作的智能机器人；

为每个参与分工协作的智能机器人分配任务以生成对应的任务描述；

将所述任务描述以及对应的智能机器人的个体描述打包以生成多模态协作指示；

将所述多模态协作指示发送到所有参与协作的智能机器人。

本发明还提出了一种可实现分工协作的智能机器人，所述智能机器人为包含多个智能机器人的机器人协作群体中的一个机器人，其中，所述机器人包括：

指示接收模块，其配置为与所述机器人协作群体中的其他智能机器人共同接收非定向发送的多模态协作指示；

指示确认模块，其配置为判断所述多模态协作指示是否与当前机器人相关；

协作输出模块，其配置为当所述多模态协作指示与当前机器人相关时生成并输出响应所述多模态协作指示的多模态输出数据。

在一实施例中，所述协作输出模块配置为：

解析所述多模态协作指示确定对应所述多模态协作指示的应用程序，基于所述多模态协作指示开启并操作所述应用程序。

在一实施例中，所述指示确认模块配置为：

判断判断所述多模态协作指示是否包含当前机器人的身份标识；

当所述多模态协作指示包含当前机器人的身份标识时判断所述多模态协作指示与所述当前机器人相关。

本发明还提出了一种分工协作控制系统，所述系统包括：

任务分配模块，其配置为为参与当前协作的智能机器人分配任务并分别针对每个所述智能机器人生成对应的任务描述；

身份确认模块，其配置为获取所述智能机器人的个体描述；

指示生成模块，其配置为将所述个体描述与对应的所述任务描述打包以生成多模态协作指示；

指示输出模块，其配置为将所述多模态协作指示发送到所有参与协作的智能机器人。

本发明还提出了一种分工协作控制机器人，所述机器人包括：

用户需求获取模块，其配置为获取多模态的用户输入；

协作需求确认模块，其配置为判断所述用户输入是否需要协作响应；

协作参与者确认模块，其配置为当所述用户输入需要协作响应时确定参与分工协作的智能机器人；

协作任务分配模块，其配置为每个参与分工协作的智能机器人分配任务以生成对应的任务描述；

指示生成模块，其配置为将所述任务描述以及对应的智能机器人的个体描述打包以生成多模态协作指示；

指示输出模块，其配置为将所述多模态协作指示发送到所有参与协作的智能机器人。

根据本发明的方法，不需要为每一个参与分工协作的智能机器人构造独立的通信通道就可以实现对多个智能机器人进行分工协作控制。相较于现有技术，操控流程被大大简化，有效避免了操控指令的下达目标错误、人机通讯干扰等情况的发生。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1、图3以及图4是根据本发明实施例的分工协作方法流程图；

图2是根据本发明实施例的分工协作方法的部分流程图；

图5以及图6是本发明实施例的分工协作控制方法流程图；

图7是根据本发明一实施例的分工协作机器人的结构简图；

图8是根据本发明一实施例的分工协作控制系统的结构简图；

图9是根据本发明一实施例的分工协作控制机器人的结构简图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

随着智能机器人的不断普及，同一应用场景中存在不止一台机器人的情况变得相当普遍。与此同时，随着用户对机器人功能要求的不断提高，在某些应用场景下，单一机器人无法实现用户的应用需求，需要多个机器人协同操作才能实现用户的应用需求。

但是，在当前技术中，机器人的操控通常是操控者一对一的对机器人下达操控指令。要实现多个机器人的分工协作需要操控者分别对每个机器人下达操控指令。随着参与分工协作的机器人数目的增多，不仅操作过程繁琐、需要浪费很多的时间去下达操控指令，而且很容易出现操控指令的下达目标错误、人机通讯干扰等情况。

针对上述情况，本发明提出了一种用于智能机器人的分工协作方法。在本发明一实施例中，机器人的分工协作从整体上而言是由一个机器人协作群体完成的。该协作群体内包含多个可以独立运行的智能机器人，由机器人协作群体中的多个智能机器人分别执行多模态交互输出以实现分工协作。

当需要进行分工协作时，向整个机器人协作群体广播发送协作指示指令。该指令在发送过程中是非指向性的，即该指令在传输过程中并不会限制接收者，只要是机器人协作群体中的智能机器人都可以接收。

接着，由机器人协作群体中的多个智能机器人同时接收该协作指示指令。这样，在发送协作指示指令时就不需要针对每一个参与协作的机器人进行一对一的操控指令下达。只需要建立针对整个机器人协作群体的通信通道(广播通道)(相当于多个智能机器人共用一个通信通道)，而不需要分别针对每个机器人建立一对一的通信通道，从而简化的操作过程，避免操控指令的下达目标错误、人机通讯干扰等情况的发生。

进一步的，由于不需要分别针对每个机器人建立一对一的通信通道，因此协作指示的发送方式就可以具有很大的自由度。在本发明一实施例中，采用多模态的发送模式，主控方根据当前的具体情况选用适合的交互模式向机器人发送多模态协作指令。例如，发送语音指令(声控方式)，输出手势/肢体语言或是具体的图像指示，利用有线/无线通信链路发送数据指令。

具体的，在一实施例中，由协作主控方(例如，用户)向机器人协作群体发送非定向的多模态协作指示(不指定接收方为机器人协作群体中的某个具体机器人)。机器人协作群体中的多个智能机器人首先共同接收非定向发送的多模态协作指示；然后判断多模态协作指示是否与当前机器人相关，当多模态协作指示与当前机器人相关时生成并输出响应多模态协作指示的多模态输出数据。

接下来基于附图详细描述根据本发明实施例的方法的详细流程，附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图1所示，在一实施例中，针对机器人协作群体中的任一智能机器人而言，在运行过程中，机器人首先接收来自协作主控方的多模态协作指示(步骤S110)；然后判断该多模态协作指示是否与自身相关(步骤S120)。

当接收到的多模态协作指示与自身无关时，机器人忽略该多模态协作指示，保持当前的状态(分会步骤S110，等待新的多模态协作指示)。如果接收到的多模态协作指示与自身相关，那么机器人生成并输出响应多模态协作指示的多模态输出数据(步骤S130)。

进一步的，在一实施例中，在步骤S130中，机器人通过自身加载的应用程序(App)来响应多模态协作指示。具体的，如图2所示，当机器人确定接收到的多模态协作指示与自身相关时，其解析多模态协作指示(步骤S210)，确定对应多模态协作指示的应用程序(步骤S220)，然后基于多模态协作指示开启并执行该应用程序(步骤S230)从而生成并输出相应多模态协作指示的多模态输出数据(步骤S240)。

在图1所示过程中，关键点之一在于步骤S120中，机器人判断接收到的多模态协作指示是否与自身相关。在本发明一实施例中，采用基于身份标识的判定来确定接收到的多模态协作指示是否与机器人自身相关。具体的，在多模态协作指示中包含有相关的机器人的身份标识，表明该多模态协作指示具体是下达给哪一个机器人的。当智能机器人接收到多模态协作指示时，通过其中包含的身份标识来确定该多模态协作指示是否与自身相关(判断多模态协作指示是否包含当前机器人的身份标识从而确定该多模态协作指示是否是下达给自己的)。

如图3所示，在一实施例中，针对机器人协作群体中的任一智能机器人而言，在运行过程中，机器人首先接收来自协作主控方的多模态协作指示(步骤S310)；然后从该多模态协作指示提取身份标识(步骤S321)，判断自身的身份标识是否与提取出的身份标识匹配(步骤S322)。

如果不匹配，则说明接收到的多模态协作指示与自身无关时，机器人忽略该多模态协作指示，保持当前的状态(返回步骤S310，等待新的多模态协作指示)。

如果匹配，则说明该多模态协作指示需要自身执行，接收到的多模态协作指示与自身相关，那么机器人生成并输出响应多模态协作指示的多模态输出数据(步骤S330)。

进一步的，在将同一多模态协作指示同时下达给多个机器人的情况中，多模态协作指示包含多个身份标识，在步骤S321中，提取所有的身份标识。在步骤S322中，判断自身的身份标识是否与提取出的身份标识中的一个匹配。

进一步的，在某些分工协作应用场景下，需要每个分工协作的参与者(机器人协作群体内的每个智能机器人)执行相同的行为输出。在这种情况下，也就意味着主控方发出的多模态协作指示是与机器人协作群体内的每个智能机器人均相关的。如果采用身份标识匹配的方法，则需要在多模态协作指示包含所有的智能机器人的身份标识，这势必造成多模态协作指示的臃肿。

为了简化多模态协作指示的结构，在本发明一实施例中，采用了共同指令判断的方式。即当智能机器人接收到多模态协作指示时判断该多模态协作指示是否是共同指令(与机器人协作群体内的每个智能机器人均相关的指令)，如果是共同指令，则直接生成并输出响应多模态协作指示的多模态输出数据。如果不是共同指令，则提取身份标识，判断其是否与自身相关。

对应的，对于主控方而言，如果当前需要下达的多模态协作指示是面对机器人协作群体内的每个智能机器人时(不需要指示该多模态协作指示具体是下达给哪一个智能机器人的)，就将该多模态协作指示标记为共同指令，而不需要在多模态协作指示中加入所有的智能机器人的身份标识。

进一步的，在一实施例中，定义当多模态协作指示不包含任何身份标识时为共同指令。如图4所示，针对机器人协作群体中的任一智能机器人而言，在运行过程中，机器人首先接收来自协作主控方的多模态协作指示(步骤S410)；然后判断该多模态协作指示是否包含身份标识(步骤S421)，如果不包含身份标识，则说明该多模态协作指示是共同指令，那么机器人生成并输出响应多模态协作指示的多模态输出数据(步骤S430)。

如果包含身份标识，则从该多模态协作指示提取身份标识(步骤S422)，判断自身的身份标识是否与提取出的身份标识匹配(步骤S423)。如果不匹配，则说明接收到的多模态协作指示与自身无关时，机器人忽略该多模态协作指示，保持当前的状态(返回步骤S410，等待新的多模态协作指示)。如果匹配，则说明该多模态协作指示需要自身执行，接收到的多模态协作指示与自身相关，那么机器人生成并输出响应多模态协作指示的多模态输出数据(步骤S430)。

综上，根据本发明的方法，不需要为每一个参与分工协作的智能机器人构造独立的通信通道就可以实现对多个智能机器人进行分工协作控制。相较于现有技术，操控流程被大大简化，有效避免了操控指令的下达目标错误、人机通讯干扰等情况的发生。

进一步的，基于本发明的智能机器人分工协作方法，针对分工协作的主控方，本发明还提出了一种分工协作控制方法。具体的，在一实施例中，分工协作的主控方首先根据当前需要实现的任务需求为参与当前协作的智能机器人分配任务并分别针对每个智能机器人生成对应的任务描述；然后将任务描述以及对应的智能机器人的个体描述打包以生成多模态协作指示；最后将多模态协作指示发送到所有参与协作的智能机器人。这样，参与协作的智能机器人接收到多模态协作指示后就可以根据其中包含的个体描述是否与自身匹配来确定该多模态协作指示是否与自身相关从而确定是否该根据任务描述进行输出响应。

进一步的，基于身份标识的确认，在一实施例中，多模态协作指示所包含的个体描述为机器人的身份标识。具体的，如图5所示，分工协作的主控方首先根据当前需要实现的任务需求为参与当前协作的智能机器人分配任务(步骤S510)，接着分别针对每个智能机器人生成对应的任务描述(步骤S520)；然后将任务描述以及对应的智能机器人的身份标识打包以生成多模态协作指示(步骤S530)；最后将多模态协作指示输出到所有参与协作的智能机器人(步骤S540)。

在机器人的日常应用环境中，分工协作的主控方往往是作为机器人拥有者的普通用户。由于普通用户的机器人操控场景通常是利用简单的命令操控单一机器人，这就使得普通用户很难以多个智能机器人为对象进行复杂的任务分配。

为了降低用户的操作难度，使得普通用户也可以简单方便利用多个机器人以分工协作的方式实现自身的应用需求，在本发明一实施例中，利用智能设备(或智能机器人)来辅助进行性分工协作控制，从而降低用户分工协作控制的实行难度。

具体的，在一实施例中，机器人在获取到用户的多模态输入后，会判断该用户输入是否需要协作响应(用户的需求是否必须以分工协作的方式才能实现)。如果必须以分工协作的方式才能实现用户需求，那么机器人就以分工协作辅助方的身份，根据用户的需求自动进行分工协作任务的分配以及相关分工协作指令的生成以及发送。

具体的，如图6所示，机器人接收用户的多模态输入(步骤S610)，首先解析用户输入确定用户需求(步骤S611)，然后判断是否需要协作响应(是否需要以多个机器人协作的方式来实现用户需求)(步骤S612)，如果不需要协作响应，则机器人与当前用户进行一对一的人机交互(根据用户需求直接生成交互输出)(步骤S620)。

如果在步骤S612中机器人判断需要以多个机器人协作的方式才能实现用户需求，那么机器人首先根据用户需求确定协作参与者，确定参与分工协作的智能机器人(获取参与者的个体描述)(步骤S631)；然后为每个参与分工协作的智能机器人分配任务以生成对应的任务描述(步骤S632)；接着将任务描述以及对应的智能机器人的个体描述打包以生成多模态协作指示(步骤S633)；最后将多模态协作指示发送到所有参与协作的智能机器人。

进一步的，在一实施例中，在步骤S631中，进行分工协作辅助的机器人将自身也认定为分工协作的参与者之一；在步骤S632中，为自身分配相应的分工协作任务；最后在步骤S640之后执行为自己分配的分工协作任务，并在每个机器人做完动作后，都将向主控方返回一个完成码，所有的机器人完成动作后，控制终端就知道指令已经完成。。

在上述流程中，用户只需要向单一的机器人输出自身的交互需求，由机器人判断具体的交互回应模式(是否采用分工协作方式实现交互需求，如何具体实现分工协作流程)。用户的操作难度被大大降低。

基于本发明的分工协作方法，本发明还提出了一种可实现分工协作的机器。该机器人可以独立的进行多模态输出从而执行分工协作中一个参与个体的任务。由多个该机器人组合构成一个可以实现分工协作总体任务的机器人协作群体。即，在本发明一实施例中，单个智能机器人为包含多个智能机器人的机器人协作群体中的一个机器人。

针对机器人协作群体中的任意一个智能机器人，如图7所示，机器人包括：

指示接收模块710，其配置为与机器人协作群体中的其他智能机器人共同接收非定向发送的多模态协作指示；

指示确认模块720，其配置为判断多模态协作指示是否与当前机器人相关；

协作输出模块730，其配置为当多模态协作指示与当前机器人相关时生成并输出响应多模态协作指示的多模态输出数据。

进一步的，在一实施例中，机器人的指示确认模块通过身份标识来判断当前的多模态协作指示是否与自身相关。具体的，指示确认模块配置为判断多模态协作指示是否包含当前机器人的身份标识；当多模态协作指示包含当前机器人的身份标识时判断多模态协作指示与当前机器人相关。

进一步的，在一实施例中，机器人的协作输出模块通过调用机器人上加载的应用程序来实现对多模态协作指示的响应。具体的，协作输出模块配置为解析多模态协作指示确定对应多模态协作指示的应用程序，基于多模态协作指示开启并执行该应用程序。

对应本发明提出的用于执行分工协作的机器人，本发明还提出了一种分工协作控制系统，所述控制系统可以为装载于各个机器人中的操作系统。如图8所示，在一实施例中，系统包括：

任务分配模块810，其配置为为参与当前协作的智能机器人分配任务并分别针对每个智能机器人生成对应的任务描述；

身份确认模块820，其配置为获取所述智能机器人的个体描述(具体的，在一实施例中，个体描述为机器人的身份标识)；

指示生成模块830，其配置为将所述任务描述与对应的智能机器人的个体描述打包以生成多模态协作指示；

指示输出模块840，其配置为将多模态协作指示发送到所有参与协作的智能机器人。

进一步的，本发明还提出了一种用于辅助进行分工协作控制的分工协作控制机器人。如图9所示，在一实施例中，机器人包括

用户需求获取模块910，其配置为获取多模态的用户输入；

协作需求确认模块920，其配置为判断当前的用户输入是否需要协作响应；

协作参与者确认模块930，其配置为当当前的用户输入需要协作响应时确定参与分工协作的智能机器人；

协作任务分配模块940，其配置为分别针对每个参与分工协作的智能机器人生成对应的任务描述；

指示生成模块950，其配置为将任务描述与对应的智能机器人的个体描述打包以生成多模态协作指示；

指示输出模块960，其配置为将多模态协作指示发送到所有参与协作的智能机器人。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。