CN111551171A - 目标对象的定位方法、装置、机器人和存储介质 - Google Patents

目标对象的定位方法、装置、机器人和存储介质 Download PDF

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CN111551171A CN202010557103.3A CN202010557103A CN111551171A CN 111551171 A CN111551171 A CN 111551171A CN 202010557103 A CN202010557103 A CN 202010557103A CN 111551171 A CN111551171 A CN 111551171A
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Abstract

本申请实施例提供一种目标对象的定位方法、装置、机器人和存储介质，所述方法包括：通过获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与上述机器人之间的距离，以及目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角；其次，根据上述目标对象与上述机器人之间的距离，以及上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角，确定上述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息；然后，根据上述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将上述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。可见，本申请实施例的机器人实现了远距离侦测目标对象的位置坐标。

Description

目标对象的定位方法、装置、机器人和存储介质
技术领域
本申请实施例涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种目标对象的定位方法、装置、机器人和存储介质。
背景技术
随着人工智能技术的发展，机器人的种类越来越多，可以应用于多种行业以协助或取代人类工作。例如，室外巡检机器人可以用于辅助或者替代人工对户外环境进行安防巡逻，以维护巡逻区域的安全或者处置一些突发事件等。
现有技术中，巡检机器人在帧测目标对象的位置时，可以移动到目标对象旁边，然后根据自身的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)或者其它定位系统能获取自身的位置坐标，由于巡检机器人与目标对象的距离很近，可以认为外巡检机器人的位置坐标也是目标对象的位置坐标。
但是当遇到一些突发事故或者巡检机器人不能到达的区域时，巡检机器人无法移动到目标对象旁边，从而无法侦测到目标对象的位置坐标。
发明内容
本申请实施例提供一种目标对象的定位方法、装置、机器人和存储介质，用以解决现有技术中巡检机器人无法侦测到目标对象的位置坐标的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供一种目标对象的定位方法，包括：
获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角；
根据所述目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，确定所述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息；
根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
在一种可能的实现方式中，所述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系包括：站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系；
所述根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息，包括：
根据所述机器人的坐标信息，以及所述站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心直角坐标系下的第三坐标信息；
根据地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第三坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
在一种可能的实现方式中，获取所述目标对象与所述机器人之间的距离，包括：
通过所述机器人中的测距模块测量所述目标对象与所述机器人之间的距离。
在一种可能的实现方式中，获取所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，包括：
通过所述机器人中的姿态测量模块测量所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角。
在一种可能的实现方式中，所述获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息，包括：
通过所述机器人中的定位模块测量机器人在地心大地坐标系下的坐标信息。
在一种可能的实现方式中，所述获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角之前，所述方法还包括：
接收控制设备发送的定位指令；其中，所述定位指令用于指示所述机器人对准所述目标对象，以对所述目标对象进行定位；
根据所述定位指令对准所述目标对象。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
将所述第二坐标信息发送给所述控制设备。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
将采集到的所述目标对象的图像信息发送给所述控制设备。
第二方面，本申请实施例提供一种机器人，所述机器人包括：与处理器连接的定位模块、测距模块和姿态测量模块；
其中，所述定位模块，用于获取所述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息；
所述测距模块，用于获取目标对象与所述机器人之间的距离；
所述姿态测量模块，用于获取所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角；
所述处理器，用于根据所述目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，确定所述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息，并根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
在一种可能的实现方式中，所述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系包括：站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，所述处理器具体用于：
根据所述机器人的坐标信息，以及所述站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心直角坐标系下的第三坐标信息；
根据地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第三坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
在一种可能的实现方式中，所述机器人还包括：传输模块和图像采集模块；
其中，所述传输模块，用于接收控制设备发送的定位指令，并将所述定位指令发送给所述处理器；其中，所述定位指令用于指示所述机器人对准所述目标对象，以对所述目标对象进行定位；
对应地，所述处理器还用于：
根据所述定位指令控制所述测距模块和所述图像采集模块对准所述目标对象。
在一种可能的实现方式中，所述传输模块还用于：
将所述第二坐标信息和所述图像采集模块采集到的所述目标对象的图像信息发送给所述控制设备。
第三方面，本申请实施例提供一种目标对象的定位装置，所述装置应用于机器人，所述装置包括：
获取模块，用于获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角；
确定模块，用于根据所述目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，确定所述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息；
转换模块，用于根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述第一方面中任一项所述的目标对象的位置定位方法。
本申请实施例提供的目标对象的定位方法、装置、机器人和存储介质，通过获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与上述机器人之间的距离，以及目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角；其次，根据上述目标对象与上述机器人之间的距离，以及上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角，确定上述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息；然后，根据上述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将上述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。可见，本申请实施例的机器人实现了远距离侦测目标对象的位置坐标。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本申请实施例提供的坐标系的关系示意图一；
图2为本申请实施例提供的坐标系的关系示意图二；
图3为本申请实施例提供的应用架构示意图一；
图4为本申请一实施例提供的目标对象的定位方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的机器人的立体结构示意图；
图6为本申请实施例提供的目标对象在站心地平直角坐标系下的示意图；
图7为本申请另一实施例提供的目标对象的定位方法的流程示意图；
图8为本申请实施例提供的应用架构示意图二；
图9为本申请另一实施例提供的目标对象的定位方法的流程示意图；
图10为本申请实施例提供的机器人的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的目标对象的定位装置的结构示意图。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
首先对本申请实施例所涉及的部分名词和应用场景进行介绍：
本申请实施例涉及的地心大地坐标系(或者称之为大地坐标系)是指：地球椭球的中心与地球质心重合，椭球短轴与地球自转轴重合，大地纬度B为过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角，大地经度L为过地面点的椭球子午面与格林尼治平大地子午面之间的夹角，大地高度H为地面点沿椭球法线至椭球面的距离。
本申请实施例涉及的地心直角坐标系(或者称之为地心空间直角坐标系，或者空间直角坐标系)是指：坐标原点与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治平子午面与赤道的交点，Y轴垂直与XOZ平面构成右手坐标系。
应理解，地心大地坐标系和地心直角坐标系属于地球坐标系的两种不同的表达方式，任一地面点在地心直角坐标系中的坐标信息与该地面点在地心大地坐标系中的坐标信息之间可以进行互换。
图1为本申请实施例提供的坐标系的关系示意图一，如图1所示，地心大地坐标系下的观测点P的坐标信息(B，L，H)可以转换为地心直角坐标系O-XYZ下的坐标信息。
本申请实施例涉及的站心地平直角坐标系是指：以观测点为坐标原点，以观测点的法线为z轴(指向天顶为正)，以子午线方向为x轴(向北为正)，y轴与x轴和z轴垂直(向东为正)。
本申请实施例涉及的站心赤道直角坐标系是指：以观测点为坐标原点，其三个轴分别与地心直角坐标系中的三个轴平行。
图2为本申请实施例提供的坐标系的关系示意图二，如图2所示，地心直角坐标系的原点为O以及三个轴分别为X轴、Y轴和Z轴；站心地平直角坐标系的原点为观测点P以及三个轴分别为x轴、y轴和z轴；站心赤道直角坐标系的原点为观测点P以及三个轴分别为X1轴、Y1轴和Z1轴，其中，X1轴平行于X轴，Y1轴平行于Y轴，Z1轴平行于Z轴。
本申请实施例提供的目标对象的定位方法、装置、机器人和存储介质能够应用于机器人在巡检过程中对目标对象进行定位的场景。示例性地，本申请实施例的目标对象的定位方法、装置、机器人和存储介质可以应用于巡检机器人在安防巡检过程中对目标对象进行定位的场景；当然，还可以应用于其它场景，本申请实施例中对此并不作限定。
图3为本申请实施例提供的应用架构示意图一，如图3所示，本申请实施例的应用架构中可以包括但不限于：机器人30和控制设备31；其中，机器人30可以用于将采集到的图像信息传输给控制设备31；控制设备31可以用于在根据上述图像信息确定出需要定位的目标对象时，控制机器人30对目标对象进行定位，以使得机器人30将对目标对象的定位结果传输给控制设备31。
需要说明的是，机器人30也可以在自身检测到需要定位的目标对象时，无需控制设备31的控制，自主地开始对目标对象进行定位。
应理解，本申请实施例提供的目标对象的定位方法可以应用于上述机器人中30。
现有技术中，巡检机器人在侦测目标对象的位置时，可以移动到目标对象旁边，然后根据自身的GPS或者其它定位系统能获取自身的位置坐标，由于巡检机器人与目标对象的距离很近，可以认为外巡检机器人的位置坐标也是目标对象的位置坐标。
但是当遇到一些突发事故或者巡检机器人不能到达的区域时，巡检机器人无法移动到目标对象旁边，从而无法侦测到目标对象的位置坐标。
针对上述技术问题，本申请实施例提供的目标对象的位置定位方法、装置、机器人和存储介质，通过获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息以及目标对象相对于上述机器人的位置信息(例如，距离、方位角以及俯仰角等)，然后根据上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象相对于上述机器人的位置信息，以及坐标系之间的转换关系，可以确定出目标对象在地心大地坐标系下的坐标信息，从而实现了远距离侦测目标对象的位置坐标。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
图4为本申请一实施例提供的目标对象的定位方法的流程示意图。本申请实施例的执行主体可以为机器人，或者机器人中的目标对象的定位装置(为了便于描述，本实施例中以执行主体为机器人为例进行说明)。示例性地，机器人中的目标对象的定位装置可以通过软件和/或硬件实现。
如图4所示，本申请实施例提供的目标对象的定位方法可以包括：
步骤S401、获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与上述机器人之间的距离，以及目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角。
本申请实施例中涉及的目标对象可以包括但不限于：与机器人存在间隔距离的任意对象或者障碍物等。
本步骤中，机器人可以在自主检测到需要定位的目标对象时，获取上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息，以及目标对象相对于上述机器人的位置信息，或者，机器人可以在控制设备的控制下获取上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息，以及目标对象相对于上述机器人的位置信息。
示例性地，上述目标对象相对于上述机器人的位置信息可以包括但不限于：上述目标对象与上述机器人之间的距离，以及上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角。
应理解，机器人还可以在其它情况下，获取上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息，以及目标对象相对于上述机器人的位置信息，本申请实施例中对此并不作限定。
本申请实施例的下述部分对上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息的获取方式，以及目标对象相对于上述机器人的位置信息的获取方式进行介绍。
为了便于理解，本申请实施例中先对机器人的立体结构进行简单介绍。
图5为本申请实施例提供的机器人的立体结构示意图，如图5所示，本申请实施例的机器人上可以设置有定位模块、图像采集模块、测距模块和姿态测量模块；其中，每个模块的作用下述实施例中会进行介绍。
需要说明的是，图5中关于定位模块、图像采集模块、测距模块和姿态测量模块的位置仅为示例性的，还可以设置于机器人的其它位置，本申请实施例中对此并不作限定。
1)上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息的获取方式
可选地，机器人可以通过上述机器人中的测距模块测量上述目标对象与上述机器人之间的距离。
本申请实施例的机器人中设置有测距模块，可以用于测量上述目标对象与上述机器人之间的距离，还可以用于测量上述机器人的预设距离范围内的其它对象或者其它障碍物与上述机器人之间的距离。
示例性地，本申请实施例中涉及的测距模块可以包括但不限于以下任一项：激光测距模块、红外测距模块、超声波测距模块、视觉测距模块。
示例性地，上述不同类型的测距模块可以包括但不限于：相应的测距传感器。例如，激光测距模块可以包括但不限于激光传感器；红外测距模块可以包括但不限于红外传感器；超声波测距模块可以包括但不限于红外传感器；视觉测距模块可包括但不限于视觉传感器。
应理解，上述测距模块在测量上述目标对象与上述机器人之间的距离之前，会对准上述目标对象，以便于可以准确地测量上述目标对象与上述机器人之间的距离。
2)目标对象相对于上述机器人的位置信息的获取方式
可选地，机器人可以通过上述机器人中的姿态测量模块测量上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角。
本申请实施例的机器人中设置有姿态测量模块，可以用于测量上述机器人的姿态信息，还可以用于测量上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角。
示例性地，本申请实施例中涉及的姿态测量模块可以包括但不限于姿态传感器。
一种可能的实现方式中，考虑到上述测距模块在测量上述目标对象与上述机器人之间的距离时会对准上述目标对象，上述姿态测量模块可以通过测量上述测距模块的姿态信息(例如，方位角和俯仰角)的方式，来实现对上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角的测量。应理解，上述测距模块的方位角也是上述目标对象相对于上述机器人的方位角，上述测距模块的俯仰角也是上述目标对象相对于上述机器人的俯仰角。
另一种可能的实现方式中，考虑到上述机器人中会包括图像采集模块(用于采集上述机器人所处周围环境的图像信息，或者上述机器人的视线范围内的图像信息)，且在采集到的图像信息中包括上述目标对象(或者说上述图像采集模块对准上述目标图像)时，上述姿态测量模块可以通过测量上述图像采集模块的姿态信息(例如，方位角和俯仰角)的方式，来实现对上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角的测量。应理解，上述图像采集模块的方位角也是上述目标对象相对于上述机器人的方位角，上述图像采集模块的俯仰角也是上述目标对象相对于上述机器人的俯仰角。
应理解，本申请实施例中涉及的图像采集模块可以包括但不限于相机，例如变焦相机。
需要说明的是，当上述姿态测量模块测量到的上述测距模块的姿态信息不同于上述图像采集模块的姿态信息时，可以根据上述测距模块的姿态信息来确定上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角。
可选地，机器人可以通过上述机器人中的定位模块测量上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息。
本申请实施例的机器人中设置有定位模块，可以用于测量上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息，例如，坐标信息(B，L，H)。
示例性地，本申请实施例中涉及的定位模块可以包括但不限于以下至少一项：GPS、北斗卫星导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System，BDS)、全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)。
步骤S402、根据上述目标对象与上述机器人之间的距离，以及上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角，确定上述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息。
图6为本申请实施例提供的目标对象在站心地平直角坐标系下的示意图，如图6所示，机器人可以根据上述目标对象Q与上述机器人P(即观测点)之间的距离d，以及上述目标对象Q相对于上述机器人P的方位角α和俯仰角β，确定上述目标对象Q在以上述机器人P(即观测点)为坐标原点的站心地平直角坐标系P-xyz下的第一坐标信息(xQ,yQ,zQ)。
示例性地，上述第一坐标信息(xQ,yQ,zQ)可以满足如下公式(1)：
Figure BDA0002544708160000091
当然，上述第一坐标信息(xQ,yQ,zQ)还可以满足上述公式(1)的其它变形或等效公式，本申请实施例中对此并不作限定。
步骤S403、根据上述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将上述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
本申请实施例的机器人中可以预置有站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，以便于将站心地平直角坐标系下的坐标信息转换为地心大地坐标系下的坐标信息。
示例性地，上述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系可以包括：站心地平直角坐标系与站心赤道直角坐标系之间的转换关系(用于将站心地平直角坐标系下的坐标信息转换为站心赤道直角坐标系下的坐标信息)、站心赤道直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系(用于将站心赤道直角坐标系下的坐标信息转换为地心直角坐标系下的坐标信息)，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系(用于将地心直角坐标系下的坐标信息转换为地心大地坐标系下的坐标信息)。
又一示例性地，上述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系可以包括：站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系(用于将站心地平直角坐标系下的坐标信息转换为地心直角坐标系下的坐标信息)，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系(用于将地心直角坐标系下的坐标信息转换为地心大地坐标系下的坐标信息)。
一种可能的实现方式中，若上述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系包括：站心地平直角坐标系与站心赤道直角坐标系之间的转换关系、站心赤道直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，则机器人可以根据上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息(B，L，H)，以及上述站心地平直角坐标系与站心赤道直角坐标系之间的转换关系(用于将站心地平直角坐标系下的坐标信息转换为站心赤道直角坐标系下的坐标信息)，将上述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息(xQ,yQ,zQ)转换为在站心赤道直角坐标系下的第四坐标信息(X1Q,Y1Q,Z1Q)。
示例性地，上述第四坐标信息(X1Q,Y1Q,Z1Q)可以满足如下公式(2)：
Figure BDA0002544708160000101
对应地，上述站心地平直角坐标系与站心赤道直角坐标系之间的转换关系便可以满足上述公式(2)中的转换关系。
当然，上述第四坐标信息(X1Q,Y1Q,Z1Q)还可以满足上述公式(2)的其它变形或等效公式，对应地，上述站心地平直角坐标系与站心赤道直角坐标系之间的转换关系还可以满足上述公式(2)的其它变形或等效公式中的转换关系，本申请实施例中对此并不作限定。
进一步地，机器人可以根据上述站心赤道直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系(用于将站心赤道直角坐标系下的坐标信息转换为地心直角坐标系下的坐标信息)，将上述第四坐标信息(X1Q,Y1Q,Z1Q)转换为在地心直角坐标系下的第三坐标信息(XQ,YQ,ZQ)。
示例性地，上述第三坐标信息(XQ,YQ,ZQ)可以满足如下公式(3)：
Figure BDA0002544708160000111
其中，N代表上述目标对象Q点的卯酉圈曲率半径，
Figure BDA0002544708160000112
e代表椭球的第一偏心率，
Figure BDA0002544708160000113
a为参考椭球长半轴，b为参考椭球短半轴，BQ代表上述目标对象在地心大地坐标系下的纬度。
需要说明的是，上述N还可以通过其它方式得到，本申请实施例中对此并不作限定。
对应地，上述站心赤道直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系便可以满足上述公式(3)中的转换关系。
当然，上述第三坐标信息(XQ,YQ,ZQ)还可以满足上述公式(3)的其它变形或等效公式，对应地，上述站心赤道直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系还可以满足上述公式(3)的其它变形或等效公式中的转换关系，本申请实施例中对此并不作限定。
进一步地，机器人可以根据上述地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系(用于将地心直角坐标系下的坐标信息转换为地心大地坐标系下的坐标信息)，将上述第三坐标信息转换(XQ,YQ,ZQ)为在地心大地坐标系下的第二坐标信息(BQ，LQ，HQ)。
示例性地，上述第二坐标信息(BQ，LQ，HQ)可以满足如下公式(4)：
Figure BDA0002544708160000121
对应地，上述地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系便可以满足上述公式(4)中的转换关系。
应理解，此种实现方式下，通过结合上述公式(3)和公式(4)便可计算得到上述第二坐标信息(BQ，LQ，HQ)。
当然，上述第二坐标信息(BQ，LQ，HQ)还可以满足上述公式(4)的其它变形或等效公式，对应地，上述地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系还可以满足上述公式(4)的其它变形或等效公式中的转换关系，本申请实施例中对此并不作限定。
另一种可能的实现方式中，若上述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系包括：站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，则机器人可以根据上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息(B，L，H)，以及上述站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系(用于将站心地平直角坐标系下的坐标信息转换为地心直角坐标系下的坐标信息)，将上述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息(xQ,yQ,zQ)转换为在地心直角坐标系下的第三坐标信息(XQ,YQ,ZQ)。
示例性地，上述第三坐标信息(XQ,YQ,ZQ)可以满足如下公式(5)：
Figure BDA0002544708160000122
对应地，上述站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系便可以满足上述公式(5)中的转换关系。
当然，上述第三坐标信息(XQ,YQ,ZQ)还可以满足上述公式(5)的其它变形或等效公式，对应地，上述站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系还可以满足上述公式(5)的其它变形或等效公式中的转换关系，本申请实施例中对此并不作限定。
进一步地，机器人可以根据上述地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系(用于将地心直角坐标系下的坐标信息转换为地心大地坐标系下的坐标信息)，将上述第三坐标信息转换(XQ,YQ,ZQ)为在地心大地坐标系下的第二坐标信息(BQ，LQ，HQ)；其中，具体的转换方式可以参考上述实施例中的相关内容，此处不再赘述。
应理解，此种实现方式下，通过结合上述公式(5)和公式(4)便可计算得到上述第二坐标信息(BQ，LQ，HQ)。
综上所述，本申请实施例中，通过获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与上述机器人之间的距离，以及目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角；其次，根据上述目标对象与上述机器人之间的距离，以及上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角，确定上述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息；然后，根据上述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将上述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。可见，本申请实施例的机器人实现了远距离侦测目标对象的位置坐标。
图7为本申请另一实施例提供的目标对象的定位方法的流程示意图。在上述实施例的基础上，本申请实施例中对上述机器人在获取上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息以及上述目标对象相对于上述机器人的位置信息之前的一种触发过程进行介绍。如图7所示，
步骤S701、接收控制设备发送的定位指令。
本步骤中，机器人可以接收控制设备在根据上述机器人采集到的图像信息确定出需要定位的目标对象时向上述机器人发送的定位指令，其中，上述定位指令用于指示上述机器人对准上述目标对象，以对上述目标对象进行定位。
步骤S702、根据上述定位指令对准上述目标对象。
本步骤中，上述机器人可以根据上述定位指令对准上述目标对象，以便于可以准确地获取上述目标对象相对于上述机器人的位置信息。
示例性地，上述机器人可以根据上述定位指令控制上述机器人中的上述测距模块对准上述目标对象。
又一示例性地，上述机器人还可以根据上述定位指令控制上述机器人中的上述图像采集模块对准上述目标对象。应理解，若上述图像采集模块为相机，上述测距模块与上述相机的光轴平行，即上述相机的中心目标与上述测距模块的中心目标一致。
示例性地，上述定位指令中可以包括但不限于：上述机器人的转动方向(或者上述测距模块和图像采集模块的转动方向)，以使上述机器人根据上述定位指令所指示的转动方向进行转动，直至上述控制设备在根据上述机器人采集到的图像信息确定出上述机器人已转动到合适的位置实现了对准上述目标对象的目的时向上述机器人发送停止转动指令，使得上述机器人停止转动。
应理解，上述定位指令中还可以包括但不限于：转动角度和/或转动时间。需要说明的是，若上述转动角度为上述控制设备根据上述机器人采集到的图像信息确定出的上述机器人对准上述目标对象所需转动的角度，则上述机器人可以根据上述定位指令所指示的转动角度进行转动；若上述转动时间为上述控制设备根据上述机器人采集到的图像信息确定出的上述机器人按照预设转动速度对准上述目标对象所需转动的时间，则上述机器人可以根据上述定位指令所指示的转动时间进行转动。
当然，上述机器人根据上述定位指令还可以通过其它方式对照上述目标对象，本申请实施例中对此并不作限定。
综上所述，本申请实施例中，通过接收控制设备发送的定位指令，然后根据上述定位指令对准上述目标对象，以便于可以准确地获取上述目标对象相对于上述机器人的位置信息，从而准确地确定出上述目标对象的位置坐标。
进一步地，机器人在确定出上述目标对象在地心大地坐标系下的第二坐标信息之后，还可以将上述第二坐标信息发送给上述控制设备，以便于上述控制设备的操作用户可以获知上述目标对象的第二坐标信息。
进一步地，上述机器人可以实时地将采集到的图像信息发送给上述控制设备，以便于上述控制设备可以获知上述机器人所处周围环境的图像信息，或者上述机器人的视线范围内的图像信息，并根据上述图像信息可以控制上述机器人；其中，上述图像信息中可以包括但不限于上述目标对象。
图8为本申请实施例提供的应用架构示意图二，图9为本申请另一实施例提供的目标对象的定位方法的流程示意图。在上述实施例的基础上，本申请实施例中以上述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系包括：站心地平直角坐标系与站心赤道直角坐标系之间的转换关系、站心赤道直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系为例，结合图8对本申请上述实施例提供的目标对象的定位方法的整体流程进行介绍。如图9所示，本申请实施例的方法可以包括：
步骤S901、控制设备在确定需要对目标对象进行定位时，控制机器人中的测距模块和图像采集模块对准上述目标对象并开始定位。
本步骤中，控制设备在确定需要对目标对象进行定位时，通过传输模块向机器人的传输模块发送定位指令，以使上述机器人的处理器接收到传输模块发送的定位指令时控制上述机器人的测距模块和图像采集模块对准上述目标对象，以便于对上述目标对象进行定位。
应理解，上述测距模块与上述图像采集模块的光轴平行，即上述图像采集模块的中心目标与上述测距模块的中心目标一致。
需要说明的是，本申请实施例中涉及的传输模块可以包括但不限于：无线传输模块。
步骤S902、机器人的处理器通过定位模块获取上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息。
步骤S903、机器人的处理器通过测距模块测量上述目标对象与上述机器人之间的距离。
步骤S904、机器人的处理器可以通过上述机器人中的姿态测量模块测量上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角。
步骤S905、机器人的处理器可以根据上述目标对象与上述机器人之间的距离，以及上述目标对象相对于上述机器人的方位角和俯仰角，确定上述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息。
步骤S906、机器人的处理器可以根据上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与站心赤道直角坐标系之间的转换关系，将上述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息转换为在站心赤道直角坐标系下的第四坐标信息。
步骤S907、机器人的处理器可以根据站心赤道直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，将上述第四坐标信息转换为在地心直角坐标系下的第三坐标信息。
步骤S908、机器人的处理器可以根据地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将上述第三坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
步骤S909、机器人的处理器通过传输模块将上述目标对象在地心大地坐标系下的第二坐标信息发送给上述控制设备中的传输模块。
综上所述，本申请实施例中，通过获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息以及目标对象相对于上述机器人的位置信息(例如，距离、方位角以及俯仰角等)，然后根据上述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象相对于上述机器人的位置信息，以及坐标系之间的转换关系，便可以确定出目标对象在地心大地坐标系下的坐标信息，从而机器人可以实现远距离侦测目标对象的位置坐标。
图10为本申请实施例提供的机器人的结构示意图。如图10所示，本申请实施例的机器人可以包括：与处理器1001连接的定位模块1002、测距模块1003和姿态测量模块1004。
其中，所述定位模块1002，用于获取所述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息；
所述测距模块1003，用于获取目标对象与所述机器人之间的距离；
所述姿态测量模块1004，用于获取所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角；
所述处理器1001，用于根据所述目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，确定所述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息，并根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
在一种可能的实现方式中，所述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系包括：站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，所述处理器901具体用于：
根据所述机器人的坐标信息，以及所述站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心直角坐标系下的第三坐标信息；
根据地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第三坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
在一种可能的实现方式中，所述机器人还包括：传输模块和图像采集模块；
其中，所述传输模块，用于接收控制设备发送的定位指令，并将所述定位指令发送给所述处理器；其中，所述定位指令用于指示所述机器人对准所述目标对象，以对所述目标对象进行定位；
对应地，所述处理器1001还用于：
根据所述定位指令控制所述测距模块1003和所述图像采集模块对准所述目标对象。
在一种可能的实现方式中，所述传输模块还用于：
将所述第二坐标信息和所述图像采集模块采集到的所述目标对象的图像信息发送给所述控制设备。
本发明实施例提供的机器人，可以用于执行本申请上述目标对象的定位方法实施例中的技术方案，其技术原理和技术效果相似，此处不再赘述。
图11为本申请实施例提供的目标对象的定位装置的结构示意图。示例性地，本申请实施例提供的目标对象的定位装置可以应用于机器人中。如图11所示，本申请实施例提供的目标对象的定位装置可以包括：获取模块1101、确定模块1102和转换模块1103。
其中，获取模块1101，用于获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角；
确定模块1102，用于根据所述目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，确定所述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息；
转换模块1103，用于根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
应理解，本申请实施例中的获取模块可以由上述图10所示实施例中的定位模块、测距模块和姿态测量模块来实现；确定模块和转换模块可以由上述图10所示实施例中的处理器来实现。
在一种可能的实现方式中，所述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系包括：站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系；
所述转换模块1103具体用于：
根据所述机器人的坐标信息，以及所述站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心直角坐标系下的第三坐标信息；
根据地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第三坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
在一种可能的实现方式中，所述获取模块1101具体用于：
通过所述机器人中的测距模块测量所述目标对象与所述机器人之间的距离。
在一种可能的实现方式中，所述获取模块1101具体用于：
通过所述机器人中的姿态测量模块测量所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角。
在一种可能的实现方式中，所述获取模块1101具体用于：
通过所述机器人中的定位模块测量机器人在地心大地坐标系下的坐标信息。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
接收模块，用于接收控制设备发送的定位指令；其中，所述定位指令用于指示所述机器人对准所述目标对象，以对所述目标对象进行定位；
对准模块，用于根据所述定位指令对准所述目标对象。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第一发送模块，用于将所述第二坐标信息发送给所述控制设备。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第二发送模块，用于将采集到的所述目标对象的图像信息发送给所述控制设备。
应理解，本申请实施例中的接收模块、第一发送模块和第二发送模块可以由上述图10所示实施例中的传输模块来实现；本申请实施例中的对准模块可以由上述图10所示实施例中的处理器来实现。
本发明实施例提供的目标对象的定位装置，可以用于执行本申请上述目标对象的定位方法实施例中的技术方案，其技术原理和技术效果相似，此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现本申请上述目标对象的定位方法实施例中的技术方案，其技术原理和技术效果相似，此处不再赘述。
示例性地，所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请实施例中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请实施例公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (14)

1.一种目标对象的定位方法，其特征在于，包括：
获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角；
根据所述目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，确定所述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息；
根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系包括：站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系；
所述根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息，包括：
根据所述机器人的坐标信息，以及所述站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心直角坐标系下的第三坐标信息；
根据地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第三坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述目标对象与所述机器人之间的距离，包括：
通过所述机器人中的测距模块测量所述目标对象与所述机器人之间的距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，包括：
通过所述机器人中的姿态测量模块测量所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息，包括：
通过所述机器人中的定位模块测量机器人在地心大地坐标系下的坐标信息。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角之前，所述方法还包括：
接收控制设备发送的定位指令；其中，所述定位指令用于指示所述机器人对准所述目标对象，以对所述目标对象进行定位；
根据所述定位指令对准所述目标对象。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第二坐标信息发送给所述控制设备。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将采集到的所述目标对象的图像信息发送给所述控制设备。
9.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括：与处理器连接的定位模块、测距模块和姿态测量模块；
其中，所述定位模块，用于获取所述机器人在地心大地坐标系下的坐标信息；
所述测距模块，用于获取目标对象与所述机器人之间的距离；
所述姿态测量模块，用于获取所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角；
所述处理器，用于根据所述目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，确定所述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息，并根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系包括：站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，以及地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，所述处理器具体用于：
根据所述机器人的坐标信息，以及所述站心地平直角坐标系与地心直角坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心直角坐标系下的第三坐标信息；
根据地心直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第三坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
11.根据权利要求9或10所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：传输模块和图像采集模块；
其中，所述传输模块，用于接收控制设备发送的定位指令，并将所述定位指令发送给所述处理器；其中，所述定位指令用于指示所述机器人对准所述目标对象，以对所述目标对象进行定位；
对应地，所述处理器还用于：
根据所述定位指令控制所述测距模块和所述图像采集模块对准所述目标对象。
12.根据权利要求11所述的机器人，其特征在于，所述传输模块还用于：
将所述第二坐标信息和所述图像采集模块采集到的所述目标对象的图像信息发送给所述控制设备。
13.一种目标对象的定位装置，其特征在于，所述装置应用于机器人，所述装置包括：
获取模块，用于获取机器人在地心大地坐标系下的坐标信息、目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角；
确定模块，用于根据所述目标对象与所述机器人之间的距离，以及所述目标对象相对于所述机器人的方位角和俯仰角，确定所述目标对象在站心地平直角坐标系下的第一坐标信息；
转换模块，用于根据所述机器人的坐标信息，以及站心地平直角坐标系与地心大地坐标系之间的转换关系，将所述第一坐标信息转换为在地心大地坐标系下的第二坐标信息。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至8任一项所述的目标对象的位置定位方法。
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