巡检机器人及其控制方法与流程

本发明属于机器人控制技术领域，尤其涉及一种巡检机器人及其控制方法。

背景技术：

目前，传统的实体货物一般是采用人工盘点，但是采用人工盘点的方式容易出现错检和漏检的方式，而且耗费人力，因此，传统的技术方案中存在盘点准确率低和耗费人力的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种巡检机器人及其控制方法，旨在解决传统的技术方案中存在的盘点准确率低和耗费人力的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种巡检机器人，包括：

盘点识别装置，所述盘点识别装置用于获取待盘点设备的三维数据；

控制器，所述控制器与所述盘点识别装置连接，所述控制器根据所述三维数据生成第一控制信号和第二控制信号；

第一盘点机构，所述第一盘点机构与所述控制器连接，所述第一盘点机构用于在所述第一控制信号的控制下移动至待盘点设备的第一目标位置并获取所述待盘点设备的第一标签信息；以及

第二盘点机构，所述第二盘点机构与所述控制器连接，所述第二盘点机构用于在所述第二控制信号的控制下移动至待盘点设备的第二目标位置并获取所述待盘点设备的第二标签信息；

所述控制器将所述第一标签信息和所述第二标签信息上传到上位机，所述上位机根据所述第一标签信息和/或所述第二标签信息判断所述待盘点设备是否为目标盘点设备。

在一个实施例中，所述盘点识别装置包括rgbd摄像机。

在一个实施例中，所述第一盘点机构包括：rfid天线、转向机构以及rfid读写器，所述rfid天线可转动地设置于所述转向机构上，所述rfid天线与所述rfid读写器连接，所述rfid读写器通过所述rfid天线读取所述待盘点设备的rfid标签，所述第一标签信息包括所述rfid标签。

在一个实施例中，所述rfid天线的收发功率可调。

在一个实施例中，所述第二盘点机构包括云台和升降机构，所述云台设置于所述升降机构上，所述云台可在所述升降机构驱动下上下移动。

在一个实施例中，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制器的数据端连接，所述控制器通过所述无线通信模块与所述上位机进行数据互传。

在一个实施例中，还包括多个通信接口，所述控制器分别通过各个所述通信接口与所述盘点识别装置、第一盘点机构以及第二盘点机构连接。

在一个实施例中，，还包括：主电路与屏蔽装置，所述屏蔽装置用于包裹所述主电路的各接线线缆。

本发明实施例的第二方面提供了一种巡检机器人的控制方法，包括：

根据工作指令按预设路线行走至盘点区域；

获取所述盘点区域的待盘点设备的三维数据；

根据所述待盘点设备的三维数据，利用第一盘点机构采集所述待盘点设备的第一标签信息；

根据所述待盘点设备的三维数据，利用第二盘点机构采集所述待盘点设备的第二标签信息和设备状态参数；

根据所述设备状态参数判断所述待盘点设备的工作状态；

将所述第一标签信息和所述第二标签信息发送到上位机，所述上位机根据所述第一标签信息和/或所述第二标签信息判定所述待盘点设备是否为目标盘点设备。

在一个实施例中，所述根据各个所述待盘点设备的三维数据，分别控制第一盘点机构采集各个所述待盘点设备的标签信息包括：

根据所述三维数据调整rfid天线的角度；

获取所述rfid天线与所述待盘点设备的距离；

根据所述角度和所述距离，调整所述rfid天线的功率参数；

控制rfid读写器通过所述rfid天线发出射频信号；

接收所述rfid读写器获取的所述待盘点设备的rfid标签发出的第一标签信息。

上述的巡检机器人，通过加入盘点识别装置、控制器、第一盘点机构以及第二盘点机构对待盘点设备进行盘点以解决传统技术方案中存在的耗费人力的问题，通过盘点识别装置获取盘点设备的三维数据，并通过控制器调整第一盘点机构和第二盘点机构的位置，从而使得第一盘点机构和第二盘点机构可准确便捷的读取对应的待盘点设备的信息，并通过上位机比对第一盘点机构和第二盘点机构获取的第一标签信息和第二标签信息以实现对待检测设备的双重盘点，提高了盘点的准确率，即解决了传统的技术方案中存在的盘点准确率低和耗费人力的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的巡检机器人的电路示意图；

图2为图1所示的巡检机器人中第一盘点机构的示例电路原理图；

图3为图2所示的巡检机器人中第一盘点机构的另一示例电路原理图；

图4为图1所示的巡检机器人中第二盘点机构的示例电路原理图；

图5为图1所示的巡检机器人的另一电路示意图；

图6为图1所示的巡检机器人的另一电路示意图；

图7为本发明一实施例提供的巡检机器人的屏蔽装置的示意图；

图8为本发明一实施例提供的巡检机器人的控制方法的具体流程图；

图9为图8所示的巡检机器人的控制方法中的步骤s300的具体流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明实施例的第一方面提供的巡检机器人的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中的巡检机器人，包括：盘点识别装置200、控制器100、第一盘点机构300以及第二盘点机构400，控制器100与盘点识别装置200连接，第一盘点机构300与控制器100连接，第二盘点机构400与控制器100连接；盘点识别装置200用于获取待盘点设备的三维数据；控制器100根据三维数据生成第一控制信号和第二控制信号；盘点识别装置200与控制器100连接，第一盘点机构300用于在第一控制信号的控制下移动至待盘点设备的第一目标位置并获取待盘点设备的第一标签信息；第二盘点机构400用于在第二控制信号的控制下移动至待盘点设备的第二目标位置并获取待盘点设备第二标签信息；控制器100将第一标签信息和第二标签信息上传到上位机500，上位机500根据第一标签信息和/或第二标签信息判断待盘点设备是否为目标盘点设备。

应理解，待盘点设备应当设置有唯一id识别的第一标签信息和第二标签信息，其中，第一标签信息和第二标签信息可以包括射频标签和二维码；第一目标位置为第一盘点机构可以获取到第一标签信息的位置，例如待盘点设备的第一标签信息所在的位置或者其他第一标签信息的被识别范围内；第二目标位置为第二盘点机构可以获取到第二标签信息的位置，例如待盘点设备的第二标签信息所在的位置；本实施例中的三维数据包括待盘点设备的高度、方向角度、宽度、深度等数据，可以通过三维数据识别和读取的器件来获取三维数据，例如rgbd摄像机；盘点识别装置200可以由能够识别三维信息的rgbd摄像机构成；控制器100可以为微处理器，例如单片机；第一盘点机构300和第二盘点机构400可以为能够读取标签信息的电路，或者可以通过获取标签信息的图像，进而由控制器100或者上位机500从该图像中读取对应的标签信息的器件或者设备构成，例如云台摄像机。

上位机500可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。上位机500可包括，但不仅限于，处理器、存储器，还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。所称处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器可以是所上位机500的内部存储单元，例如硬盘或内存。存储器也可以是上位机500的外部存储设备，上位机500上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器还可以既包括上位机500的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储计算机程序以及上位机500所需的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

应理解，使用者可以根据待盘点设备所处的盘点区域的各个待盘点设备的容易被人接近概率、被移动率或者被使用率来选择上位机是根据第一标签信息和第二标签信息共同判断待盘点设备是否为目标盘点设备，还是在第一标签信息和第二标签信息中择一盘点待盘点设备是否为目标盘点设备。例如，对于不容易被人接近的、不常被移动或者不常被使用的待盘点设备，可以仅根据第一标签信息或第二标签信息来判断待盘点设备是否为目标设备；对于置于能够被人容易接近的、经常被移动或使用的待盘点设备，可以根据第一标签信息和第二标签信息同时来判定待盘点设备是否为目标盘点设备，即第一标签信息的唯一识别id对应为目标盘点设备且第二标签信息的唯一识别id对应为目标盘点设备时，上位机500才做出该待盘点设备为目标盘点设备的判断。

本实施例中的巡检机器人，通过加入盘点识别装置200、控制器100、第一盘点机构300以及第二盘点机构400对待盘点设备进行盘点以解决传统技术方案中存在的耗费人力的问题，通过盘点识别装置200获取盘点设备的三维数据，并通过控制器100调整第一盘点机构300和第二盘点机构400的位置，从而使得第一盘点机构300和第二盘点机构400可准确便捷的读取对应的待盘点设备的信息，并通过上位机500比对第一盘点机构300和第二盘点机构400获取的第一标签信息和第二标签信息以以实现对待检测设备的双重盘点，提高了盘点的准确率，即解决了传统的技术方案中存在的盘点准确率低和耗费人力的问题。

可选的，第一盘点机构300或者第二盘点机构400还可以获取待盘点设备的设备状态参数并将该设备状态参数传输到控制器100，控制器100根据该设备状态参数判读对应的待盘点设备的工作状态；其中，设备状态参数可以包括温度、电流、电压、功率参数等；工作状态包括非工作状态、正常工作状态和异常工作状态等。例如，当获取的设备状态参数为温度时，控制器100将该温度与多个预设温度通过大小比较、做差比较或者做商比较等，判断该温度是否超过预设温度范围段内，预设温度范围段可以包括低温范围段、正常温度范围段以及超温范围段，其中，低温范围段代表待盘点设备停止工作，正常温度范围段代表待盘点设备处于正常工作状态，超温范围段代表待盘点设备处于异常工作状态。另外，电流、电压、功率参数的检测可以使用相应的传感器，例如互感线圈，控制器100根据获取到的电流、电压或者功率参数等，同样可以判断设备的工作状态。

在一个实施例中，盘点识别装置200包括rgbd摄像机。应理解，本实施例中的rgbd摄像机通过同时采集待盘点设备的彩色图像和深度图像以获取待盘点设备的三维数据。

应理解，本实施例中的rgbd摄像机还可以用于避障，当rgbd摄像机检测到前方有障碍物时，控制巡检机器人停止前进或者调整路线等以避开前方障碍物。

请参阅图2，在一个实施例中，第一盘点机构300包括：rfid天线310、转向机构320以及rfid读写器330，rfid天线310可转动地设置于转向机构320上，rfid天线310与rfid读写器330连接，控制器100控制转向机构320将rfid天线310转动至第一目标位置，rfid读写器330通过rfid天线310读取待盘点设备的rfid标签，第一标签信息包括rfid标签。可选的，rfid天线310的收发功率可调。

应理解，本实施例中的rfid天线310与转向机构320同步转动，rfid天线310通过转向到第一目标位置以调整rfid天线310的覆盖范围，从而确保rfid读写器330可以通过rfid天线310读取对应的待盘点设备的第一标签信息；第一目标位置为预设位置，使用者可以根据实际使用中标签的信号感应强度而设置；rfid读写器330可以根据rfid天线310与待盘点设备的距离和角度方向来调整rfid天线310的收发功率的功率参数，从而实现在保证第一盘点机构300可以准确读取待盘点设备的rfid标签的情况下，减少对对应的待盘点设备的干扰。可选的，转向机构320可以由步进电机构成。应理解，rfid读写器330可以由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。

可选的，请参阅图3，第一盘点机构300还可以包括rfid天线340，rfid天线340和rfid天线310可转动地设置于转向机构320的两个不同的方向上，rfid天线310和rfid天线340分别与rfid读写器330连接，控制器100控制转向机构320将rfid天线310或rfid天线340转动至第一目标位置，rfid读写器330通过rfid天线310或rfid天线340读取待盘点设备的rfid标签，第一标签信息包括rfid标签。

应理解，本实施例中的第一盘点机构300通过在转向机构320的两个不同的方向上设置两个rfid天线，控制器100控制转向机构320将任一rfid天线转动至第一目标位置以读取待盘点设备的rfid标签，转向机构320可将最靠近的rfid天线移动至第一目标位置，从而降低了rfid天线转动至第一目标位置的时长，提高了第一盘点机构300的工作效率。

请参阅图4，在一个实施例中，第二盘点机构400包括云台410和升降机构420，云台410设置于升降机构420上，云台410可在升降机构420驱动下上下移动至第二目标位置。应理解，第二目标位置为云台410能够拍摄到待盘点设备的第一标签信息的位置。升降机构420可以由升降电机构成，通过控制升降电机，从而实现对云台410的高度的调整。

在一个实施例中，云台410为热成像双光谱云台，热成像双光谱云台用于检测所述待盘点设备的温度和拍摄二维码图片，第二标签信息包括二维码信息和待盘点设备的温度参数。

请参阅图5，在一个实施例中，巡检机器人还包括无线通信模块600，无线通信模块600与控制器100的数据端连接，控制器100通过无线通信模块600与上位机500进行数据互传。应理解，无线通信模块600可以为无线网卡、wifi模组或者蓝牙模组等。

请参阅图6，在一个实施例中，巡检机器人还包括多个通信接口，控制器100分别通过各个通信接口与盘点识别装置200、第一盘点机构300以及第二盘点机构400连接。应理解，通信接口可以为usb接口或者以太网接口，其中，第一通信接口710连接于控制器100和盘点识别装置200之间，第二通信接口720连接于控制器100和第一盘点机构300之间，第三通信接口730连接于控制器100和第二盘点机构400之间，第四通信接口740连接于控制器100和上位机500之间。

可选的，在一个实施例中，第一通信接口710包括usb接口；第二通信接口720包括型号为krj-320lnl的以太网接口和型号为ar8033以太网收发器；第三通信接口730包括型号为adm1485的以太网通信芯片；第四通信接口740包括usb接口。

在一个实施例中，巡检机器人还包括主电路和屏蔽装置，屏蔽装置用于包裹主电路的各接线线缆，主电路可以为巡检机器人的基本电路，例如用于控制巡检机器人行走的电路，应理解，屏蔽装置可以为金属线、金属片或者金属板等。

例如，请参阅图7，主电路10包括有第一设备01、第二设备02、第三设备03，第一设备01和第二设备02连接，第一设备01和第三设备03连接，屏蔽装置11包裹第一设备01和第二设备02间的接线线缆，屏蔽装置12包裹第一设备01和第三设备03间的接线线缆。

本实施例中的巡检机器人，通过加入屏蔽装置，从而降低了用于第一盘点机构和第二盘点机构对巡检机器人自身主电路的干扰。

请参阅图8，本发明实施例的第二方面提供了一种巡检机器人的控制方法，包括：

步骤s100：根据工作指令按预设路线行走至盘点区域；

可选的，工作指令包括直线行走指令、曲线行走指令以及旋转行走指令等，可以根据盘点区域的待盘点设备的标签和二维码的粘贴位置与巡检机器人前进路线的相对方向和各个待盘点设备的排列顺序来发送不同的工作指令，例如，当待盘点设备的标签和二维码位于巡检机器人前进路线的可直视面时，且各个带盘点设备成列排序的时候，发送的工作指令为直线行走指令，从而便于巡检机器人按顺序逐一盘点各个待盘点设备；当待盘点设备的标签和二维码位于巡检机器人前进路线的可直视面时，且各个带盘点设备差隔分布时，发送的工作指令为曲线行走指令，从而便于巡检机器人能在最短时间内完成对各个待盘点设备的逐一盘点；当待盘点设备的标签和二维码位于巡检机器人前进路线的不可直视面时，发送的工作指令为旋转行走指令，从而避免巡检机器人出现漏检的情况。

步骤s200：获取盘点区域的待盘点设备的三维数据；

应理解，当巡检机器人检测到有待盘点设备的时候，巡检机器人应当停下，以对该盘点设备进行盘点；本实施例中通过获取待盘点设备的三维数据从而便于调整巡检机器人对待盘点设备进行盘点。

步骤s300：根据待盘点设备的三维数据，利用第一盘点机构300采集待盘点设备的第一标签信息；

其中，请参阅图9，在一个实施例中，步骤s300包括如下步骤：

步骤s310：根据三维数据调整rfid天线310的角度；

应理解，根据待盘点设备的三维数据调整rfid天线310的角度，从而使得rfid天线310的覆盖范围可以全面覆盖该待盘点设备，避免由于rfid天线310的覆盖范围没有覆盖到对应的待盘点设备的rfid标签，从而出现漏检和误检的情况。

步骤s320：获取rfid天线310与待盘点设备的距离；

可选的，可以通过rgbd摄像机获取rfid天线310与待盘点设备的距离，也可以通过红外测距传感器获取。

步骤s330：根据角度和距离，调整rfid天线310的功率参数；

应理解，rfid天线310的功率参数为rfid天线310的收发功率参数；在获取了rfid天线310对应于待盘点设备的角度和距离后，可以通过rfid读写器330对rfid天线310的功率参数进行调整，例如，rfid天线310对应于待盘点设备的距离与rfid天线310的功率参数成反比例关系，即rfid天线310距离待盘点设备的距离越近，则rfid天线310的功率参数应当越低，从而避免rfid天线310的功率参数过高而对待盘点设备产生干扰；另外，rfid天线310的功率参数与rfid天线310相对于待盘点设备的标签的角度的类型相关，例如，当rfid天线310相对于待盘点设备的标签的角度为rfid天线310的半功率角时，则增大rfid天线310的功率参数。本实施例中，可以根据rfid天线310与待盘点设备的距离和角度方向来调整rfid天线310的功率参数，从而实现在保证第一盘点机构300可以准确读取待盘点设备的rfid标签的情况下，减少对对应的待盘点设备的干扰。

步骤s340：控制rfid读写器330通过rfid天线310发出射频信号；

步骤s350：接收rfid读写器330获取的待盘点设备的rfid标签发出的第一标签信息。

步骤s400：根据待盘点设备的三维数据，利用第二盘点机构400采集待盘点设备的第二标签信息和设备状态参数；

应理解，第二盘点机构400可以由云台410和升降机构420构成，根据待盘点设备的三维数据，通过调整升降机构420的高度，从而保证云台410可以采集待盘点设备的二维码信息和设备状态参数。

步骤s500：根据设备状态参数判断所述待盘点设备的工作状态；

工作状态包括非工作状态、正常工作状态和异常工作状态等，可选的，控制器100将当前温度与多个预设温度通过大小比较、做差比较或者做商比较等，判断当前温度是否超过预设温度范围段内，预设温度范围段包括低温范围段、正常温度范围段以及超温范围段，其中，低温范围段代表待盘点设备停止工作，正常温度范围段代表待盘点设备处于正常工作状态，超温范围段代表待盘点设备处于异常工作状态。

步骤s600：将第一标签信息和第二标签信息发送到上位机500，上位机500根据第一标签信息和/或第二标签信息判定待盘点设备是否为目标盘点设备。

应理解，上位机500根据具有唯一识别id的第一标签信息和/或第二标签信息，双重判定待盘点设备是否为目标盘点设备，上位机500可以根据盘点区域的各个被盘点设备的容易被人接近概率、被移动率或被使用率等去选择是根据第一标签信息或第二标签信息中的一个来判定待盘点设备是否为目标设备或是根据第一标签信息和第二标签信息同时来判定带盘点设备是否为目标设备。当上位机500择一第一标签信息或第二标签信息来判定待盘点设备是否为目标设备时，上位机500可以以第一时间获得的标签信息来进行判定，从而提高了盘点的效率，并且避免了第一标签信息或者第二标签信息因为掉落或者由于贴设位置过于隐蔽无法被巡检机器人获取而造成的盘点时间过长或无法对待盘点设备进行确认的情况的出现。当上位机500根据第一标签信息和第二标签信息来双重判定该待盘点设备是否目标盘点设备时，即在同一时间完成了对目标盘点设备的二次判定，避免出现漏检和误检的情况，可选的，当第一标签信息和第二标签信息都显示为同一目标盘点设备的id时，则判定该待盘点设备为目标盘点设备；当在第一标签信息和第二标签信息中，一个为目标盘点设备的id时，而另外一个为非目标盘点设备或者为另一个目标盘点设备时，则控制巡检机器人到该待盘点设备重新检测并发出警报；当第一标签信息和第二标签信息都为非目标盘点设备的id时，则判定该盘点设备为非目标盘点设备。本实施例中的巡检机器人的控制方法，通过对待盘点设备的双重盘点从而避免了漏检和误检的情况。

在本文对各种器件、电路、装置、系统和/或方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。

在整个说明书中对“各种实施方式”、“在实施方式中”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意为关于实施方式所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的适当地方的出现并不一定都指同一实施方式。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以任何适当的方式组合。因此，关于一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其它实施方式的特征、结构或特性进行组合，而没有假定这样的组合不是不合逻辑的或无功能的限制。任何方向参考(例如，加上、减去、上部、下部、向上、向下、左边、右边、向左、向右、顶部、底部、在…之上、在…之下、垂直、水平、顺时针和逆时针)用于识别目的以帮助读者理解本公开内容，且并不产生限制，特别是关于实施方式的位置、定向或使用。

虽然上面以某个详细程度描述了某些实施方式，但是本领域中的技术人员可对所公开的实施方式做出很多变更而不偏离本公开的范围。连接参考(例如，附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定暗示两个元件直接连接/耦合且彼此处于固定关系中。“例如”在整个说明书中的使用应被广泛地解释并用于提供本公开的实施方式的非限制性例子，且本公开不限于这样的例子。意图是包含在上述描述中或在附图中示出的所有事务应被解释为仅仅是例证性的而不是限制性的。可做出在细节或结构上的变化而不偏离本公开。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。