CN105005306B - 机器人表演中复位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人表演中复位方法，包括：第一机器人确定并移动到第一起始位置；第一机器人与第二机器人进行光通信，由光信号的传输方向确定所述第二机器人向所述第一机器人靠近的移动方向；所述第二机器人将超声波测距方向调整到与所述光信号的传输方向对应，并指向所述第一机器人；所述第二机器人向所述第一机器人移动，直至超声波测距得到的结果小于预定义阀值；所述第一机器人和所述第二机器人执行姿态调整。本发明技术方案，能够在两个机器人表演完一个节目时，使得各机器人回复到特定的位置、姿态，使机器人能够比较协调地进入下一节目的表演。

Description

机器人表演中复位方法

技术领域

本发明涉及机器人智能技术领域，特别是涉及一种机器人表演中复位方法。

背景技术

随着科学技术的进步，机器人更加广泛地进入人们的生活。在诸如教育、游戏等场景中，两个或两个以上的机器人可以进行协同表演，以位置、姿态、语音等形式向用户展现节目。

通常，节目表演的内容由预先定制好，包括节目表演的时长、不同时刻不同机器人执行的动作、播出的语音等。节目表演前还可以定义好表演的顺序，以供两个或多个机器人表演完一个节目，进入下一节目的表演。

发明人在研究中发现，两个机器人在表演完一个节目之后，位置和姿态可能多种多样，进入下一节目表演之后，就可能杂乱无章，毫无美感。如何使得两个机器人表演完一个节目后比较协调地进入下一节目，就需要提供一种机器人表演中复位方法。

发明内容

基于此，有必要提供一种机器人表演中复位方法，能够在两个机器人表演完一个节目时，使得各机器人回复到特定的位置、姿态，使机器人能够比较协调地进入下一节目的表演。

一种机器人表演中复位方法，方法包括：

第一机器人确定并移动到第一起始位置，所述第一起始位置由所述第一机器人在多个超声波测距方向得到的测距结果都大于预设距离值的方式来确定；

第一机器人与第二机器人进行光通信，由光信号的传输方向确定所述第二机器人向所述第一机器人靠近的移动方向；

所述第二机器人将超声波测距方向调整到与所述光信号的传输方向对应，并指向所述第一机器人；

所述第二机器人向所述第一机器人移动，直至超声波测距得到的结果小于预定义阀值；

所述第一机器人和所述第二机器人执行姿态调整。

在一个实施例中，所述方法还包括：预定义好第一机器人和第二机器人的身份；或者

两机器人基于无线通信协商好第一机器人和第二机器人的身份。

在一个实施例中，所述多个超声波测距方向中每相邻两个测距方向的角度之和不小于360°。

在一个实施例中，所述方法还包括：在所述第一机器人确定并移动到第一起始位置的过程中，若当前超声波测距方向得到的测距结果小于预设距离值，由所述第一机器人验证当前超声波测距方向前方障碍物是否为第二机器人，若为第二机器人，则将超声波测距方向微调一预设角度。

在一个实施例中，所述由所述第一机器人验证当前超声波测距方向前方障碍物是否为第二机器人的步骤，包括：

所述第一机器人向当前超声波测距方向发射检测光信号，若所述第二机器人能接收到所述检测光信号，并通过无线通信方式返回确认信号，则所述第一机器人确定当前超声波测距方向前方障碍物为第二机器人。

在一个实施例中，在所述第二机器人接收到所述检测光信号后，将超声波测距方向调整到所述检测光信号传输方向，并将测距结果通过无线通信方式返回给第一机器人，由第一机器人比较两机器人的测距结果是否一致，若一致则确认障碍物为第二机器人。

在一个实施例中，所述第一机器人与第二机器人进行光通信，由光信号的传输方向确定所述第二机器人向所述第一机器人靠近的移动方向的步骤，包括：

所述第一机器人通过固定在一自转装置的红外光发射模块发射光信号；

所述第二机器人通过环绕在自身四周的多个红外光接收模块接收光信号；

当多个红外光接收模块中某一个接收到光信号后，所述第二机器人根据该红外光接收模块的位置、自身的姿态、朝向确定向第一机器人靠近的移动方向。

在一个实施例中，在所述第二机器人将超声波测距方向调整到与所述光信号的传输方向对应，并指向所述第一机器人的同时，所述方法还包括：

所述第一机器人将自身超声波测距方向指向第二机器人；

在所述第二机器人向所述第一机器人移动，直至超声波测距得到的结果小于预定义阀值的同时，所述方法还包括：

所述第一机器人进行测距，并通过无线通信方式和所述第二机器人验证测距结果是否一致，来确保第二机器人不偏离移动方向。

在一个实施例中，在所述第一机器人和所述第二机器人执行姿态调整之前，还包括：所述第一机器人或所述第二机器人执行反向移动；

所述第一机器人和所述第二机器人执行姿态调整的步骤包括：所述第一机器人或所述第二机器人基于陀螺仪执行角度旋转动作。

上述机器人表演中复位方法，先由第一机器人确定并移动到第一起始位置，由于第一起始位置处多个超声波测距方向得到的测距结果都大于预设距离值，故第一起始位置处比较空旷，利于两机器人进行复位，再由两机器人进行光通信确定第二机器人的移动方向，由第二机器人移动到第一机器人的预定义阀值内，两机器人再同步执行姿态调整，以供两机器人可以协调地进入下一节目的表演。

附图说明

图1为一个实施例中的机器人表演中复位方法的流程示意图；

图2为一个实施例中第一机器人确定并移动到第一起始位置的流程示意图；

图3为一个实施例中第一机器人和第二机器人的俯视图以及通过光通信确定第二机器人移动方向的示意图；

图4为一个实施例中第二机器人执行姿态调整的示意图。

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。

参见图1，提供了一种机器人表演中复位方法，该方法包括：

步骤101，第一机器人确定并移动到第一起始位置。

具体的，两机器人需要进行节目表演之间的复位，最好使机器人复位在比较空旷的位置。第一起始位置就是第一机器人认为比较空旷的地方。第一起始位置由第一机器人在多个超声波测距方向得到的测距结果都大于预设距离值的方式来确定，预设距离值可以但不限于是5米等。第一机器人可以对三个或三个以上不同的方向进行测距，当各个方向测得距离均大于5米，则第一机器人认为当前位置为第一起始位置。当第一机器人在某一测距方向得到的测距结果小于5米，第一机器人可以进行反向移动直至测距结果大于5米。第一机器人在多个测距方向进行测距，可以采取顺时针或逆时针旋转多次测距方向的方式，多个超声波测距方向中每相邻两个测距方向的角度之和不小于360°，例如第一机器人可以每隔120°进行测距，测量的次数为3次。

在第一机器人移动到第一起始位置后，以无线通信方式，如WiFi、蓝牙等，告知第二机器人已达到第一起始位置，两机器人可以进一步执行后续步骤。第二机器人的起始位置是任意的，可以处在上一节目表演结束的位置处，也可以经过人工随机移动过位置。

步骤102，第一机器人与第二机器人进行光通信，由光信号的传输方向确定第二机器人向第一机器人靠近的移动方向。

具体的，光通信一般具有指向性。第一机器人与第二机器人进行光通信，再结合自身的电子坐标系、参考系可以确认两机器人的相对方向。在步骤101中，第一机器人移动到位置比较空旷的第一起始位置后，就固定在第一起始位置，由第二机器人确认向第一机器人靠近的移动方向。

步骤103，第二机器人将超声波测距方向调整到与光信号的传输方向对应，并指向第一机器人。

具体的，第二机器人在确知向第一机器人靠近的移动方向在光信号的传输方向上时，将超声波测距方向指向第一机器人，以供第二机器人在向第一机器人靠近的过程中进行测距。

步骤104，第二机器人向第一机器人移动，直至超声波测距得到的结果小于预定义阀值。

具体的，本实施例中的机器人具有可以执行机械运动的机构，可以是人腿式的，轮式的，履带式的等等，整个机构中具有电动机、传动装置，其具体结构在此并不限定。本实施例中的第二机器人向第一机器人靠近，并依靠超声波测距技术进行测距，直至测距结果小于预定义阀值，如30cm。

此外，可选的，本实施例中，在第二机器人将超声波测距方向调整到与光信号的传输方向对应，并指向第一机器人的同时，由第一机器人将自身超声波测距方向指向第二机器人，在第二机器人向第一机器人移动的同时，第一机器人进行测距，并通过无线通信方式和第二机器人验证测距结果是否一致(在合理的误差范围内)，来确保第二机器人不偏离移动方向。

步骤105，第一机器人和第二机器人执行姿态调整。

具体的，在第二机器人靠近第一机器人直至测距结果小于预定义阀值后，第二机器人无线通知第一机器人已经就绪，两机器人执行姿态调整。具体的姿态调整与机器人的结构、复杂程度有关。例如，当机器人具有四肢等结构，两机器人可以调整各个肢体的朝向、位置。而当机器人结构简单时，可以自行改变朝向等动作。机器人内置电子参考系、电子坐标系、电子罗盘等，保证姿态调整的精确完成。第一机器人和第二机器人调整后的姿态可以相同，也可以不同，或者第一机器人和第二机器人可以同时读取下一个所要表演节目的姿态信息，来进行调整。

上述实施例中的机器人表演中复位方法，先由第一机器人确定并移动到第一起始位置，由于第一起始位置处多个超声波测距方向得到的测距结果都大于预设距离值，故第一起始位置处比较空旷，利于两机器人进行复位，再由两机器人进行光通信确定第二机器人的移动方向，由第二机器人移动到第一机器人的预定义阀值内，两机器人再同步执行姿态调整，以供两机器人可以协调地进入下一节目的表演。

在一个实施例中，所提供的机器人表演中复位方法还包括：预定义好第一机器人和第二机器人的身份，或者两机器人基于无线通信协商好第一机器人和第二机器人的身份。其中，预定义的方式可以按照机器人硬件主板的唯一ID来确认，也可以根据安装的操作系统的序列号来确定，此外预定义第一机器人和第二机器人，还可以预先确立主从机器人，主机器人为第一机器人，从机器人为第二机器人，在主机器人和从机器人表演完一支节目，由主机器人确定并移动到一个空旷的位置(第一起始位置)。而两机器人基于无线协商的方式，一般应用在地位平等的两机器人之间，在一支节目表演完之后，率先发出协商信号的机器人可以作为第一机器人。

在一个实施例中，由于机器人是采用超声波测距，超声波测距的原理是基于超声波遇到障碍物就反射回来，就可以计算障碍物的距离。因此，在第一机器人确定第一起始位置的过程中，可能在测距的过程中，遇到的障碍物为第二机器人，这种情况发生的概率与节目表演完之后机器人之间的距离以及机器人的体积有关。第一机器人可以通过随机选取初始测距方向的方式，降低第二机器人作为障碍物的概率。此外，进一步的，第一机器人确定并移动到第一起始位置的过程中，若测距结果大于预设距离值，可以对障碍物不作区分，而若当前超声波测距方向得到的测距结果小于预设距离值，由第一机器人验证当前超声波测距方向前方障碍物是否为第二机器人，若为第二机器人，则将超声波测距方向微调一预设角度，例如10°以避开第二机器人。

在一个实施例中，第一机器人可以按照下面方式验证当前障碍物是否为第二机器人：第一机器人向当前超声波测距方向发射检测光信号，若第二机器人能接收到检测光信号，并通过无线通信方式返回确认信号，则第一机器人确定当前超声波测距方向前方障碍物为第二机器人。此外，进一步可选的，在所述第二机器人接收到检测光信号后，将超声波测距方向调整到检测光信号传输方向，并将测距结果通过无线通信方式返回给第一机器人，由第一机器人比较两机器人的测距结果是否一致，若一致(在合理的误差范围内)则确认障碍物为第二机器人。

参见图2，为第一机器人确定第一初始位置的场景，本场景结合了前述几个实施例。该场景中，两机器人执行过程如下：第一机器人和第二机器人表演完一支节目后，第一机器人处在位置1。第一机器人随机选取初始测距方向，若测距结果大于5米，则旋转90°再进行测距。若测距结果小于5米，比较第二机器人的测距结果是否相同，若两机器人的测距结果不同，则障碍物不是第二机器人，第一机器人反向运动直至测距结果大于5米。若两机器人的测距结果相同，则第一机器人确定前方障碍物为第二机器人，旋转测距方向10°避开第二机器人进行测距。直到第一机器人处在位置2时，旋转四次90°进行测距，测距结果都大于5米时，第一机器人确定位置2为第一起始位置。

参见图3，为第一机器人和第二机器人进行光通信，确定第二机器人向第一机器人靠近的移动方向的应用场景。在该场景中，第一机器人301通过固定在一自转装置3011的红外光发射模块3012发射光信号(例如红外光)。第二机器人302通过环绕在自身四周的多个红外光接收模块(例如3021，有多个，图中示意绘出四个)接收光信号。当多个红外光接收模块中某一个3021接收到光信号后，第二机器人根据该红外光接收模块3021的位置、自身的姿态、朝向确定向第一机器人靠近的移动方向。一般可以第二机器人超声波测距方向为第二机器人朝向的前方，第二机器人根据光接收模块在自身上的位置，结合电子坐标系，容易确定超声波测距方向与光信号传输方向之间的转角。第二机器人依照该转角进行旋转，将超声波测距装置3022指向第一机器人，以供在向第一机器人靠近的过程中进行测距。此外，需要补充的是，本场景的第一机器人和第二机器人结构不同，在其余可选的应用场景中，第一机器人也可以具有超声波测距装置，对第二机器人进行测距。

参见图4，在一个实施例中，在所述第一机器人和所述第二机器人执行姿态调整之前，还包括：第一机器人或第二机器人执行反向移动。第一机器人和第二机器人执行姿态调整的步骤包括：第一机器人或第二机器人基于陀螺仪执行角度旋转动作。在图中，使用了位置姿态一词，可理解成位置和姿态两种信息的结合。图中的位置姿态a、位置姿态b、位置姿态c各不相同，可以是位置和姿态多种组合方式。此处不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种机器人表演中复位方法，其特征在于，所述方法包括：

第一机器人确定并移动到第一起始位置，所述第一起始位置由所述第一机器人在多个超声波测距方向得到的测距结果都大于预设距离值的方式来确定；

第一机器人与第二机器人进行光通信，由光信号的传输方向确定所述第二机器人向所述第一机器人靠近的移动方向；

所述第二机器人将超声波测距方向调整到与所述光信号的传输方向对应，并指向所述第一机器人；

所述第二机器人向所述第一机器人移动，直至超声波测距得到的结果小于预定义阀值；

所述第一机器人和所述第二机器人执行姿态调整；

所述方法还包括：在所述第一机器人确定并移动到第一起始位置的过程中，若当前超声波测距方向得到的测距结果小于预设距离值，由所述第一机器人验证当前超声波测距方向前方障碍物是否为第二机器人，若为第二机器人，则将超声波测距方向微调一预设角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：预定义好第一机器人和第二机器人的身份；或者

两机器人基于无线通信协商好第一机器人和第二机器人的身份。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多个超声波测距方向中每相邻两个测距方向的角度之和不小于360°。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述由所述第一机器人验证当前超声波测距方向前方障碍物是否为第二机器人的步骤，包括：

所述第一机器人向当前超声波测距方向发射检测光信号，若所述第二机器人能接收到所述检测光信号，并通过无线通信方式返回确认信号，则所述第一机器人确定当前超声波测距方向前方障碍物为第二机器人。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第二机器人接收到所述检测光信号后，将超声波测距方向调整到所述检测光信号传输方向，并将测距结果通过无线通信方式返回给第一机器人，由第一机器人比较两机器人的测距结果是否一致，若一致则确认障碍物为第二机器人。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一机器人与第二机器人进行光通信，由光信号的传输方向确定所述第二机器人向所述第一机器人靠近的移动方向的步骤，包括：

所述第一机器人通过固定在一自转装置的红外光发射模块发射光信号；

所述第二机器人通过环绕在自身四周的多个红外光接收模块接收光信号；

当多个红外光接收模块中某一个接收到光信号后，所述第二机器人根据该红外光接收模块的位置、自身的姿态、朝向确定向第一机器人靠近的移动方向。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第二机器人将超声波测距方向调整到与所述光信号的传输方向对应，并指向所述第一机器人的同时，所述方法还包括：

所述第一机器人将自身超声波测距方向指向第二机器人；

在所述第二机器人向所述第一机器人移动，直至超声波测距得到的结果小于预定义阀值的同时，所述方法还包括：

所述第一机器人进行测距，并通过无线通信方式和所述第二机器人验证测距结果是否一致，来确保第二机器人不偏离移动方向。

8.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一机器人和所述第二机器人执行姿态调整之前，还包括：所述第一机器人或所述第二机器人执行反向移动；

所述第一机器人和所述第二机器人执行姿态调整的步骤包括：所述第一机器人或所述第二机器人基于陀螺仪执行角度旋转动作。