机器人、定位方法、电子设备及存储介质与流程

文档序号:25731701发布日期:2021-07-02 21:20阅读:89来源:国知局
机器人、定位方法、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及机器人定位技术领域,具体而言,涉及一种机器人、定位方法、电子设备及存储介质。



背景技术:

随着电子商务的快速发展,既给物流仓储行业带来了迅速崛起的契机,也给仓储物品的分拣等带来前所未有的挑战。为了提高物流过程中的货物搬运效率,搬运机器人以及智能仓储应运而生。

在机器人在执行搬运工作时,需要实时根据机器人位置以及运输路径完成运输,因此机器人需要在行驶过程中快速完成定位,一般情况下,针对特定的仓库,可以在仓库中粘贴携带有位置信息的定位码,当机器人行驶通过每个定位码时,可以通过设置于机器人上的扫码器得到定位码的位置信息,进而确定机器人的当前位置。

但是,该方式需要提前在行驶地面上或者墙壁上粘贴用于进行定位的定位码,但是当场景发生变化时,比如定位码被障碍物覆盖或者丢失后,即无法完成定位。



技术实现要素:

本申请实施例至少提供一种机器人,能够在多种场景中进行定位。

第一方面,本申请实施例提供了一种机器人,所述机器人包括位置传感器和控制装置,所述控制装置包括相对位置确定模块、定位源确定模块和当前位置确定模块;

所述相对位置确定模块设置为在确定机器人进入目标区域后,使用位置传感器确定目标区域内的障碍物与所述机器人的相对位置信息;

所述定位源确定模块设置为基于所述相对位置信息,确定当前用于对所述机器人进行定位的多个有效定位源;

所述当前位置确定模块设置为基于每个有效定位源的类型和位置信息、以及该有效定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息。

在一种可能的实施方式中,所述位置传感器为激光传感器,相对位置确定模块进一步设置为:

控制所述激光传感器按照不同预设方向发射激光信号并接收不同障碍物基于所述激光信号返回的回波信号,以确定每个障碍物与所述机器人之间的相对位置信息。

在一种可能的实施方式中,所述机器人还包括存储装置,所述定位源确定模块在确定所述机器人进入所述目标区域后,还设置为:

在所述存储装置中获取所述机器人在所述目标区域行驶时,在当前时刻的上一时刻的位置信息;

基于所述上一时刻的位置信息,和所述机器人在所述目标区域内由上一时刻到当前时刻行驶的轨迹信息,确定所述机器人在当前时刻的预估位置信息;

所述定位源确定模块进一步设置为:基于所述相对位置信息和所述预估位置信息,确定当前用于对所述机器人进行定位的多个有效定位源。

在一种可能的实施方式中,所述定位源确定模块进一步设置为:

基于每个障碍物与所述机器人之间的相对位置信息,以及所述机器人在当前时刻的预估位置信息,确定该障碍物在所述目标区域关联的障碍物地图中对应的预测位置;

将在距离所述预测位置预设距离范围内的障碍物中,与该预测位置距离最近的障碍物作为所述有效定位源。

在一种可能的实施方式中,所述有效定位源的类型包括反光柱定位源和非反光柱定位源,在确定有效定位源后,所述定位源确定模块进一步设置为:

提取每个有效定位源对应的回波信号的信号强度值;

在确定所述信号强度值大于设定强度阈值时,确定该有效定位源的类型为反光柱定位源;

在确定所述信号强度值小于或等小于所述设定强度阈值时,确定所述有效定位源的类型为非反光柱定位源。

在一种可能的实施方式中,所述当前位置确定模块进一步设置为:

基于所述有效定位源的类型,确定所述有效定位源中属于反光柱定位源的个数;

在确定所述有效定位源中属于反光柱定位源的个数达到设定个数阈值时,基于每个所述反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息;

在确定所述有效定位源中属于反光柱的个数大于0且小于所述设定个数阈值时,基于每个所述反光柱的位置信息、每个非反光柱的位置信息,以及每个有效定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息;

在确定所述有效定位源中属于反光柱定位源的个数等于0时,基于每个所述非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息。

在一种可能的实施方式中,所述当前位置确定模块进一步设置为:

基于每个所述反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的第一当前位置信息;

基于所述非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的第二当前位置信息;

对所述第一当前位置信息和所述第二当前位置信息进行融合,得到所述机器人的当前位置信息。

第二方面,本申请实施例提供了一种定位方法,包括:

在确定机器人进入目标区域后,使用位置传感器确定目标区域内的障碍物与所述机器人的相对位置信息;

基于所述相对位置信息,确定当前用于对所述机器人进行定位的多个有效定位源;

基于每个有效定位源的类型和位置信息、以及该有效定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息。

在一种可能的实施方式中,所述位置传感器为激光传感器,所述使用位置传感器确定目标区域内的障碍物与所述机器人的相对位置信息,包括:

控制所述激光传感器按照不同预设方向发射激光信号并接收不同障碍物基于所述激光信号返回的回波信号,以确定每个障碍物与所述机器人之间的相对位置信息。

在一种可能的实施方式中,在确定机器人进入目标区域后,所述定位方法还包括:

在所述机器人的存储装置中获取所述机器人在所述目标区域行驶时,在当前时刻的上一时刻的位置信息;

基于所述上一时刻的位置信息,和所述机器人在所述目标区域内由上一时刻到当前时刻行驶的轨迹信息,确定所述机器人在当前时刻的预估位置信息;

基于所述相对位置信息,确定当前用于对所述机器人进行定位的多个有效定位源,包括:

基于所述相对位置信息和所述预估位置信息,确定当前用于对所述机器人进行定位的多个有效定位源。

在一种可能的实施方式中,所述基于所述相对位置信息和所述预估位置信息,确定当前用于对所述机器人进行定位的多个有效定位源,包括:

基于每个障碍物与所述机器人之间的相对位置信息,以及所述机器人在当前时刻的预估位置信息,确定该障碍物在所述目标区域关联的障碍物地图中对应的预测位置;

将在距离所述预测位置预设距离范围内的障碍物中,与该预测位置距离最近的障碍物作为所述有效定位源。

在一种可能的实施方式中,所述有效定位源的类型包括反光柱定位源和非反光柱定位源,在确定有效定位源后,按照以下方式确定每个有效定位源的类型:

提取每个有效定位源对应的回波信号的信号强度值;

在确定所述信号强度值大于设定强度阈值时,确定该有效定位源的类型为反光柱定位源;

在确定所述信号强度值小于或等小于所述设定强度阈值时,确定所述有效定位源的类型为非反光柱定位源。

在一种可能的实施方式中,所述基于每个有效定位源的类型和位置信息、以及该有效定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息,包括:

基于所述有效定位源的类型,确定所述有效定位源中属于反光柱定位源的个数;

在确定所述有效定位源中属于反光柱定位源的个数达到设定个数阈值时,基于每个所述反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息;

在确定所述有效定位源中属于反光柱的个数大于0且小于所述设定个数阈值时,基于每个所述反光柱的位置信息、每个非反光柱的位置信息,以及每个有效定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息;

在确定所述有效定位源中属于反光柱定位源的个数等于0时,基于每个所述非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息。

在一种可能的实施方式中,所述基于每个所述反光柱的位置信息、每个非反光柱的位置信息,以及每个有效定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的当前位置信息,包括:

基于每个所述反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的第一当前位置信息;

基于所述非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与所述机器人的相对位置信息,确定所述机器人的第二当前位置信息;

对所述第一当前位置信息和所述第二当前位置信息进行融合,得到所述机器人的当前位置信息。

第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如第二方面所述的定位方法的步骤。

第四方面,本申请实施例一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行第二方面所述的定位方法的步骤。

本申请提供了一种机器人,该机器人包含位置传感器和控制装置,其中控制装置包括相对位置确定模块、定位源确定模块和当前位置确定模块,相对位置确定模块能够在机器人进入目标区域后,获取到目标区域内的障碍物与机器人的相对位置信息,定位源确定模块能够根据障碍物与机器人的相对位置信息确定出能够对机器人进行定位的多个有效定位源,然后当前位置确定模块可以根据这些定位源的类型和位置信息,以及每个有效定位源与机器人的相对位置信息,确定出机器人的当前位置信息,可见在本申请中,无需在目标区域粘贴定位码,机器人可以基于设置在目标区域内的障碍物选择出能够进行定位的有效定位源,进而对自身进行定位,从而适合在环境多变的目标区域进行定位。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,此处的附图被并入说明书中并构成本说明书中的一部分,这些附图示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的第一种机器人的结构示意图;

图2示出了本申请实施例所提供的第二种机器人的结构示意图;

图3示出了本申请实施例所提供的一种定位方法的流程示意图;

图4示出了本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

在机器人在执行搬运工作时,需要实时根据机器人位置以及运输路径完成运输,因此机器人需要在行驶过程中对自身进行定位,通常可以通过在场景中粘贴用于定位的定位码,比如在地面上每隔设定距离粘贴用于定位的定位码,但是当场景发生变化时,比如定位码被障碍物覆盖或者丢失后,即无法完成定位。

基于上述研究,本申请提供了一种机器人,该机器人包含位置传感器和控制装置,其中控制装置包括相对位置确定模块、定位源确定模块和当前位置确定模块,相对位置确定模块能够在机器人进入目标区域后,获取到目标区域内的障碍物与机器人的相对位置信息,定位源确定模块能够根据障碍物与机器人的相对位置信息确定出能够对机器人进行定位的多个有效定位源,然后当前位置确定模块可以根据这些定位源的类型和位置信息,以及每个有效定位源与机器人的相对位置信息,确定出机器人的当前位置信息,可见在本申请中,无需在目标区域粘贴定位码,机器人可以基于设置在目标区域内的障碍物选择出能够进行定位的有效定位源,进而对自身进行定位,从而适合在环境多变的目标区域进行定位。

下面将结合本申请中附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

参见图1所示,为本申请实施例提供的一种机器人,机器人包括位置传感器101和控制装置102,控制装置102包括相对位置确定模块1021、定位源确定模块1022和当前位置确定模块1023。

其中,相对位置确定模块1021设置为在确定机器人进入目标区域后,使用位置传感器确定目标区域内的障碍物与机器人的相对位置信息。

其中,其中目标区域可以为待进行货物运输的场所,比如某个物流中转站,该物流中转站中设置有货物集中接收区以及多个货物存放站,货物集中接收区可以暂时存放接收到的待运输货物,每个货物存放站可以用于存放与该货物存放站对应的货物类型,当用于构建栅格地图的机器人进入该目标区域后,即可以控制设置于机器人上的位置传感器进行工作,从而位置传感器可以确定目标区域的障碍物与机器人的相对位置信息。

这里障碍物与机器人的相对位置信息可以通过障碍物与机器人的相对距离以及障碍物与机器人的相对角度进行表示,比如以位置传感器建立坐标系,可以确定该障碍物在该坐标系下与机器人的相对位置信息。

定位源确定模块设置1022为基于相对位置信息,确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源。

目标区域内可以设置有多个障碍物,包括静态障碍物和动态障碍物,静态障碍物可以为墙壁、货架、反光板等,动态障碍物可以是行人、其它行动的机器人等,其中静态障碍物在目标区域中的位置可以提前确定,因此这里的有效定位源是从静态障碍物中进行确定。

比如,机器人可以提前存储有目标区域对应的障碍物地图,该障碍物地图可以为通过栅格地图表示,通过障碍物地图则可以确定每个静态障碍物在该目标区域中的位置信息,然后基于位置传感器确定的障碍物与机器人的相对位置信息以及该障碍物地图,选择当前用于对机器人进行定位的有效定位源。

当前位置确定模块1023设置为基于每个有效定位源的类型和位置信息、以及该有效定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息。

为了提高定位精准度,可以提前对用于进行定位的静态障碍物进行分类,比如有效定位源的类型可以分成反光柱定位源以及非反光柱定位源,反光柱定位源在接收到激光信号时,可以反射高亮度的回波信号,非反光柱定位源即目标区域内原有的普通障碍物。

考虑到反光柱的反光效果优于普通障碍物,这样只要检测到反光柱定位源,则可以说明该反光柱定位源未被遮挡,这样就可以基于多个反光柱定位源的位置信息以及每个反光柱定位源与机器人之间的相对位置信息,对机器人进行定位,另外考虑到若在目标区域内放置太多的反光柱,存在空间占用较大以及人力搬运费时的问题,因此综上考虑,目标区域内可以设置数目较少的反光柱,则机器人在目标区域行驶过程中,若可以获取到能够对机器人进行定位的反光柱数量,则优先选择反光柱定位源的定位方式进行定位,若无法获取到足够定位的反光柱数量,可以考虑基于反光柱定位源和非反光柱定位源融合的方式进行定位,若完全无法获取到反光柱定位源,则可以考虑仅仅基于非反光柱定位源的方式进行定位,综上,本申请实施例中的机器人在目标区域行驶过程中,能够始终基于有效定位源的类型、位置信息以及有效定位源与机器人的相对位置信息,调整最适合对机器人进行定位的方式,并按照该最适合对机器人进行定位的方式对机器人进行定位。

以上针对本申请实施例提出的机器人的整体描述,该机器人包含位置传感器和控制装置,其中控制装置包括相对位置确定模块、定位源确定模块和当前位置确定模块,相对位置确定模块能够在机器人进入目标区域后,获取到目标区域内的障碍物与机器人的相对位置信息,定位源确定模块能够根据障碍物与机器人的相对位置信息确定出能够对机器人进行定位的多个有效定位源,然后当前位置确定模块可以根据这些定位源的类型和位置信息,以及每个有效定位源与机器人的相对位置信息,确定出机器人的当前位置信息,可见在本申请中,无需在目标区域粘贴定位码,机器人可以基于设置在目标区域内的障碍物选择出能够进行定位的有效定位源,进而对自身进行定位,从而适合在环境多变的目标区域进行定位。

下面将结合具体的实施例进一步对该机器人进行阐述。

在一种实施方式中,位置传感器为激光传感器,相对位置确定模块进一步设置为:

控制激光传感器按照不同预设方向发射激光信号并接收不同障碍物基于激光信号返回的回波信号,以确定每个障碍物与机器人之间的相对位置信息。

这里控制激光传感器按照不同预设方向发射激光信号,这里预设方向可以通过与机器人行走方向之间的夹角表示,比如机器人向北行驶,控制激光传感器分别朝北偏东10度、北偏东20度、北偏西10度、以及北偏西20度的方向发射激光信号,激光信号射在障碍物上时,则会向激光传感器反射回波信号,激光传感器可以基于发射激光信号的时间、方向、以及接收到回波信号的时间,确定障碍物与机器人之间的相对位置信息。

或者,在激光传感器发射激光信号以及接收到回波信号后,可以由相对位置确定模块基于发射激光信号的时间、方向、以及接收到回波信号的时间,确定障碍物与机器人之间的相对位置信息。

机器人在目标区域行驶时,可以按照设定时间间隔控制激光传感器扫描障碍物,从而不断确定当前时刻扫描到的障碍物与机器人的相对位置信息,考虑到当前时刻扫描到的障碍物中可能包括无法用于对机器人进行定位的障碍物,比如行走的其它机器人,因此控制装置会进一步在这些障碍物中确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源。

在一种实施方式中,如图2所示,机器人还包括存储装置103,定位源确定模块1022在确定机器人进入目标区域后,还可以设置为:

(1)在存储装置中获取机器人在目标区域行驶时,在当前时刻的上一时刻的位置信息;

(2)基于上一时刻的位置信息,和机器人在目标区域内由上一时刻到当前时刻行驶的轨迹信息,确定机器人在当前时刻的预估位置信息;

定位源确定模块进一步设置为:基于相对位置信息和预估位置信息,确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源。

机器人在目标区域内行驶时,可以按照设定时间间隔确定机器人的当前位置信息,在每次确定机器人的当前位置信息时,可以先预估机器人在当前时刻的预估位置信息,然后基于该预估位置信息和障碍物与机器人的相对位置信息确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源。

这里介绍的是如何确定当前时刻的有效定位源,当前时刻的上一时刻的位置信息的确定过程与后文介绍确定机器人的当前位置信息的方式相似,即在确定机器人的当前位置信息后,即会将该当前位置信息进行存储,便于确定下个时刻用于对机器人进行定位的有效定位源。

因此,这里对上一时刻的位置信息如何确定不再进行赘述,在基于上一时刻机器人的位置信息确定机器人在当前时刻的预估位置信息时,可以基于机器人的在目标区域内由上一时刻到当前时刻行驶的轨迹信息进行确定,这里的轨迹信息可以通过机器人上设置的里程传感器和角度传感器来确定,比如确定机器人由上一时刻到达当前时刻的行驶距离以及偏移角度,则可以根据上一时刻的位置信息确定当前时刻的预估位置信息。

在确定了机器人在当前时刻的预估位置信息后,即可以基于当前时刻障碍物与机器人的相对位置信息和机器人在当前时刻的预估位置信息进一步确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源。

具体地,定位源确定模块可以进一步设置为:

(1)基于每个障碍物与机器人之间的相对位置信息,以及机器人在当前时刻的预估位置信息,确定该障碍物在目标区域关联的障碍物地图中对应的预测位置;

(2)将在距离预测位置预设距离范围内的障碍物中,与该预测位置距离最近的障碍物作为有效定位源。

这里引入障碍物地图来确定有效定位源,该障碍物地图中可以包括静态障碍物在该目标区域内的位置信息,比如包括反光柱的位置信息以及非反光柱的位置信息,这样即可以通过每个障碍物与机器人之间的相对位置信息,以及机器人在当前时刻的预估位置信息,确定该障碍物在该障碍物地图中对应的预测位置,比如针对障碍物a,基于确定的障碍物a与机器人之间的相对位置信息,以及机器人在当前时刻的预估位置信息,则可以确定障碍物a在障碍物地图中对应的预测位置。

然后在障碍物地图中与该预测位置距离设定距离的范围内,挑选与该预测位置距离最近的障碍物作为有效定位源,进一步可以将该障碍物在障碍物地图中的位置信息坐标该有效定位源的位置信息。

进一步地,上文提到在确定机器人的当前位置信息时,会考虑有效定位源的类型,本申请实施例给出的有效定位源的类型包括反光柱定位源和非反光柱定位源,这样在定位源确定模块在确定有效定位源后,可以进一步设置为:

(1)提取每个有效定位源对应的回波信号的信号强度值;

(2)在确定信号强度值大于设定强度阈值时,确定该有效定位源的类型为反光柱定位源;

(3)在确定信号强度值小于或等小于设定强度阈值时,确定有效定位源的类型为非反光柱定位源。

反光板的反光度与普通障碍物的反光度不同,基于此,可以通过回波信号的信号强度值来区分有效定位源的类型。

当然,本申请实施例中的定位源确定模块也可以先确定障碍物的类型,比如基于回波信号的信号强度值确定障碍物为反光柱障碍物还是非反光柱障碍物,然后再分别确定反光柱障碍物中的有效定位源以及非反光柱中的有效定位源,确定原理与上述介绍的有效定位源的确定方式相似,在此不再赘述。

在确定出当前时刻用于进行定位的多个有效定位源后,当前位置确定模块可以进一步确定机器人的当前位置,具体地,当前位置确定模块进一步设置为:

(1)基于有效定位源的类型,确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数;

(2)在确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数达到设定个数阈值时,基于每个反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息;

(3)在确定有效定位源中属于反光柱的个数大于0且小于设定个数阈值时,基于每个反光柱的位置信息、每个非反光柱的位置信息,以及每个有效定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息;

(4)在确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数等于0时,基于每个非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息。

通常情况下,当反光柱定位源的个数大于或等于3时,即可以基于三点定位法进行定位,当反光柱定位源个数小于3时,需要考虑与非反光柱定位源进行结合的方式进行定位,而当没有反光柱定位源时,则考虑采用非反光柱定位源的方式进行定位。

这里仅通过反光柱定位源进行定位的方式或者仅通过非反光柱定位源进行定位的方式相似,均可以基于三点定位法进行定位。

当然,为了进一步提高机器人的当前位置信息的准确性,在确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数达到设定个数阈值时,基于每个反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息时,还可以结合机器人当前时刻的预估位置信息(机器人当前时刻的预估位置信息可以通过上一时刻的位置信息和机器人从上一时刻到当前时刻行驶的轨迹信息确定,详见上文介绍)进行综合定位,共同确定机器人的当前位置信息。

比如,通过反光柱定位源的多点定位的方式定位出一个位置区域,然后通过机器人在当前时刻对应的预估位置信息以及该预估位置信息与该位置区域在障碍物地图中的位置关系,确定机器人的当前位置信息。

同样,在确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数等于0时,基于每个非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与该机器人的相对位置信息时,也可以结合机器人当前时刻的预估位置信息进行综合定位,共同确定机器人的当前位置信息。

下面重点介绍基于反光柱定位源和非反光柱定位源相结合的定位方式,具体地,在当前位置确定模块基于反光柱定位源和非反光柱定位源相结合的方式进行定位时,当前位置确定模块可以进一步设置为:

(1)基于每个反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的第一当前位置信息;

(2)基于非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的第二当前位置信息;

(3)对第一当前位置信息和第二当前位置信息进行融合,得到机器人的当前位置信息。

这里可以通过卡尔曼滤波的方式融合第一当前位置信息和第二当前位置信息,得到机器人的当前位置信息,具体可以通过以下公式(1)来进行确定:

其中,ufg表示基于第一当前位置信息和第二当前位置信息进行融合后,确定的机器人的当前位置信息;uf表示基于非反光柱定位源确定的第二当前位置信息;ug表示基于反光柱定位源确定的第一当前位置信息;σ2g表示反光柱定位源确定的第一当前位置信息对应的协方差;σ2f表示基于非反光柱定位源确定的第二当前位置信息对应的协方差。

当然,基于第一当前位置信息和第二当前位置信息进行融合的方式,可以通过其它方式进行融合,比如通过预先设定的基于反光柱定位源确定的位置信息以及基于非反光柱定位源确定的位置信息分别对应的权重,然后对第一当前位置信息和第二当前位置信息进行加权求和,得到机器人的当前位置信息。

另外,为了进一步提高机器人的当前位置信息的准确性,在基于每个反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的第一当前位置信息时,还可以通过反光柱定位源以及机器人当前时刻的预估位置信息(机器人当前时刻的预估位置信息可以通过上一时刻的位置信息和机器人从上一时刻到当前时刻行驶的轨迹信息确定,详见上文介绍),共同确定第一当前位置信息。

同样,在基于每个非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的第二当前位置信息时,还可以通过非反光柱定位源以及机器人当前时刻的预估位置信息,共同确定第二当前位置信息;

然后再通过卡尔曼滤波的方式融合第一当前位置信息和第二当前位置信息,得到机器人的当前位置信息。

下面当前时刻为t2时刻,结合具体的公式说明如何确定机器人在t2时刻对应的当前位置信息:

其中,表示机器人在t2时刻的预估位置信息,ut1表示机器人在t1时刻的位置信息d(t2)表示机器人从t1时刻到达t2时刻的里程计信息,通过该公式即可以确定机器人在t2时刻对应的预估位置信息。

表示机器人在t2时刻的预估位置信息对应的协方差;表示机器人在t2时刻的预估位置信息对应的协方差;q(t2)表示机器人上设置的里程传感器和角度传感器在确定机器人从t1时刻到达t2时刻的轨迹信息时的误差。

然后在基于机器人在t2时刻对应的预估位置信息、反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的第一当前位置信息时,可以通过反光柱定位源的多点定位的方式,以及障碍物地图中机器人在t2时刻对应的预估位置信息共同确定这里机器人的第一当前位置信息;比如,通过反光柱定位源的多点定位的方式定位出一个位置区域,然后通过机器人在t2时刻对应的预估位置信息以及该预估位置信息与该位置区域在障碍物地图中的位置关系,确定机器人的第一当前位置信息。

同理,可以按照与确定机器人的第一当前位置信息相同的方式确定机器人的第二当前位置信息,在此不再赘述。

然后按照以下公式(4)和公式(5)分别确定t2时刻的第一当前位置信息和第二当前位置信息的融合位置信息以及融合协方差:

ufg(t2)表示基于t2时刻的第一当前位置信息和第二当前位置信息进行融合得到的融合位置信息;uf(t2)表示基于机器人在t2时刻的预估位置信息和非反光柱定位源确定的第二当前位置信息;ug(t2)表示基于机器人在t2时刻的预估位置信息和反光柱定位源确定的第一当前位置信息;σ2g(t2)表示基于机器人在t2时刻的预估位置信息和反光柱定位源确定的第一当前位置信息对应的协方差;σ2f(t2)表示基于机器人在t2时刻的预估位置信息和非反光柱定位源确定的第二当前位置信息对应的协方差。

其中,σ2fg(t2)表示t2时刻第一当前位置信息和第二当前位置信息的融合位置信息对应的协方差。

然后按照以下公式(6)确定机器人在t2时刻对应的当前位置信息:

其中,表示比例系数。

综上,本申请提供的一种机器人包含位置传感器和控制装置,其中控制装置包括相对位置确定模块、定位源确定模块和当前位置确定模块,相对位置确定模块能够在机器人进入目标区域后,获取到目标区域内的障碍物与机器人的相对位置信息,定位源确定模块能够根据障碍物与机器人的相对位置信息确定出能够对机器人进行定位的多个有效定位源,然后当前位置确定模块可以根据这些定位源的类型和位置信息,以及每个有效定位源与机器人的相对位置信息,确定出机器人的当前位置信息,可见在本申请中,无需在目标区域粘贴定位码,机器人可以基于设置在目标区域内的障碍物选择出能够进行定位的有效定位源,进而对自身进行定位,从而适合在环境多变的目标区域进行定位。

基于同一技术构思,本申请实施例中还提供了与机器人对应的定位方法,由于本申请实施例中的方法解决问题的原理与本申请实施例上述机器人相似,因此定位方法的实施可以参见机器人中控制装置的实施,重复之处不再赘述。

本申请实施例所提供的定位方法的执行主体一般为具有一定计算能力的处理器,该处理器可以集成在机器人的控制装置中,也可以应用于机器人之外的控制装置中。在一些可能的实现方式中,该定位方法可以通过处理器调用存储器中存储的计算机可读指令的方式来实现。

参见图3所示,为本申请实施例提供的一种定位方法,包括以下步骤s301~s303:

s301,在确定机器人进入目标区域后,使用位置传感器确定目标区域内的障碍物与机器人的相对位置信息;

s302,基于相对位置信息,确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源;

s303,基于每个有效定位源的类型和位置信息、以及该有效定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息。

在一种可能的实施方式中,位置传感器为激光传感器,使用位置传感器确定目标区域内的障碍物与机器人的相对位置信息,包括:

控制激光传感器按照不同预设方向发射激光信号并接收不同障碍物基于激光信号返回的回波信号,以确定每个障碍物与机器人之间的相对位置信息。

在一种可能的实施方式中,在确定机器人进入目标区域后,定位方法还包括:

在机器人的存储装置中获取机器人在目标区域行驶时,在当前时刻的上一时刻的位置信息;

基于上一时刻的位置信息,和机器人在目标区域内由上一时刻到当前时刻行驶的轨迹信息,确定机器人在当前时刻的预估位置信息;

基于相对位置信息,确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源,包括:

基于相对位置信息和预估位置信息,确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源。

在一种可能的实施方式中,基于相对位置信息和预估位置信息,确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源,包括:

基于每个障碍物与机器人之间的相对位置信息,以及机器人在当前时刻的预估位置信息,确定该障碍物在目标区域关联的障碍物地图中对应的预测位置;

将在距离预测位置预设距离范围内的障碍物中,与该预测位置距离最近的障碍物作为有效定位源。

在一种可能的实施方式中,有效定位源的类型包括反光柱定位源和非反光柱定位源,在确定有效定位源后,按照以下方式确定每个有效定位源的类型:

提取每个有效定位源对应的回波信号的信号强度值;

在确定信号强度值大于设定强度阈值时,确定该有效定位源的类型为反光柱定位源;

在确定信号强度值小于或等小于设定强度阈值时,确定有效定位源的类型为非反光柱定位源。

在一种可能的实施方式中,基于每个有效定位源的类型和位置信息、以及该有效定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息,包括:

基于有效定位源的类型,确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数;

在确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数达到设定个数阈值时,基于每个反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息;

在确定有效定位源中属于反光柱的个数大于0且小于设定个数阈值时,基于每个反光柱的位置信息、每个非反光柱的位置信息,以及每个有效定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息;

在确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数等于0时,基于每个非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息。

在一种可能的实施方式中,基于每个反光柱的位置信息、每个非反光柱的位置信息,以及每个有效定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息,包括:

基于每个反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的第一当前位置信息;

基于非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的第二当前位置信息;

对第一当前位置信息和第二当前位置信息进行融合,得到机器人的当前位置信息。

对应于图3中的定位方法,本申请实施例还提供了一种电子设备400,如图4所示,为本申请实施例提供的电子设备400结构示意图,包括:

处理器401、存储器402、和总线403;存储器402用于存储执行指令,包括内存4021和外部存储器4022;这里的内存4021也称内存储器,用于暂时存放处理器401中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器4022交换的数据,处理器401通过内存4021与外部存储器4022进行数据交换,当电子设备400运行时,处理器401与存储器402之间通过总线403通信,使得处理器401执行以下指令:

在确定机器人进入目标区域后,使用位置传感器确定目标区域内的障碍物与机器人的相对位置信息;

基于相对位置信息,确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源;

基于每个有效定位源的类型和位置信息、以及该有效定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息。

在一种可能的实施方式中,位置传感器为激光传感器,处理器401执行的指令中,包括:

控制激光传感器按照不同预设方向发射激光信号并接收不同障碍物基于激光信号返回的回波信号,以确定每个障碍物与机器人之间的相对位置信息。

在一种可能的实施方式中,在确定机器人进入目标区域后,处理器401执行的指令中,还包括:

在机器人的存储装置中获取机器人在目标区域行驶时,在当前时刻的上一时刻的位置信息;

基于上一时刻的位置信息,和机器人在目标区域内由上一时刻到当前时刻行驶的轨迹信息,确定机器人在当前时刻的预估位置信息;

基于相对位置信息,确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源,包括:

基于相对位置信息和预估位置信息,确定当前用于对机器人进行定位的多个有效定位源。

在一种可能的实施方式中,处理器401执行的指令中,包括:

基于每个障碍物与机器人之间的相对位置信息,以及机器人在当前时刻的预估位置信息,确定该障碍物在目标区域关联的障碍物地图中对应的预测位置;

将在距离预测位置预设距离范围内的障碍物中,与该预测位置距离最近的障碍物作为有效定位源。

在一种可能的实施方式中,有效定位源的类型包括反光柱定位源和非反光柱定位源,在确定有效定位源后,处理器401执行的指令中,包括:

提取每个有效定位源对应的回波信号的信号强度值;

在确定信号强度值大于设定强度阈值时,确定该有效定位源的类型为反光柱定位源;

在确定信号强度值小于或等小于设定强度阈值时,确定有效定位源的类型为非反光柱定位源。

在一种可能的实施方式中,处理器401执行的指令中,包括:

基于有效定位源的类型,确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数;

在确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数达到设定个数阈值时,基于每个反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息;

在确定有效定位源中属于反光柱的个数大于0且小于设定个数阈值时,基于每个反光柱的位置信息、每个非反光柱的位置信息,以及每个有效定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息;

在确定有效定位源中属于反光柱定位源的个数等于0时,基于每个非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与该机器人的相对位置信息,确定机器人的当前位置信息。

在一种可能的实施方式中,处理器401执行的指令中,包括:

基于每个反光柱定位源的位置信息和该反光柱定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的第一当前位置信息;

基于非反光柱定位源的位置信息和该非反光柱定位源与机器人的相对位置信息,确定机器人的第二当前位置信息;

对第一当前位置信息和第二当前位置信息进行融合,得到机器人的当前位置信息。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中所述的定位方法的步骤。其中,该存储介质可以是易失性或非易失的计算机可读取存储介质。

本申请实施例所提供的定位方法的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,所述程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中所述的定位方法的步骤,具体可参见上述方法实施例,在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现前述实施例的任意一种方法。该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中,所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质,在另一个可选实施例中,计算机程序产品具体体现为软件产品,例如软件开发包(softwaredevelopmentkit,sdk)等等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统和装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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