信息处理方法和引导设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种信息处理方法和引导设备。该方法应用于第一引导设备，第一引导设备连接到第二引导设备，第一引导设备和第二引导设备用于引导可移动电子设备进行定位，第一引导设备具有第一覆盖范围，第二引导设备具有第二覆盖范围。该方法包括：捕捉第一覆盖范围的图像数据；根据图像数据来获取可移动电子设备的位置信息；根据位置信息来确定可移动电子设备是否到达触发切换位置；如果确定出可移动电子设备到达触发切换位置，则生成第一切换请求信号，第一切换请求信号用于请求第二引导设备向可移动电子设备提供导航信息；以及向第二引导设备发送第一切换请求信号。因此，保证了可移动电子设备在各个引导设备的覆盖范围之间无缝地进行切换。
【专利说明】信息处理方法和引导设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机【技术领域】，更具体地，本发明涉及一种信息处理方法和引导设备。
【背景技术】
[0002]即时定位与地图构建(SimultaneousLocalization and Mapping, SLAM)是目前在机器人定位方面的热门研究课题。所谓SLAM就是将可移动电子设备(例如，移动机器人)定位与环境地图创建融为一体，即机器人在运动过程中根据自身位姿估计和传感器对环境的感知构建增量式环境地图，同时利用该地图实现自身的定位。
[0003]移动机器人的精确和快速定位是机器人导航的关键技术，特别是在GPS不可用且其他定位设施(如，使用Wifi)不够精确的室内环境中。
[0004]在现有技术中，通常机器人使用用于自身定位的SLAM功能。然而，由于存储容量和计算性能的限制，自开发式移动机器人在不丢弃其自身数据的情况下，不能在未知的、开放环境中长时间进行SLAM。并且，仅依靠机器人自身的能力，当SLAM遭受沉重的计算负荷时，即时定位与地图构建耗时较长且效果不好。
[0005]针对该问题，一种可能的解决方案是机器人采用外设层面的各种技术(诸如，基于路标的定位方法、基于超声波、红外、激光灯传感器测距的定位方法、基于构造地图的定位方法、和基于使用几何地图和概率推理的定位方法等)来进行快速定位。但是，这种方案的缺点在于可扩展性差。这种系统专用于非常有限的应用或机制，如机器人世界杯足球锦标赛(RoboCup)，其中所有机器人均限于20平方米的区域内运动。
[0006]另一种可能的解决方案是机器人采用技术原理层面的各种技术(诸如，基于信号场强定位法、电波传输时间或时间差的定位法、基于电波入射角、混合定位法等)来进行定位。但是，这种方案的缺点在于结果非常不精确，通常其偏差大于2米。
[0007]针对上述两种解决方案的缺陷，在现有技术中又提出了一种基于引导设备对机器人进行定位的技术方案，即在未知环境中部署多个引导设备，通过引导设备来观测和识别处于其覆盖范围内的机器人，从而对机器人进行定位并向其提供导航信息。但是，这种方案的缺点在于，多个引导设备之间的协调性差，在每个引导设备之间毫无协作地同时向机器人提供导航服务，从而导致资源浪费严重。
[0008]因此，需要一种新型的信息处理方法和引导设备来解决上述问题。
【发明内容】
[0009]为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种信息处理方法，应用于第一引导设备，所述第一引导设备连接到第二引导设备，所述第一引导设备和所述第二引导设备用于引导可移动电子设备进行定位，所述第一引导设备具有第一覆盖范围，所述第二引导设备具有第二覆盖范围，其特征在于，所述方法包括:捕捉所述第一覆盖范围的图像数据；根据所述图像数据来获取所述可移动电子设备的位置信息；根据所述位置信息来确定所述可移动电子设备是否到达触发切换位置；如果确定出所述可移动电子设备到达所述触发切换位置，则生成第一切换请求信号，所述第一切换请求信号用于请求所述第二引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息；以及向所述第二引导设备发送第一切换请求信号。
[0010]此外，根据本发明的另一方面，提供了一种第一引导设备，所述第一引导设备连接到第二引导设备，所述第一引导设备和所述第二引导设备用于引导可移动电子设备进行定位，所述第一引导设备具有第一覆盖范围，所述第二引导设备具有第二覆盖范围，其特征在于，所述第一引导设备包括:捕捉单元，用于捕捉所述第一覆盖范围的图像数据；获取单元，用于根据所述图像数据来获取所述可移动电子设备的位置信息；确定单元，用于根据所述位置信息来确定所述可移动电子设备是否到达触发切换位置；切换请求生成单元，用于如果确定出所述可移动电子设备到达所述触发切换位置，则生成第一切换请求信号，所述第一切换请求信号用于请求所述第二引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息；以及通信单元，用于向所述第二引导设备发送第一切换请求信号。
[0011]与现有技术相比，采用根据本发明的信息处理方和引导设备，可以单独地通过第一引导设备来观测和识别处于其覆盖范围内的可移动电子设备，判断该可移动电子设备是否运动到该第一引导设备与第二引导设备之间的触发切换位置，并且当确定出该可移动电子设备到达该触发切换位置时，切换到第二引导设备来单独地向该可移动电子设备提供导航信息。因此，在本发明中，可以使得各个引导设备有效地进行协作，以保证可移动电子设备在各个引导设备的覆盖范围之间无缝地进行切换，从而节约了系统资源。
[0012]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他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结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]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，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0014]图1图示了根据本发明的信息处理方法。
[0015]图2图示了根据本发明的第一引导设备。
[0016]图3图示了根据本发明实施例的信息处理方法。
[0017]图4图示了根据本发明实施例的辅助引导网络。
[0018]图5图示了根据本发明实施例的第一引导设备。
[0019]图6图示了根据本发明实施例的信息处理系统。
[0020]图7图示了根据本发明实施例的第一引导设备的物理实现。
【具体实施方式】
[0021]将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。
[0022]在下文中，将参考图1和2来描述根据本发明的信息处理方法和引导设备。[0023]图1图示了根据本发明的信息处理方法，而图2图示了根据本发明的第一引导设备 100。
[0024]所述信息处理方法应用于第一引导设备，所述第一引导设备连接到第二引导设备，所述第一引导设备和所述第二引导设备用于引导可移动电子设备进行定位，所述第一引导设备具有第一覆盖范围，所述第二引导设备具有第二覆盖范围。如图2所图示的，所述第一引导设备100包括:捕捉单元110、获取单元120、确定单元130、切换请求生成单元140和通信单元150。
[0025]如图1所图示的，所述信息处理方法包括:
[0026]在步骤SllO中，捕捉单元110捕捉所述第一覆盖范围的图像数据；
[0027]在步骤S120中，获取单元120根据所述图像数据来获取所述可移动电子设备的位
置信息；
[0028]在步骤S130中，确定单元130根据所述位置信息来确定所述可移动电子设备是否到达触发切换位置；
[0029]在步骤S140中，如果确定出所述可移动电子设备到达所述触发切换位置,则切换请求生成单元140生成第一切换请求信号，所述第一切换请求信号用于请求所述第二引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息；以及
[0030]在步骤S150中，通信单元150向所述第二引导设备发送第一切换请求信号。
[0031]由此可见，采用根据本发明的信息处理方和引导设备，可以单独地通过第一引导设备来观测和识别处于其覆盖范围内的可移动电子设备，判断该可移动电子设备是否运动到该第一引导设备与第二引导设备之间的触发切换位置，并且当确定出该可移动电子设备到达该触发切换位置时，切换到第二引导设备来单独地向该可移动电子设备提供导航信息。因此，在本发明中，可以使得各个引导设备有效地进行协作，以保证可移动电子设备在各个引导设备的覆盖范围之间无缝地进行切换，从而节约了系统资源。
[0032]在下文中，将参考图3到6来描述根据本发明实施例的信息处理方法和引导设备。
[0033]图3图示了根据本发明实施例的信息处理方法，而图4图示了根据本发明实施例的辅助引导网络20。
[0034]图3所图示的根据本发明实施例的信息处理方法可以应用于图4所图示的辅助引导网络20。该辅助引导网络20可以用于引导可移动电子设备(例如，机器人)10在未知环境中进行定位并对该未知环境进行地图构建，并且可以包括多个引导设备，例如第一引导设备100、第二引导设备200、第三引导设备300等，如图4所图示的。
[0035]在辅助引导网络20中，多个引导设备可以通过无线网络和/或有线网络而连接在一起，以便在相互之间传递各种信息。例如，该多个引导设备可以经由接入点(AP)利用无线通信协议(例如，无线局域网WLAN)来进行通信，以确保信号传送的灵活性。替换地，该多个引导设备也可以通过网线连接到集线器、交换机和/或路由器上，并利用有线通信协议(例如，以太网)来进行通信，以确保信号传送的可靠性。
[0036]下面，将以第一引导设备100为例来对根据本发明实施例的引导设备进行详细描述。
[0037]图5图示了根据本发明实施例的第一引导设备100。
[0038]如图5所图示的，与图2中一样，该第一引导设备100可以包括:捕捉单元110、获取单元120、确定单元130、切换请求生成单元140和通信单元150。此外，该第一引导设备100还可以包括:导航信息生成单元160、发射单元170、方位信息生成单元180、和/或切换响应生成单元190。
[0039]该第一引导设备100用于通过上述部件中的一个或多个来向在第一覆盖范围内运动的可移动电子设备10提供导航信息，并且当该可移动电子设备10移动到第二引导设备200的第二覆盖范围内时，请求该第二引导设备200继续向可移动电子设备提供导航信息，使得能够保证向该可移动电子设备10无缝地提供导航信息，从而该可移动电子设备10可以时刻根据该导航信息来在未知环境中对自己通过执行SLAM操作所获得的位置信息进行校正。
[0040]返回参考图4，该第一引导设备100具有第一覆盖范围,该第二引导设备200具有第二覆盖范围，而该第三引导设备300具有第三覆盖范围，并且如上所述，每一个引导设备用于向在其覆盖范围中运动的可移动电子设备10提供导航信息。
[0041 ] 其中，可以根据在每个弓I导设备上装备的发射单元170 (例如，无线射频发射器)的覆盖角度(例如，辐射范围)、捕捉单元110 (例如，摄像头)的覆盖角度(例如，或视线范围)、和/或在机器本体上装备的接收单元11 (例如，无线射频接收器)的位置来快速划分该引导设备的覆盖区域。
[0042]在第一示例中，第一引导设备100的第一覆盖范围可以是其发射单元170的辐射强度大于一阈值强度的覆盖范围。在第二示例中，第一引导设备100的第一覆盖范围可以是其捕捉单元110的图像捕捉范围。在第三示例中，第一引导设备100的第一覆盖范围可以是上述两个范围中较小的一个。
[0043]此外，在辅助引导网络20中，优选地，相邻的两个引导设备的覆盖范围可以具有重叠区域。例如，如图4所图示的，在该第一覆盖范围与该第二覆盖范围之间形成重叠区域，并且在该第二覆盖范围与该第三覆盖范围之间形成重叠区域，以便确保机器人在整个运动轨迹上运动时都可以得到引导设备的辅助导航。然而，本发明不限于此。显然，考虑到节约引导设备的数目以降低系统成本，相邻的两个引导设备的覆盖范围可以相互毗连、但不重叠；或者也可以相隔一定距离。
[0044]在此，为了向可移动电子设备10无缝地提供导航信息，在本发明的实施例中优选地将相邻的两个引导设备的覆盖范围选取为具有一定的重叠区域。
[0045]另外，从宏观上看，该辅助引导网络20例如可以属于一信息处理系统。
[0046]图6图示了根据本发明实施例的信息处理系统。
[0047]如图6所图示的，该信息处理系统可以包括:可移动电子设备10、辅助引导网络20和区域服务器30。
[0048]该可移动电子设备10可以是机器人(Robot)，用于自主地或者根据区域服务器30提供的地图数据和路径规划数据来在未知环境中进行运动，同时执行即时定位与地图构建(SLAM)，并且向区域服务器30发送所述即时定位与地图构建的结果，以用于更新在所述区域服务器30中存储的地图数据。
[0049]该辅助引导网络20可以是由多个辅助引导设备组成的网络。该引导设备例如是信标节点(Beacon Node, BN)。该信标节点例如包括多个联网的光学或红外摄像头，以通过色标定位或移动物体检测等技术来观测和识别处于其视线范围内的可移动电子设备10，并获取直接的地图或定位信息，以便协助可移动电子设备10进行更为精确的SLAM操作，此外还协助区域服务器30利用直接的地图图像来更新在所述区域服务器30中存储的地图数据。当然，根据本发明的辅助引导设备并不仅限于此。本领域的技术人员可以理解，其他类型的辅助引导设备也是可行的，例如，通过光波反馈进行引导的设备。
[0050]该区域服务器30 (Regional Server，RS)可以处于未知环境中或未知环境之外的空间中。其可以由一个或多个区域服务器30构成，并且可以根据管辖区域或者管理的Robot进行进一步划分。例如，可以通过一个区域服务器30来负责向可移动电子设备10提供关于整个未知环境的导航信息，然而这样可能会对于该单个区域服务器30的性能要求过高而难以满足性能要求。替换地，也可以通过多个区域服务器30来分担地负责向可移动电子设备10提供关于整个未知环境的导航信息，即单个区域服务器30仅仅负责一定的管辖区域，并且仅仅向可移动电子设备10提供关于与其管辖区域对应的未知环境的导航信息。另外，该单个区域服务器30可以与其管辖区域内的可移动电子设备10通信以获取其构建的地图信息，并与其区域内的引导设备通信以获取直接的地图或定位信息，从而构建区域地图。
[0051]需要指出的是，在一个区域服务器的管辖区域中可以安装有一个或多个辅助引导设备，并且每一个辅助引导设备具有一定的覆盖范围。此外，一个区域服务器可以管理一个或多个可移动电子设备，以便协调每一个可移动电子设备在未知环境中的运动，而不会对其他可移动电子设备产生影响。
[0052]在该信息处理系统中，可移动电子设备10、辅助引导网络20和区域服务器30可以通过无线网络和/或有线网络而连接在一起，以便在相互之间传递各种信息。
[0053]接下来，将通过参照图3来描述根据本发明实施例的信息处理方法。
[0054]如图3所图示的，根据本发明实施例的信息处理方法包括:
[0055]在步骤S210中，第一引导设备向可移动电子设备提供导航信息。
[0056]当需要利用可移动电子设备10 (例如，可移动的机器人Robot)来对一未知环境执行探索时，区域服务器30可以在极短时间内为Robot在未知环境中虚拟出一条无碰撞的最优路径。然后，机器人10可以根据该最优路径在未知环境中进行运动。替换地，该机器人10也可以自主地在未知环境中进行运动，以对所在环境进行探测和理解。
[0057]另外，当机器人10工作时，还可以申请辅助引导网络20的支持。如上所述，在未知环境中可能布置有一个或多个信标节点(BN)作为引导设备，并且为了获得更大的视野，该BN例如可以布置在未知环境的上方空间(比如天花板上)或其他位置处。优选地，这些BN可以组成一个辅助引导网络20，并且由该辅助引导网络20执行图像捕捉的区域可以对应于该区域服务器所管辖的未知环境。
[0058]下面，以第一引导设备100为例来对根据本发明实施例的引导设备的物理实现进行详细描述。
[0059]图7图示了根据本发明实施例的第一引导设备的物理实现。
[0060]如图7所图示的，在该第一引导设备100中装备的捕捉单元110可以包括一个或多个摄像头，用于观测和识别处于其视线范围内的物体，其中各摄像头的底座固定在一起，并且各摄像头之间的光轴夹角可调节。如图6和图7中从BN所发出的阴影所图示的，该BN的摄像头的视角为俯视视角。优选地，该捕捉单元110可以包括两个摄像头，并且两个摄像头之间的光轴夹角为60度，并且其覆盖面积为2mX8m。通过如此配置的摄像头，与传统的单个摄像头相比，其视野范围更宽，从而可以容易地获得视线范围内的机器人10、障碍物、临时物体、和地图的像素数据等，作为观测信息。通常而言，该观测信息是所述未知环境的俯视视角的二维灰度图像信息。
[0061]显然，上述观测信息不限于此。该第一观测信息和该第二感测信息也可以是二维彩色图像信息、三维彩色图像信息或三维灰度图像信息中的任何一个。
[0062]假设该机器人10当前处于第一引导设备100的第一覆盖范围中。那么，在该引导设备100中，捕捉单元110捕捉第一覆盖范围的图像数据。例如，该捕捉单元110对于进入视线范围内的物体进行拍摄从而获得关于所述物体的图像数据，然后它通过例如色标等来识别所述物体是否属于机器人10，如果所述物体属于机器人10，则捕捉单元110将所述图像数据发送到获取单元120。
[0063]接下来，获取单元120根据捕捉单元110所捕捉到的图像数据来获取所述可移动电子设备10的位置信息。例如，该获取单元120通过对所述图像数据进行分析和处理以获得该机器人10在第一覆盖范围的定位结果。具体地，可以以空间中的特定点作为基准点，来预先设定该第一引导设备相对于该基准点的位置信息。然后，可以将第一引导设备的获取单元120所获得的定位结果偏移与其相对于基准点的位置信息对应的量，从而即可获得以该基准点为坐标原点的定位结果。
[0064]同理，还可以以特定点作为基准点来预先设定其他的引导设备相对于该基准点的位置信息，并且将各个引导设备的获取单元所获得的定位结果分别偏移与其相对于基准点的位置信息对应的量，从而获得以该基准点为坐标原点的定位结果。这里的空间中的特定点可以是多个引导设备之一，也可以是多个引导设备以外的任意一点。
[0065]此外，该获取单元120还可以使用到达角度定位技术(Α0Α)、到达时间定位技术(Τ0Α)、或上述两者的混合定位方法来获取机器人10的实时定位信息，以更加精确地对机器人进行定位。
[0066]然后，导航信息生成单元160根据所述获取单元120所获取的位置信息并根据先验地图来为机器人10生成导航信息，并且通过发射单元170向可移动电子设备10提供所述导航信息，以使得所述可移动电子设备能够根据所述导航信息来校正自身位置。例如，该导航信息生成单元160可以在生成导航信息之前，首先根据先验地图来对所述获取单元120所获取的位置信息进行实时校正。在从第一引导设备100接收到该导航信息之后，该可移动电子设备10可以根据该导航信息来修正自身执行的即时定位与地图构建的结果，以便获得具有更高可靠性的SLAM结果。
[0067]此外，随着自身在未知环境中的不断运动，该机器人10可以不断执行SLAM操作并同时获取自身的底盘运动反馈信息，并且根据两者来产生关于自身位置的估计信息。并且，该机器人10在接收来自第一引导设备100的导航信息之后，可以将该导航信息与自身产生的位置估计信息进行融合和校正，以获得校正后的位置估计信息。接下来，该机器人10还可以将该校正后的位置估计信息进一步传送到区域服务器30，由该区域服务器30获取先验地图数据来对机器人的定位信息进行进一步对比校正，从而生成更为精准的机器人10位置信息和地图数 据。此后，该区域服务器30还可以将自身校正后的机器人10位置信息和地图数据传送回到第一引导设备100，从而使得形成闭环的位置信息确认机制，从而有效地提闻了运动中机器人的定位精度。
[0068]在步骤S220中，确定可移动电子设备是否到达触发切换位置。
[0069]在接收到该导航信息之后，机器人10在第一引导设备100的引导之下在未知环境中进行运动。并且，假设该机器人10当前正在从第一引导设备100的第一覆盖范围向第二引导设备200的第二覆盖范围逐渐运动。
[0070]随着该机器人10的运动，如上所述，该获取单元120可以不断获取机器人10的位置信息，以实时完成对于该机器人10的定位操作。同时，在该第一引导设备100中，确定单元130根据所述获取单元120所获取的位置信息来确定所述可移动电子设备是否到达触发切换位置，并且如果确定出所述可移动电子设备到达所述触发切换位置，则通知切换请求生成单元140进行后续操作。
[0071]如图4所图示的，该第一引导设备100具有第一覆盖范围，该第二引导设备200具有第二覆盖范围，并且该第一覆盖服务与该第二覆盖范围在点划线150处相交，并产生一重叠区域。
[0072]在一个示例中，该确定单元130可以确定该机器人10是否移动进入该第二引导设备200的第二覆盖范围。
[0073]具体地，由于该机器人10上装备有用于无线通信的接收单元11 (例如，无线射频接收器)，并且引导设备的覆盖范围与发射单元的覆盖角度相关，所以该确定单元130需要确定该机器人10上的接收单元11是否已经进入该第二引导设备200的发射单元的覆盖范围中。例如，如果该接收单元11装备在机器人10的前部，则该确定单元130确定该机器人的头部的具体位置。又如，如果该接收单元装备在机器人10的后部，则该确定单元130确定该机器人的后部的具体位置。然而，由于在通常情况下，为了获得最佳的射频接收效果，该接收单元11往往装备在机器人10的中间部分，所以该确定单元130确定该机器人的中间部分是否已经进入该第二覆盖范围，并且当已经进入时，向切换请求生成单元140通知触发切换操作。
[0074]在另一示例中，该确定单元130可以确定该机器人10是否移动离开该第一引导设备100的第一覆盖范围。例如，当该确定单元130确定出该机器人的中间部分已经离开第一覆盖范围时，向切换请求生成单元140通知后续的切换操作。
[0075]在又一示例中，该确定单元130可以确定该机器人10上装备的接收单元11是否移动到达切换分界线。
[0076]具体地，如上所述，在该第一引导设备100的第一覆盖服务与该第二引导设备200的第二覆盖范围之间存在一个重叠区域，并且在该重叠区域中存在一条切换分界线(由点划线150在空间上示出)。显然，在该切换分界线左侧，在第一引导设备100上装备的发射单元170的发射强度大于在第二引导设备200上装备的发射单元的发射强度；在该切换分界线处，在第一引导设备100上装备的发射单元170的发射强度等于在第二引导设备200上装备的发射单元的发射强度；并且在该切换分界线右侧，在第一引导设备100上装备的发射单元170的发射强度小于在第二引导设备200上装备的发射单元的发射强度。
[0077]故此，为了使得机器人10能够接收到较高辐射强度的无线信号，当该确定单元130确定出该机器人的中间部分已经到达该切换分界线并向第二覆盖范围继续运动时，向切换请求生成单元140通知进行到第二引导设备200的导航切换。[0078]在步骤S230中，生成第一切换请求信号。
[0079]在确定单元130确定出所述可移动电子设备10到达所述触发切换位置之后，切换请求生成单元140接收确定单元130的通知信号。然后，该切换请求生成单元140生成第一切换请求信号，所述第一切换请求信号用于请求所述第二引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息。
[0080]此外，优选地，与该切换请求生成单元140生成第一切换请求信号同时地，方位信息生成单元180生成所述可移动电子设备的方位信息。例如，该方位信息可以包括:机器人10当前的位置信息和/或机器人10进入该第二覆盖范围的角度信息，以便使得该第二引导设备200能够以最快速度对该机器人10进行定位。
[0081]尽管在此将方位信息生成单元180描述为与该切换请求生成单元140生成第一切换请求信号同时地生成机器人10的方位信息，但是本发明不限于此，而是，还可以在该切换请求生成单元140生成第一切换请求信号之前或之后，由方位信息生成单元180生成该方位信息。
[0082]在步骤S240中，发送第一切换请求信号。
[0083]在该切换请求生成单元140生成第一切换请求信号之后，通知单元150向第二引导设备200发送第一切换请求信号。
[0084]在一个示例中，当该多个引导设备以及机器人10都经由接入点(AP)利用无线通信协议(例如，无线局域网WLAN)来进行通信时，该通信单元150可以是该发射单元170，即第一引导设备经由该发射单元170通过无线射频信号来向第二引导设备200传送该第一切换请求信号。这样，可以形成信号传输更加灵活的信息处理系统，并且减少了在信息处理系统中的布线，使得引导设备的部署位置更为随意。
[0085]在另一示例中，当该多个引导设备有线局域网而连接到一起时，该通信单元150与发射单元170可以是两个独立的部件，并且该通信单元150例如可以通过TCP/IP协议而将有线信号传送到第二引导设备200，从而将该第一切换请求信号在传输过程中的误差降低到最小。
[0086]此外，优选地，在方位信息生成单元180生成该机器人10当前的方位信息之后，通知单元150向第二引导设备200发送该方位信息。
[0087]在步骤S250中，第二引导设备向可移动电子设备提供导航信息。
[0088]在该第二引导设备200中，在通过通信单元接收到该第一切换请求信号和该方位信息之前，捕捉单元可能正在通过一较快的第一捕捉速度来捕捉所述第一覆盖范围的图像数据。
[0089]这是由于在该第二引导设备200接收到该第一切换请求信号之前，该机器人10往往处于第二覆盖范围之外，或者处于第一引导设备100与第二引导设备200之间的重叠区域中，这时该第二引导设备200可能无法准确地对该机器人10进行定位，所以为了保证第二引导设备200能够以最小的延迟获得该机器人10的位置信息，该第二引导设备200的捕捉单元必须以极小地间隔(例如，以每秒钟100帧的高速度)来捕捉第二覆盖范围的图像数据，并且对该图像数据进行识别，以确定该机器人10是否已经进入该第二覆盖范围。这样，可以有效地避免该机器人10已经进入该第二引导设备200的第二覆盖范围，而该第二引导设备200并未觉察，而无法向该机器人10提供导航信息。[0090]在接收到该方位信息时，第二引导设备200的获取单元根据该方位信息来确定所述可移动电子设备的位置，并获取所述可移动电子设备的位置信息。具体地，该获取单元解析所接收到的方位信息，并且从其中提取机器人10当前的位置信息，例如坐标信息，从而确定机器人10处于第二覆盖范围中的什么位置。此外，该获取单元还可以从该方位信息中提取机器人10进入该第二覆盖范围的角度信息，即该机器人10将以什么路线进入第二覆盖范围。这样，根据该机器人10的当前位置信息和行动轨迹信息，该第二引导设备200能够以最快速度对该机器人10进行定位。
[0091]如上所述，因为该第二引导设备200能够仅仅根据来自第一引导设备10的方位信息来快速定位机器人10，所以在接收到上述方位信息之后，该第二引导设备200的捕捉单元无需再对第二覆盖范围的图像进行高速捕捉。由此，在该第二引导设备200的获取单元确定出机器人在第二覆盖范围的位置并获取到机器人的位置信息之后，该捕捉单元将自身的捕捉速度从较快的第一捕捉速度降低到较慢的第二捕捉速度(例如，每秒钟10帧的速度)，以节省系统功耗，并且减少用于进行图像捕捉所占用的系统资源，从而使得第二引导设备200能够将处理能力更多地分配到其他操作(诸如，往返于机器人10和RS30传送机器人10和/或障碍物的位置信息、图像数据等)中。
[0092]在步骤S260中，生成第一切换响应信号。
[0093]在通过通信单元接收到该第一切换请求信号时，如在步骤S210中一样，在该第二引导设备200中，导航信息生成单元根据获取单元所获取的机器人10的位置信息来生成导航信息，并且通过发射单元向可移动电子设备10提供所述导航信息，以使得所述可移动电子设备能够根据所述导航信息来校正自身位置。
[0094]然后，在该第二引导设备200中，切换响应生成单元可以生成第一切换响应信号，所述第一切换响应信号指示出所述第二引导设备成功地向所述可移动电子设备提供导航信息。具体地，在所述第二引导设备200成功地向所述可移动电子设备10提供导航信息之后，第二引导设备200中的接收单元(未示出，例如射频接收器)可以从机器人10接收关于导航信息的确认信息。之后，第二引导设备200中的切换响应生成单元可以生成该第一切换响应信号，以便第一引导设备100能够得知切换是否成功完成。
[0095]在步骤S270中，发送第一切换响应信号。
[0096]在第二引导设备200中的切换响应生成单元生成该第一切换响应信号之后，该第二引导设备200通过通信单元向第一引导设备100发送该第一切换响应信号。
[0097]如在步骤S240中一样，该发送过程同样可以根据用户需求和系统实现而采用有线和/或无线的方式进行。
[0098]相应地，在第一引导设备100中，在通信单元150从该第二引导设备200接收到指示出第二引导设备200已经成功地向机器人10提供导航信息的第一切换响应信号之后，该第一引导设备100可以确定出该切换过程已经成功。
[0099]在步骤S280中，第一引导设备停止向可移动电子设备提供导航信息。
[0100]在该第一引导设备100确定出用于通过第二引导设备200来向机器人10提供导航信息的切换过程已经成功完成之后，发射单元170停止向可移动电子设备10提供所述导航信息。
[0101]具体地，在一个示例中，该第一引导设备100在确定第二引导设备200已经取代自己而向机器人10提供导航信息之后，它确定出自身不再需要继续向机器人10提供导航信息，这时，它可以禁用自身的捕捉单元110和发射单元170，例如，关闭自身的摄像头和射频模块，即从一高功耗状态进入一最低功耗状态，从而大大降低系统功耗，使得在第一引导设备100使用电池供电的情况下，能够延长它的待机时间。当然，考虑到在第一覆盖范围中还可能存在其他的物体(例如，操作人员、机器人或障碍物等)，所以人们往往仍然需要继续获取第一覆盖范围的图像数据，因此，该第一引导设备100也可以仅仅关闭该发射单元170，即从该高功耗状态进入一较低功耗状态，以在部分降低系统功耗的同时，保证仍然能够对第一覆盖范围进行实时监控。
[0102]此外，当采用这个示例时，可以看出，由于只有该机器人10处于其覆盖范围内的那个引导设备的发射单元处于激活状态，并且该机器人10也仅仅从这个引导设备获取导航信息，而其他引导设备的发射单元都处于禁用状态，所以实现了通过单个BN来独立地机器人10进行定位，从而可以避免其他BN所发射的无线信号由于定位误差和/或信号反射而对机器人10造成干扰。
[0103]在另一示例中，如果第一引导设备100的续航能力不受限制，例如该第一引导设备100使用交流电进行供电时，该第一引导设备100在确定出自身不再需要继续向机器人10提供导航信息之后，也可以仅仅停止通过发射单元170向机器人10发送导航信息，而不关闭任何模块。替换地，当然，该第一引导设备100甚至可以继续通过发射单元170向机器人10发送导航信息。
[0104]然而，当采用这个示例时，考虑到在未知环境中部署的多个BN发射的大量射频信号可能对于机器人10造成干扰的上述情况，优选地，在每个BN所发射的射频信号中包括该BN的标识符(ID)。这样，当机器人10接收到某个射频信号时，它首先对该射频信号进行解析，提取其中的BN ID，如果该BN ID指示出这个射频信号的来源是当前服务于自己的BN，则该机器人10对于该射频信号进行响应，例如以用于导航；而如果该BN ID指示出这个射频信号的来源不是当前服务于自己的BN，则该机器人10可以直接丢弃该射频信号，以免受到其他BN的导航干扰，这是由于当该机器人10并非处于其他BN的覆盖范围时，其他BN所提供的导航信息可能不够精确。
[0105]在步骤S290中，确定可移动电子设备是否到达触发切换位置。
[0106]如上所述，接下来，机器人10将在第二引导设备200的引导之下在未知环境中继续运动。并且，如果该机器人10从第二引导设备200的第二覆盖范围向第三引导设备300的第三覆盖范围逐渐运动，则在第二引导设备200中，可以重复上述步骤S220的过程，以判断机器人10是否到达用于将导航权限切换到第三引导设备300的触发切换位置，如点划线250所表示的。
[0107]在步骤S300中，生成第二切换请求信号。
[0108]与上述步骤S230中一样，在第二引导设备200中，在确定单元确定出机器人10到达该触发切换位置之后，通知切换请求生成单元生成第二切换请求信号，所述第二切换请求信号用于请求所述第三引导设备300向所述可移动电子设备10提供导航信息。
[0109]在步骤S310中，发送第二切换请求信号。
[0110]与上述步骤S240中一样，在该切换请求生成单元生成第二切换请求信号之后，通知单元向第三引导设备300发送第二切换请求信号，并在第三引导设备300与第二引导设备200之间执行上述在第二引导设备200与第一引导设备100之间的切换过程。
[0111]同样地，其后，在第三引导设备开始对机器人10提供导航信息之后，随着机器人10的运动到后续引导设备的覆盖范围之内，还可以继续切换到后续引导设备来对机器人进行导航。
[0112]由于步骤S290到S310的具体过程与步骤S220到S240相同，并因此省略其详细描述。
[0113]由此可见，采用根据本发明实施例的信息处理方和引导设备，可以首先通过引导设备中无线射频发生器的覆盖角度、摄像头的覆盖角度、和无线射频接收器在机器本体上的位置来快速划分各个引导设备的覆盖区域。
[0114]而且，在每个各个引导设备的覆盖区域中，可以通过单个独立的引导设备使用各种定位方法来获取robot的实时定位信息。这样，一方面，可以避免障碍物的信号衰减和避免其他引导设备的信号干扰；另一方面，该引导设备还可以通过摄像头获取先验地图中robot的位置信息对当前的robot定位进行实时校正。从而，相对提高了单个引导设备独立定位在室内的定位精度，并进一步使用先验地图下的摄像头定位信息校正提高了单个引导设备独立定位的精度。
[0115]另外，随着机器人的运动，通过将第一引导设备获取的robot实时定位信息传递给robot将要行驶到达的第二引导设备，使得第二引导设备能够很快的获得到达BN覆盖临界线的robot信息,并能够最快时间对robot进行定位控制。这样，通过将robot实时定位信息预先传递到robot将要运行到的引导设备来使得在先验地图下的单个引导设备独立定位精度提高，从而保证了 robot在各个引导设备覆盖区域之间的无缝切换，使robot在整个未知环境中的定位精度提高。
[0116]需要说明的是，尽管在本发明的上述实施例中将信息处理方法应用于通过引导设备来对在未知环境进行运动的可移动电子设备提供导航信息的过程中，但是，本发明不限于此。而是，还可以将本发明应用于其他的一个或多个电子设备(例如，个人计算机、平板电脑、移动电话、多媒体播放器、个人数字助理、超级本、智能电视等)之间的任何交互过程。
[0117]通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助于软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过软件、或硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对【背景技术】做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如R0M/RAM、磁盘、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0118]在上面详细描述了本发明的各个实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种信息处理方法，应用于第一引导设备，所述第一引导设备连接到第二引导设备，所述第一引导设备和所述第二引导设备用于引导可移动电子设备进行定位，所述第一引导设备具有第一覆盖范围，所述第二引导设备具有第二覆盖范围， 其特征在于，所述方法包括: 捕捉所述第一覆盖范围的图像数据； 根据所述图像数据来获取所述可移动电子设备的位置信息； 根据所述位置信息来确定所述可移动电子设备是否到达触发切换位置； 如果确定出所述可移动电子设备到达所述触发切换位置，则生成第一切换请求信号，所述第一切换请求信号用于请求所述第二引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息；以及 向所述第二引导设备发送第一切换请求信号。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述方法还包括: 根据所述位置信息来生成导航信息，所述导航信息用于使得所述可移动电子设备根据所述导航信息来校正自身位置；以及 向所述可移动电子设备提供所述导航信息。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述方法还包括: 从所述第二引导设备接收第一切换响应信号，所述第一切换响应信号指示出所述第二引导设备成功地向所述可移动电子设备提供导航信息；以及 当从所述第二引导设备接收到第一切换响应信号时，停止向所述可移动电子设备提供导航信息。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述确定所述可移动电子设备是否到达触发切换位置的步骤包括: 确定所述可移动电子设备是否移动进入所述第二覆盖范围； 确定所述可移动电子设备是否移动离开所述第一覆盖范围；和/或确定在所述可移动电子设备上装备的接收单元是否移动到达切换分界线，在所述切换分界线处，在所述第一引导设备上装备的发射单元的发射强度等于在所述第二引导设备上装备的发射单元的发射强度。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述方法还包括: 生成所述可移动电子设备的方位信息；以及 向所述第二引导设备发送所述方位信息，使得所述第二引导设备能够确定所述可移动电子设备的位置。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第一覆盖范围和所述第二覆盖范围与在所述第一引导设备和所述第二引导设备上装备的捕捉单元的捕捉范围、在所述第一引导设备和所述第二引导设备上装备的发射单元的辐射范围、和/或在所述可移动电子设备上装备的接收单元的位置相关联。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第一引导设备还连接到第三引导设备，所述第三引导设备具有第三覆盖范围，并且 所述捕捉所述第一覆盖范围的图像数据的步骤包括: 当所述第三引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息时，通过第一捕捉速度来捕捉所述第一覆盖范围的图像数据； 从所述第三引导设备接收所述可移动电子设备的方位信息； 根据所述方位信息来确定所述可移动电子设备的位置； 获取所述可移动电子设备的位置信息；以及 通过第二捕捉速度来捕捉所述第一覆盖范围的图像数据，所述第二捕捉速度小于所述第一捕捉速度。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述方法还包括: 从所述第三引导设备接收第二切换请求信号，所述第二切换请求信号用于请求所述第一引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息； 根据所述位置信息来生成导航信息，所述导航信息用于使得所述可移动电子设备根据所述导航信息来校正自身位置； 向所述可移动电子设备提供所述导航信息； 生成第二切换响应信号，所述第二切换响应信号指示出所述第一引导设备成功地向所述可移动电子设备提供导航信息；以及 向所述第三引导设备发送所述第二切换响应信号。
9.一种第一引导设备，所述第一引导设备连接到第二引导设备，所述第一引导设备和所述第二引导设备用于引导可移动电子设备进行定位，所述第一引导设备具有第一覆盖范围，所述第二引导设备具有第二覆盖范围， 其特征在于，所述第一引导设备包括: 捕捉单元，用于捕捉所述第一覆盖范围的图像数据； 获取单元，用于根据所述图像数据来获取所述可移动电子设备的位置信息； 确定单元，用于根据所述位置信息来确定所述可移动电子设备是否到达触发切换位置； 切换请求生成单元，用于如果确定出所述可移动电子设备到达所述触发切换位置，则生成第一切换请求信号，所述第一切换请求信号用于请求所述第二引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息；以及 通信单元，用于向所述第二引导设备发送第一切换请求信号。
10.根据权利要求9的第一引导设备，其特征在于，所述第一引导设备还包括: 导航信息生成单元，用于根据所述位置信息来生成导航信息，所述导航信息用于使得所述可移动电子设备根据所述导航信息来校正自身位置；以及发射单元，用于向所述可移动电子设备提供所述导航信息。
11.根据权利要求10的第一引导设备，其特征在于，所述通信单元从所述第二引导设备接收第一切换响应信号，所述第一切换响应信号指示出所述第二引导设备成功地向所述可移动电子设备提供导航信息，并且 当从所述第二引导设备接收到第一切换响应信号时，所述发射单元停止向所述可移动电子设备提供导航信息。
12.根据权利要求9的第一引导设备，其特征在于，所述确定单元通过执行以下操作来确定所述可移动电子设备是否到达触发切换位置: 确定所述可移动电子设备是否移动进入所述第二覆盖范围；确定所述可移动电子设备是否移动离开所述第一覆盖范围；和/或确定在所述可移动电子设备上装备的接收单元是否移动到达切换分界线，在所述切换分界线处，在所述第一引导设备上装备的发射单元的发射强度等于在所述第二引导设备上装备的发射单元的发射强度。
13.根据权利要求9的第一引导设备，其特征在于，所述第一引导设备还包括: 方位信息生成单元，用于生成所述可移动电子设备的方位信息，并且 所述通信单元向所述第二引导设备发送所述方位信息，使得所述第二引导设备能够确定所述可移动电子设备的位置。
14.根据权利要求9的第一引导设备，其特征在于，所述第一覆盖范围和所述第二覆盖范围与在所述第一引导设备和所述第二引导设备上装备的捕捉单元的捕捉范围、在所述第一引导设备和所述第二引导设备上装备的发射单元的辐射范围、和/或在所述可移动电子设备上装备的接收单元的位置相关联。
15.根据权利要求9的第一引导设备，其特征在于，所述第一引导设备还连接到第三引导设备，所述第三引导设备具有第三覆盖范围，并且 当所述第三引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息时，所述捕捉单元通过第一捕捉速度来捕捉所述第一覆盖范围的图像数据， 所述通信单元从所述第三引导设备接收所述可移动电子设备的方位信息， 所述获取单元根据所述方位信息来确定所述可移动电子设备的位置，并获取所述可移动电子设备的位置信息，并且 所述捕捉单元通过第二捕捉速度来捕捉所述第一覆盖范围的图像数据，所述第二捕捉速度小于所述第一捕捉速度。
16.根据权利要求15的第一引导设备,其特征在于， 所述通信单元从所述第三引导设备接收第二切换请求信号，所述第二切换请求信号用于请求所述第一引导设备向所述可移动电子设备提供导航信息，并且所述第一引导设备还包括: 导航信息生成单元，用于根据所述位置信息来生成导航信息，所述导航信息用于使得所述可移动电子设备根据所述导航信息来校正自身位置； 发射单元，用于向所述可移动电子设备提供所述导航信息；以及切换响应生成单元，用于 生成第二切换响应信号，所述第二切换响应信号指示出所述第一引导设备成功地向所述可移动电子设备提供导航信息，并且所述通信单元向所述第三引导设备发送所述第二切换响应信号。
【文档编号】G01C21/00GK103900554SQ201210574957
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月26日 优先权日:2012年12月26日
【发明者】刘云浩, 范溯, 李南君, 李众庆 申请人:联想(北京)有限公司