CN105549585B - 机器人导航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人导航方法及系统，其中方法包括：通过根据导航指令控制机器人上设置的摄像头获取机器人周围的标识点；根据周围的标识点查询预置地图，确定机器人的当前位置，其中，预置地图包括：各个导航轨迹以及各个导航轨迹上的标识点；根据机器人的当前位置和目标位置查询预置地图，获取与当前位置和目标位置匹配的导航轨迹；根据当前位置和导航轨迹确定机器人的行进方向和行进路线，从而使得机器人可以根据行进方向和行进路线移动至目标位置，实现导航，避免了成本较高的接入点设备的设置，以及对场所的施工改造，节省了成本，降低了对其所应用的场所的施工要求。

Description

机器人导航方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种机器人导航方法及系统。

背景技术

目前，传统的机器人导航方法主要有：蓝牙导航、WIFI定位导航等。蓝牙导航和WIFI定位导航都需要在室内若干个地点放置接入点设备并设置成周期性广播模式，以便机器人通过扫描测量各接入点的信号强度确定位置，根据位置以及导航路线进行移动。

然而，现有技术中，接入点设备的成本较高，且接入点设备需要外接电源，对其所应用的场所施工要求高。

发明内容

本发明提供一种机器人导航方法及系统，用于解决现有技术中成本高，施工要求高的问题。

本发明的第一个方面是提供一种机器人导航方法，包括：

接收控制台发送的导航指令，所述导航指令中携带：目标位置；

根据所述导航指令控制机器人上设置的摄像头获取所述机器人周围的标识点；

根据周围的标识点查询预置地图，确定所述机器人的当前位置，其中，所述预置地图包括：各个导航轨迹以及各个导航轨迹上的标识点；

根据所述机器人的当前位置和所述目标位置查询预置地图，获取与所述当前位置和所述目标位置匹配的导航轨迹；

根据所述当前位置和所述导航轨迹确定所述机器人的行进方向和行进路线，以使所述机器人根据所述行进方向和所述行进路线进行导航。

进一步地，接收控制台发送的导航指令之前，还包括：

获取各个标识点的位置；

获取所述机器人所在场景对应的地图，其中，所述地图中包括有：所述场景中的各个物体的位置以及可行的路线；

根据所述各个标识点的位置和所述地图生成预置地图。

进一步地，所述根据所述各个标识点的位置和所述地图生成预置地图，包括：

根据所述各个标识点的位置将所述各个标识点标注到所述地图上；

根据所述地图上的各个标识点的位置以及可行路线，生成各个导航轨迹；

将所述各个导航轨迹标注到所述地图上，得到预置地图。

进一步地，所述标识点为预设形状的标志物。

本发明中，通过根据导航指令控制机器人上设置的摄像头获取机器人周围的标识点；根据周围的标识点查询预置地图，确定机器人的当前位置；预置地图包括：各个导航轨迹以及各个导航轨迹上的标识点；根据机器人的当前位置和目标位置查询预置地图，获取与当前位置和目标位置匹配的导航轨迹；根据当前位置和导航轨迹确定机器人的行进方向和行进路线，从而使得机器人可以根据行进方向和行进路线移动至目标位置，实现导航，避免了成本较高的接入点设备的设置，以及对场所的施工改造，节省了成本，降低了对其所应用的场所的施工要求。

本发明的第二个方面是提供一种机器人导航系统，包括：

机器人、设置在导航轨迹上的标识点以及控制台，其中，

所述控制台与所述机器人无线连接，用于向所述机器人发送携带有目标位置的导航指令；

所述机器人包括：机器人本体、摄像头以及处理器，所述处理器设置在所述机器人本体内，所述摄像头设置在机器人本体上；

所述处理器与所述控制台无线连接，用于接收所述控制台的导航指令；

所述处理器与所述摄像头连接，用于根据所述导航指令控制所述摄像头获取周围的标识点，根据周围的标识点以及预置地图，确定所述机器人的行进方向和行进路线；

所述机器人本体与所述处理器连接，用于根据所述行进方向和所述行进路线进行导航。

进一步地，所述机器人还包括：存储器，所述存储器与所述处理器连接，用于将预存的预置地图提供给所述处理器。

进一步地，所述机器人导航系统还包括：存储设备；

所述存储设备与所述机器人无线连接，用于将预存的预置地图提供给所述机器人。

进一步地，所述标识点为预设形状的标志物。

进一步地，所述标识点设置在所述导航轨迹的中心线上，或者设置在所述导航轨迹的任意一侧或两侧。

进一步地，所述机器人还包括：旋转装置，所述旋转装置固定在所述机器人本体上；

所述旋转装置与所述摄像头和所述处理器连接，用于在所述处理器的控制下旋转所述摄像头，以使所述摄像头拍摄到周围的标识点。

本发明中，提供一种机器人导航系统，包括：机器人、设置在导航轨迹上的标识点以及控制台；控制台与机器人无线连接，用于向机器人发送携带有目标位置的导航指令；机器人包括：机器人本体、摄像头以及处理器，处理器设置在机器人本体内，摄像头设置在机器人本体上；处理器与控制台无线连接，用于接收控制台的导航指令；处理器与摄像头连接，用于根据导航指令控制摄像头获取周围的标识点，根据周围的标识点以及预置地图，确定机器人的行进方向和行进路线，从而使得机器人可以根据行进方向和行进路线移动至目标位置，实现导航，避免了成本较高的接入点设备的设置，以及对场所的施工改造，节省了成本，降低了对其所应用的场所的施工要求。

附图说明

图1为本发明提供的机器人导航方法一个实施例的流程图；

图2为本发明提供的机器人导航方法又一个实施例的流程图；

图3为本发明提供的机器人导航系统一个实施例的结构示意图。

附图标记：

31-机器人；32-标识点；33-控制台；311-机器人本体；312-摄像头；313-处理器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的机器人导航方法一个实施例的流程图，如图1所示，包括：

101、接收控制台发送的导航指令，导航指令中携带：目标位置。

本发明提供的机器人导航方法的执行主体为机器人，或者还可以为能够移动并进行通信的设备等。控制台指的是可以与机器人进行无线连接，并接收用户指令的智能设备。

其中，目标位置可以为目标的经纬度坐标，或者为目标附近标识点的经纬度坐标。

102、根据导航指令控制机器人上设置的摄像头获取机器人周围的标识点。

其中，标识点可以是具有任意的预设形状的标志物。机器人根据导航指令可以控制摄像头对周围的标识点进行拍摄并进行图像识别，以识别周围的标识点的编号、颜色、形状或者图案等，以根据周围的标识点的编号、颜色、形状或者图案等识别周围的标识点。

例如，标识点可以为由反光材料制成的黄色大圆圈、中间画叉的红色小方块、具有波浪形的白色矩形图标等等。标识点上的图案可以设置为2个圆2个三角形，或者设置为2个圆3个三角形，或者设置为2个圆2个方块等。标识点可以设置在导航轨迹的中心线上，或者导航轨迹的一侧或者两侧，或者其他位置。另外，标识点还可以设置在导航轨迹上方的天花板等物体上。

在一种实施场景下，机器人上可以设置有一个摄像头，摄像头通过旋转装置设置，旋转装置可以控制摄像头进行旋转，以便摄像头拍摄到周围全角度以内的标识点。例如，摄像头可以以旋转装置为球心，在球面上任意转动，获取各个角度的标识点。在另一种实施场景下，机器人上可以设置有两个或者多个摄像头，两个或者多个摄像头的拍摄角度覆盖球面上的各个角度，以便摄像头拍摄到球面上各个角度的标识点。

103、根据周围的标识点查询预置地图，确定机器人的当前位置；预置地图包括：各个导航轨迹以及各个导航轨迹上的标识点。

具体地，机器人可以根据周围的标识点的编号查询预置地图，确定周围的标识点的位置，根据周围的标识点的位置确定机器人的当前位置。该当前位置可以为一个区域范围，即周围的标识点所围成的区域范围。

其中，多个标识点可以构成导航轨迹。例如，导航轨迹可以是由分散的几个标识点构成的直线状分段轨迹，也可以是由大量的标识点组成的连续带状轨迹，其中，该带状轨迹的形状可以是直线形、环形、圆弧形、弯曲、锯齿形、不规则形等。这里所列举的轨迹的形状、标识点的分布间隔只是用于解释本发明的技术方案，而不是旨在限定本发明的范围，也就是说，可以是按需要任意设定的。

104、根据机器人的当前位置和目标位置查询预置地图，获取与当前位置和目标位置匹配的导航轨迹。

具体地，可以先根据机器人的当前位置查询预置地图，获取包括有当前位置的第一导航轨迹；然后根据目标位置查询第一导航轨迹，获取第一导航轨迹中包括目标位置的导航轨迹，将该导航轨迹确定为与当前位置和目标位置匹配的导航轨迹。或者，可以先根据机器人的目标位置查询预置地图，获取包括有目标位置的第二导航轨迹；然后根据当前位置查询第二导航轨迹，获取第二导航轨迹中包括当前位置的导航轨迹，将该导航轨迹确定为与当前位置和目标位置匹配的导航轨迹。

105、根据当前位置和导航轨迹确定机器人的行进方向和行进路线，以使机器人根据行进方向和行进路线进行导航。

本实施例中，通过根据导航指令控制机器人上设置的摄像头获取机器人周围的标识点；根据周围的标识点查询预置地图，确定机器人的当前位置；预置地图包括：各个导航轨迹以及各个导航轨迹上的标识点；根据机器人的当前位置和目标位置查询预置地图，获取与当前位置和目标位置匹配的导航轨迹；根据当前位置和导航轨迹确定机器人的行进方向和行进路线，从而使得机器人可以根据行进方向和行进路线移动至目标位置，实现导航，避免了成本较高的接入点设备的设置，以及对场所的施工改造，节省了成本，降低了对其所应用的场所的施工要求。

图2为本发明提供的机器人导航方法又一个实施例的流程图，如图2所示，在图1所示实施例的基础上，步骤101之前还可以包括：

106、获取各个标识点的位置。

107、获取机器人所在场景对应的地图；其中，地图中包括有：场景中的各个物体的位置以及可行的路线。

其中，机器人所在场景可以为室内或者室外的场景。室内场景例如：餐厅、商场、健身房、医院、养老院、KTV、宾馆、办事大厅等。室外场景例如：室外停车场、足球场、篮球场、室外商场、公园等。

108、根据各个标识点的位置和地图生成预置地图。

具体地，步骤108可以包括：根据各个标识点的位置将各个标识点标注到地图上；根据地图上的各个标识点的位置以及可行路线，生成各个导航轨迹；将各个导航轨迹标注到地图上，得到预置地图。

其中，生成的预置地图可以预先储存在机器人可访问的存储器中。其中，该存储器可以是机器人内部的存储器，也可以是在服务器或者其他非机器人系统内的存储器，只要机器人可以访问该存储器。例如，若预置地图被储存在远端服务器中，举例来说，机器人可以通过wifi等来访问该服务器获取预置地图，或者由该服务器完成运算，告知机器人下一步的行进方向和行进路线。

本实施例中，先根据各个标识点的位置以及机器人所在场景对应的地图生成预置地图，然后通过根据导航指令控制机器人上设置的摄像头获取机器人周围的标识点；根据周围的标识点查询预置地图，确定机器人的当前位置；预置地图包括：各个导航轨迹以及各个导航轨迹上的标识点；根据机器人的当前位置和目标位置查询预置地图，获取与当前位置和目标位置匹配的导航轨迹；根据当前位置和导航轨迹确定机器人的行进方向和行进路线，从而使得机器人可以根据行进方向和行进路线移动至目标位置，实现导航，避免了成本较高的接入点设备的设置，以及对场所的施工改造，节省了成本，降低了对其所应用的场所的施工要求。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图3为本发明提供的机器人导航系统一个实施例的结构示意图，如图3所示，包括：

机器人31、设置在导航轨迹上的标识点32以及控制台33；

控制台33与机器人31无线连接，用于向机器人31发送携带有目标位置的导航指令；

机器人31包括：机器人本体311、摄像头312以及处理器313，处理器313设置在机器人本体内，其中，摄像头312可以设置在机器人本体上，诸如，机器人本体的头部位置，或者机器人本体的底部或者中部位置；

处理器313与控制台33无线连接，用于接收控制台的导航指令；

处理器313与摄像头312连接，用于根据导航指令控制摄像头获取周围的标识点，根据周围的标识点以及预置地图，确定机器人的行进方向和行进路线；

机器人本体311与处理器313连接，用于根据行进方向和行进路线进行导航。

其中，标识点可以为预设形状的标志物。例如，标识点可以为由反光材料制成的黄色大圆圈、中间画叉的红色小方块、具有波浪形的白色矩形图标等等。标识点可以设置在导航轨迹的中心线上，或者导航轨迹的一侧或者两侧，或者其他位置。另外，标识点还可以设置在导航轨迹上方的天花板等物体上。

进一步地，机器人还包括：旋转装置，旋转装置固定在机器人本体上；旋转装置与摄像头和处理器连接，用于在处理器的控制下旋转摄像头，以使摄像头拍摄到周围的标识点。

或者，机器人上可以设置有两个或者多个摄像头，两个或者多个摄像头的拍摄角度覆盖整个球面，以便摄像头拍摄到球面上各个角度的标识点。

进一步地，在一种实施场景下，机器人还可以包括：存储器，存储器与处理器连接，用于将预存的预置地图提供给处理器。

在另一种实施场景下，机器人导航系统还可以包括：存储设备，存储设备可以与机器人无线连接，用于将预存的预置地图提供给机器人。

本实施例中，提供一种机器人导航系统，包括：机器人、设置在导航轨迹上的标识点以及控制台，其中，控制台与机器人无线连接，用于向机器人发送携带有目标位置的导航指令；机器人包括：机器人本体、摄像头以及处理器，处理器设置在机器人本体内，摄像头设置在机器人本体上；处理器与控制台无线连接，用于接收控制台的导航指令；处理器与摄像头连接，用于根据导航指令控制摄像头获取周围的标识点，根据周围的标识点以及预置地图，确定机器人的行进方向和行进路线，从而使得机器人可以根据行进方向和行进路线移动至目标位置，实现导航，避免了成本较高的接入点设备的设置，以及对场所的施工改造，节省了成本，降低了对其所应用的场所的施工要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种机器人导航方法，其特征在于，包括：

接收控制台发送的导航指令，所述导航指令中携带：目标位置；

根据所述导航指令控制机器人上设置的摄像头获取所述机器人周围的标识点；

根据周围的标识点查询预置地图，确定所述机器人的当前位置，其中，所述预置地图包括：各个导航轨迹以及各个导航轨迹上的标识点；

根据所述机器人的当前位置和所述目标位置查询预置地图，获取与所述当前位置和所述目标位置匹配的导航轨迹；

根据所述当前位置和所述导航轨迹确定所述机器人的行进方向和行进路线，以使所述机器人根据所述行进方向和所述行进路线进行导航。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收控制台发送的导航指令之前，还包括：

获取各个标识点的位置；

获取所述机器人所在场景对应的地图，其中，所述地图中包括有：所述场景中的各个物体的位置以及可行的路线；

根据所述各个标识点的位置和所述地图生成预置地图。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个标识点的位置和所述地图生成预置地图，包括：

根据所述各个标识点的位置将所述各个标识点标注到所述地图上；

根据所述地图上的各个标识点的位置以及可行路线，生成各个导航轨迹；

将所述各个导航轨迹标注到所述地图上，得到预置地图。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标识点为预设形状的标志物。

5.一种机器人导航系统，其特征在于，包括：

机器人、设置在导航轨迹上的标识点以及控制台；

所述控制台与所述机器人无线连接，用于向所述机器人发送携带有目标位置的导航指令；

所述机器人包括：机器人本体、摄像头以及处理器，所述处理器设置在所述机器人本体内，所述摄像头设置在机器人本体上；

所述处理器与所述控制台无线连接，用于接收所述控制台的导航指令；

所述处理器与所述摄像头连接，用于根据所述导航指令控制所述摄像头获取周围的标识点，根据周围的标识点以及预置地图，确定所述机器人的行进方向和行进路线；

所述机器人本体与所述处理器连接，用于根据所述行进方向和所述行进路线进行导航。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述机器人还包括：存储器，所述存储器与所述处理器连接，用于将预存的预置地图提供给所述处理器。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：存储设备；

所述存储设备与所述机器人无线连接，用于将预存的预置地图提供给所述机器人。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述标识点为预设形状的标志物。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述标识点设置在所述导航轨迹的中心线上，或者设置在所述导航轨迹的任意一侧或两侧。

10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述机器人还包括：旋转装置，所述旋转装置固定在所述机器人本体上；

所述旋转装置与所述摄像头和所述处理器连接，用于在所述处理器的控制下旋转所述摄像头，以使所述摄像头拍摄到周围的标识点。