自主机器人及其定位校准方法、装置和存储介质与流程

本说明书涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种自主机器人及其定位校准方法、装置和存储介质。

背景技术：

自主机器人(或称为移动机器人)是其本体自带各种必要的传感器、控制器，在运行过程中无外界人为信息输入和控制的条件下，可以独立完成一定的任务的机器人。自主机器人可以在工作区域内移动，以执行作业任务。

自主机器人一般设置有定位装置，以为自主机器人在工作区域内的移动提供定位导航服务。然而，在实现本申请的过程中，本申请的发明人发现：自主机器人的定位装置有时会存在坐标不统一(即定位坐标发生漂移)的问题。

技术实现要素：

本说明书实施例的目的在于提供一种自主机器人及其定位校准方法、装置和存储介质，以实现自主机器人对其定位装置进行自动定位校准。

为达到上述目的，一方面，本说明书实施例提供了一种自主机器人的定位校准方法，包括：

使自主机器人的定位装置位于目标位置；所述定位装置在所述目标位置接收到的卫星定位信号满足预设的第一条件；

基于预设的固定参考点的位置信息确定所述目标位置的第一位置信息，并获取所述定位装置在目标位置输出的第二位置信息；

确定所述第二位置信息相对于所述第一位置信息的偏移量；

根据所述偏移量对所述定位装置进行定位校准。

另一方面，本说明书实施例还提供了一种自主机器人的定位校准装置，包括：

移动控制模块，用于使自主机器人的定位装置位于目标位置；所述定位装置在所述目标位置接收到的卫星定位信号满足预设的第一条件；

位置确定模块，用于基于预设的固定参考点的位置信息确定所述目标位置的第一位置信息，并获取所述定位装置在目标位置输出的第二位置信息；

偏移量确定模块，用于确定所述第二位置信息相对于所述第一位置信息的偏移量；

校准执行模块，用于根据所述偏移量对所述定位装置进行定位校准。

另一方面，本说明书实施例还提供了一种自主机器人，所述自主机器人配置有上述的定位校准装置。

另一方面，本说明书实施例还提供了一种计算机存储介质，其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以下步骤：

使自主机器人的定位装置位于目标位置；所述定位装置在所述目标位置接收到的卫星定位信号满足预设的第一条件；

基于预设的固定参考点的位置信息确定所述目标位置的第一位置信息，并获取所述定位装置在目标位置输出的第二位置信息；

确定所述第二位置信息相对于所述第一位置信息的偏移量；

根据所述偏移量对所述定位装置进行定位校准。

由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书实施例中，当自主机器人的定位装置发生了重启，或自主机器人的定位装置持续工作时长达到预设时长时，自主机器人可以通过定位校准装置对其定位装置自动进行校准，从而可以使其定位装置保持坐标统一(即使得自主机器人的地图可以维持在同一个地图坐标系下)，从而避免了因坐标不统一而导致定位装置难以提供可靠的定位导航服务的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本说明书一些实施例中自主机器人的示意图；

图2为本说明书另一些实施例中自主机器人的示意图；

图3为本说明书一些实施例中获取目标位置的第一位置信息的示意图；

图4为本说明书另一些实施例中自主机器人的示意图；

图5为本说明书另一些实施例中获取目标位置的第一位置信息的示意图；

图6为本说明书一些实施例中自主机器人的定位校准装置的结构框图；

图7为本说明书一些实施例中自主机器人的定位校准方法的方法流程图；

图8为本说明书一些实施例中计算机存储介质的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

参考图1所示，本说明书一些实施例的自主机器人100可以在工作区域200内自主移动，以自动执行作业任务。在用户设定了工作区域200后，自主机器人100可以自动建立工作区域200的地图，并根据作业任务在地图上规划行走路径，进而可以根据规划出的行走路径在工作区域200内自主移动。在一些示例性实施例中，所述自主机器人100例如可以为自动割草机、自动清洁设备、自动浇灌设备、自动扫雪机等。

在本说明书一些实施例中，自主机器人上可以设置有基于卫星定位系统的定位装置，以便于为自主机器人在工作区域内的移动提供定位导航服务。其中，所述卫星定位系统例如可是全球定位系统(globalpositioningsystem，简称gps)、北斗卫星导航系统、伽利略卫星导航系统或格洛纳斯(glonass)卫星导航卫星系统，等等。

在实现本申请的过程中，本申请的发明人发现：自主机器人的定位装置在一些情况下(例如在开关机前后，或因长时间持续工作产生了的定位误差累积等)容易出现坐标不统一的问题，从而会导致定位装置难以提供可靠的定位导航服务。

有鉴于此，为了解决上述问题，本说明书实施例的自主机器人配置有定位校准装置。结合图6所示，在一些实施例中，自主机器人的定位校准装置可以包括：移动控制模块61、位置确定模块62、偏移量确定模块63和校准执行模块64。其中，移动控制模块61可以用于使自主机器人的定位装置位于目标位置；所述定位装置在所述目标位置接收到的卫星定位信号满足预设的第一条件。位置确定模块62可以用于基于预设的固定参考点的位置信息确定所述目标位置的第一位置信息，并获取所述定位装置在目标位置输出的第二位置信息。偏移量确定模块63可以用于确定所述第二位置信息相对于所述第一位置信息的偏移量。校准执行模块64可以用于根据所述偏移量对所述定位装置进行定位校准。

如此，当自主机器人的定位装置发生了重启，或自主机器人的定位装置持续工作时长达到预设时长时，自主机器人可以通过定位校准装置对其定位装置自动进行校准，从而可以使其定位装置保持坐标统一(即使得自主机器人的地图可以维持在同一个地图坐标系下)，从而避免了因坐标不统一而导致定位装置难以提供可靠的定位导航服务的问题。此外，在现有技术中，当定位装置出现坐标不统一时，自主机器人可能需要重新建立工作区域的地图。而基于本说明书实施例的定位校准装置，还可以避免因坐标不统一导致自主机器人重新建图的问题。

在本说明书一些实施例中，目标位置为自主机器人的工作区域内的位置，自主机器人的定位装置在目标位置接收到的卫星定位信号，满足预设的第一条件(即在该位置处自主机器人的定位装置接收到的卫星定位信号良好)。一般地，在工作区域的空旷地带内，自主机器人的定位装置可以接收到质量良好的卫星定位信号，因此，可从中选择一个作为目标位置。

自主机器人的定位装置一般配置有用于监测卫星定位信号质量的信号监测模块。据此，移动控制模块61可以获知当前所处位置的卫星定位信号的信号质量，并据此判断自主机器人的定位装置当前是否位于目标位置。

例如，在本说明书一实施例中，当自主机器人的定位装置在目标位置接收到的卫星定位信号的信噪比达到预设的信噪比阈值时，移动控制模块61可以确认自主机器人的定位装置当前位于目标位置。在一示例性实施例中，假设预设的信噪比阈值为15db，当自主机器人的定位装置在目标位置接收到的卫星定位信号的信噪比为17db时，可以确认自主机器人的定位装置当前位于目标位置。

再如，在本说明书另一实施例中，当自主机器人的定位装置在所述目标位置搜索到的定位卫星的数量达到预设的数量阈值时，移动控制模块61可以确认自主机器人的定位装置当前位于目标位置。在一示例性实施例中，假设预设的信噪比阈值为8颗，当自主机器人的定位装置在目标位置接收到的卫星定位信号的信噪比为10颗时，可以确认自主机器人的定位装置当前位于目标位置。

在其他实施例中，移动控制模块61也可以采用其他方式判断自主机器人的定位装置当前是否位于目标位置，本说明书对此不作限定，具体可以根据需要选择。

由于自主机器人的定位装置位于目标位置时，定位装置才可以输出准确的位置数据，在此情况下对自主机器人的定位装置进行校准才有意义。因此，当自主机器人的定位装置当前未位于目标位置时，移动控制模块61需控制定位装置移动至目标位置。在一些示例性实施例中，当自主机器人的定位装置当前未位于目标位置时，移动控制模块61可以控制自主机器人执行预设的移动动作(例如前进、后退、旋转一定角度后前进、旋转一定角度后后退，等等)，以将所述定位装置移动至所述目标位置。

在本说明一些实施例中，上述预设的固定参考点可以为自主机器人的工作区域内的任意一固定位置点，也可以为工作区域边缘处的任意一固定位置点，还可以为位于工作区域外附近的任意一固定位置点。例如，在本说明书一实施例中，由于自主机器人的充电站一般是固定安装于工作区域边缘处，因此可以利用充电站这一固定位置点作为固定参考点。如此，不论充电站安装于何处，移动控制模块61总可以控制定位装置移动至合适的目标位置，从而使得用户可以根据需要任意选择充电站的安装位置，而无需考虑安装位置处的卫星定位信号质量问题。

在本说明实施例中，在一些特殊情况下，自主机器人的充电站可能恰好安装于卫星定位信号质量良好的位置。在此情况下，当自主机器人与充电站处于对接状态时，自主机器人的定位装置与充电站的距离固定，且自主机器人的航向与充电站的朝向一致(或自主机器人的航向与充电站的朝向相反)；此时，自主机器人的定位装置和充电站的相对位置关系是确定的。相应的，根据这种相对位置关系以及充电站的位置信息，可以比较容易地获得自主机器人的定位装置的第一位置信息。

多数情况下，当自主机器人不在对接充电位置时，或者自主机器人的充电站被安装于卫星定位信号质量不好的位置(例如，自主机器人的充电站安装于工作区域边缘，这些边缘位置往往会存在墙壁、栅栏、灌木丛等，可能对定位装置接收卫星定位信号产生干扰的物体)时，位置确定模块62可以利用安装于自主机器人上的距离传感器，并基于三角测距原理确定目标位置与固定参考点的相对位置关系；并根据所述相对位置关系及所述固定参考点的位置信息，确定所述目标位置的第一位置信息。

为便于理解本领域技术人员理解，下面以自主机器人的充电站作为固定参考点为例，具体说明。

在本说明一些实施例中，如图2所示，自主机器人100上可以安装有两个位于不同位置上的距离传感器12(为了降低实现复杂度，图2所示的两个距离传感器12可以相对于自主机器人100的中心线呈轴对称分布，且定位装置11可以位于自主机器人100的中心线上)。通过距离传感器12可以获取距离传感器12与充电站300的距离，由于充电站300的位置信息已知，且定位装置11与两个距离传感器12之间的相对位置关系已知。据此，位置确定模块62可以根据三角测距原理获得定位装置11的第一位置信息。在一示例性实施例中，距离传感器12可以包括但不限于超声波距离传感器、光学距离传感器或红外距离传感器等。

例如，在图3所示的实施例中，a和b为安装于自主机器人上的两个超声波距离传感器，c点为ab连线的中点，d点为定位装置，p点为充电站。根据超声波距离传感器可以测得ap和bp，由于ab已知，因此，可以获得cp和∠pce。自主机器人一般配置有方向传感器(例如陀螺仪、电子罗盘等)，根据方向传感器的输出可以获得自主机器人的航向(即ce方向)，而充电站的朝向(即pe方向)已知，如此可以获得自主机器人的航向与充电站的朝向的夹角β，根据∠pce和β可以获得cp与充电站的朝向的夹角α。由此，根据α和cp可以确定c点与p点的相对位置关系。由于p点位置信息已知，因此可以计算出c点的位置信息。而c点与d点的相对位置关系已知，结合c点的位置信息就可以计算出d点的第一位置信息。

在本说明书另一些实施例中，如图4所示，可以在工作区域内预设标记点(标记点为一固定位置点)以作为目标位置点。例如，一些充电站300处设有向外延伸的引导线13(通常引导线13主要用于引导自主机器人100回归充电站300对接充电)，则可以在引导线13上设置作为目标位置的标记点。其中，该标记点满足第一条件(即在该标记点位置处自主机器人的定位装置接收到的卫星定位信号良好)。相应的，所述自主机器人上可以安装有对应的标记点检测装置，根据标记点检测装置是否检测到标记点，即可判断自主机器人的当前位置是否为目标位置。结合图5所示，当自主机器人沿引导线(图5中的黑色粗实线)移动至标记点(图5中的d点位置)时，由于根据标记点检测装置检测到了标记点，据此可判断出自主机器人的当前位置即为目标位置。此时，基于所述标记点与所述固定参考点的预设位置关系(即d点与p点的位置关系)，及所述固定参考点(p点)的位置信息，可以计算出所述目标位置(即标记点)的第一位置信息如此，可以充分利用自主机器人的原有配置校准定位装置，从而可以有利于降低定位校准装置的实现成本。在另一些实施例中，标记点位置信息已知，根据标记点检测装置检测到了标记点，判断自主机器人的当前位置即为目标位置，基于标记点的位置信息即可确定自主机器人的当前位置信息，即目标位置的第一位置信息。

在一示例性实施例中，引导线上的标记点可以为在引导线某一位置上形成的特定图形或符号等可视标记点。相应的，所述标记点检测装置可以为基于ocr(opticalcharacterrecognition，光学字符识别)技术的扫描识别装置。在另一示例性实施例中，引导线上的标记点也可以为非可视标记点。例如，引导线可以为磁引导线，且磁引导线上各个位置点的磁感应强度与离充电站的距离成反比(即磁引导线上的位置点离充电站越远，该位置点的磁感应强度越小)，则引导线上的标记点可以为引导线上的磁感应强度值为预设值的位置点。此种情况下，就无需在引导线上形成可视标记点。相应的，所述标记点检测装置可以为安装于所述自主机器人上的磁感应强度传感器。

需要说明的是，以上仅是举例说明位置确定模块62如何基于固定参考点的位置信息确定目标位置的第一位置信息的。在本说明书其他实施例中，也可以采用其他任何合适的方式确定目标位置的第一位置信息，本说明书对此不做限定，具体可以根据需要选择。

在本说明书一实施例中，固定参考点的位置信息可以由自主机器人测定并保存，由于其测定过程，与上述基于固定参考点的位置信息确定目标位置的第一位置信息相反，在此不再赘述。当然，在本说明书其他实施例中，固定参考点的位置信息也可以由用户通过客户端配置于自主机器人上。

在本说明书一些实施例中，当位置确定模块62确定目标位置的第一位置信息(x，y)和第二位置信息(x'，y')后，偏移量确定模块63可以计算出第二位置信息相对于第一位置信息的偏移量(△x＝x-x'，△y＝y-y')，相应的，校准执行模块64可以根据偏移量(△x，△y)对定位装置进行定位校准，以统一坐标。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

参考图7所示，与上述自主机器人的定位校准装置对应，本说明书一些实施例的自主机器人的定位校准方法可以包括以下步骤：

s701、使自主机器人的定位装置位于目标位置；所述定位装置在所述目标位置接收到的卫星定位信号满足预设的第一条件。

s702、基于预设的固定参考点的位置信息确定所述目标位置的第一位置信息，并获取所述定位装置在目标位置输出的第二位置信息。

s703、确定所述第二位置信息相对于所述第一位置信息的偏移量。

s704、根据所述偏移量对所述定位装置进行定位校准。

参考图8所示，本说明书一些实施例计算机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以下步骤：

使自主机器人的定位装置位于目标位置；所述定位装置在所述目标位置接收到的卫星定位信号满足预设的第一条件；

基于预设的固定参考点的位置信息确定所述目标位置的第一位置信息，并获取所述定位装置在目标位置输出的第二位置信息；

确定所述第二位置信息相对于所述第一位置信息的偏移量；

根据所述偏移量对所述定位装置进行定位校准。

虽然上文描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是，应当清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁盘式存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，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、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、方法或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于装置实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。