CN106325268A - 一种移动控制装置及移动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机器人装置的定位控制技术领域，尤其涉及一种移动控制装置及移动控制方法，包括采集单元，用以获取机器人于当前所处环境中的点云数据，并根据点云数据形成一采集数据输出；控制单元，用以接收采集数据，并根据采集数据形成一控制信号输出；移动机构，并于控制信号的作用下，驱动机器人执行相应的移动。与现有技术相比，本发明的优点是：本发明中，通过采集单元实时采集机器人与当前环境中的各个障碍物之间的距离信息判断机器人所处位置，无需设置多个发射器，成本较低，且测距方式从被动的接收发射器发射的信号转为主动发出测距信息，资源利用率提高，同时采集装置实施采集，测距信息准确，根据较为准确的测距信息，定位准确率高，效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人装置的定位控制技术领域，尤其涉及一种移动控制装置及控制方法。
背景技术
机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，目前室内移动机器人一般通过蓝牙或者WIFI为进行室内的定位与寻航，于室内多个地方布局发射器(蓝牙发射装置或WIFI热点)机器人根据接收的不同发射点信号的强弱，结合内置的与该环境相匹配的室内平面图计算判断所处位置于发射器的距离，进而获取自身所处为位置信息。但是现有此种室内定位的技术存在以下缺陷：(1)机器人自身需要室内平面图的先验知识；(2)需要在室内合理地安装尽量多的发射点，发射点越多，则成本就越高，而发射点的数量越少，定位的精度越低；发射点的信号会因为墙壁的阻隔或反射，会给定位的误差带来不确定的因素；(3)机器人进入一个新的未知环境无法马上进行定位。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种定位准确、结构简单的移动控制装置及控制方法。
本发明通过如下方法实现：
一种移动控制装置，应用于机器人控制系统，其中：包括，
采集单元，设置于所述机器人的预定位置处，用以获取所述机器人于当前所处环境中的点云数据，并根据所述点云数据形成一采集数据输出；
控制单元，用以接收所述采集数据，并根据所述采集数据形成一控制信号输出；
移动机构，接收所述控制信号，并于所述控制信号的作用下，驱动所述机器人执行相应的移动。
上述的移动控制装置，其中：所述控制单元包括
一建模单元，用以接收所述采集数据，并根据所述采集数据结合所述机器人当前位姿信息形成一与当前所处环境相匹配的空间平面图。
上述的移动控制装置，其中：于所述建模单元中形成有一与当前所述环境相匹配的空间平面图，所述控制单元还包括
一判断单元，分别读取所述采集数据与所述空间平面图，并根据所述采集数据与所述空间平面图形成一判断结果，
一计算单元，接受所述判断结果，并根据所述判断结果形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
上述的移动控制装置，其中：于所述控制单元中预制一与当前所述环境相匹配的空间平面图，还包括
一判断单元，分别读取所述采集数据与所述空间平面图，并根据所述采集数据与所述空间平面图形成一判断结果，
一计算单元，接受所述判断结果，并根据所述判断结果形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
上述的移动控制装置，其中：还包括一更新单元，所述采集单元实时采集所述点云数据，所述更新单元根据所述点云数据实时更新所述空间平面图。
上述的移动控制装置，其中：所述采集单元为激光扫描测距传感器，所述激光扫描测距传感器用以获取所述机器人当前所处环境中的所述点云数据。
上述的移动控制装置，其中：所述移动机构主要由复数个驱动轮和一个万向轮形成，所述驱动轮与所述万向轮按照一三角形状设置于所述机器人底部。
一种移动控制方法，应用于机器人控制系统，其中：包括，
步骤S1，控制采集单元用以获取所述机器人于当前所处环境中的点云数据，并根据所述点云数据形成一采集数据输出；
步骤S2，控制单元接收所述采集数据，并根据所述采集数据形成一控制信号输出；
步骤S3、控制移动机构于所述控制信号的作用下，驱动所述机器人执行相应的移动。
上述的移动控制方法，其中：所述步骤S2具体包括如下步骤：
步骤S21、判断所述控制单元中是否设置有一空间平面图；
步骤S22，于所述控制单元中未设置有所述空间平面图的状态下，建模单元接收所述采集数据，并根据所述采集数据结合所述机器人当前位姿信息形成一与当前所处环境相匹配的空间平面图，
步骤S23、判断单元分别读取所述采集数据与所述空间平面图，并根据所述采集数据与所述空间平面图形成一判断结果，
步骤S24，计算单元接受所述判断结果，并根据所述判断结果形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明中，通过采集单元实时采集机器人与当前环境中的各个障碍物之间的距离信息判断机器人所处位置，无需设置多个发射器，成本较低，且测距方式从被动的接收发射器发射的信号转为主动发出测距信息，资源利用率提高，同时采集装置实施采集，测距信息准确，根据较为准确的测距信息，定位准确率高，效率较高。
附图说明
图1为本发明一种移动控制装置结构示意图；
图2为本发明一种移动控制方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，一种移动控制装置，应用于机器人控制系统，其中：包括，
采集单元，设置于所述机器人的预定位置处，用以获取所述机器人于当前所处环境中的复数个点云数据，并根据所述点云数据形成一采集数据输出；进一步地，所述采集单元为激光扫描测距传感器，其中所述激光扫描测距传感器可设置距离水平面150mm的位置，激光扫描测距传感器可360°旋转，所述激光扫描测距传感器用以获取所述机器人当前所处环境中的所述点云数据。每个所述点云数据包含有三维坐标信息、颜色信息、以及反射强度信息。其中激光扫描测距传感器通过不行旋转内部的激光测距模块，每旋转1°即可测量到机器人与障碍物的距离，激光测距模块成水平方向旋转，通过多次旋转测距，可以获取机器人当前所述位置与障碍物的距离，同时也可获取机器人当前所处环境中的室内平面图。
控制单元，用以接收所述采集数据，并根据所述采集数据形成一控制信号输出；控制单元根据采集单元获取的采集数据判断机器人所处的空间位置信息，进而根据用户输入的控制命令，结合空间位置信息形成一控制信号。
移动机构，接收所述控制信号，并于所述控制信号的作用下，驱动所述机器人执行相应的移动。
本发明中，通过采集单元实时采集机器人与当前环境中的各个障碍物之间的距离信息判断机器人所处位置，无需设置多个发射器，成本较低，且测距方式从被动的接收发射器发射的信号转为主动发出测距信息，资源利用率提高，同时采集装置实施采集，测距信息准确，根据较为准确的测距信息，定位准确率高，效率较高。
此处列举一具体实施方式：以传菜机器人为例，传菜机器人需要从厨房到不同步的目标位置之间来回走动，用户设置机器人的目标位置，采集装置实时采集判断当前所处位置与障碍物(障碍物包括固定障碍物和可移动障碍物)之间的距离，控制单元根据采集数据结合当前所处环境的空间平面图、以及用户设置的目标位置形成控制信号，控制信号驱动传动机构根据该控制信号执行与之相匹配的移动，直至到达目标位置。
上述的移动控制装置，其中：所述控制单元包括
一建模单元，用以接收所述采集数据，并根据所述采集数据结合所述机器人当前位姿信息形成一与当前所处环境相匹配的空间平面图。当机器人进入一个未知环境或者用户首次使用机器人时，机器人内部未保存有与当前所处环境相匹配的空间平面图，则机器人进入该环境中，不发生位置移动。首先通过采集装置获取所述机器人于当前所处环境中的复数个点云数据，建模单元根据所述采集数据结合所述机器人当前位姿信息形成一与当前所处环境相匹配的空间平面图。
上述的移动控制装置，其中：于所述建模单元中形成有一与当前所述环境相匹配的空间平面图，所述控制单元还包括
一判断单元，分别读取所述采集数据与所述空间平面图，并根据所述采集数据与所述空间平面图形成一判断结果，
一计算单元，接受所述判断结果，并根据所述判断结果形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
于所述建模单元中形成有一与当前所述环境相匹配的空间平面图，判断单元读取所述采集数据与所述空间平面图，并根据所述采集数据与所述空间平面图形成一判断结果，计算单元，接受所述判断结果，并根据所述判断结构形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
上述的移动控制装置，其中：于所述控制单元中预制一与当前所述环境相匹配的空间平面图，还包括
一判断单元，分别读取所述采集数据与所述空间平面图，并根据所述采集数据与所述空间平面图形成一判断结果，
一计算单元，接受所述判断结果，并根据所述判断结果形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
上述的移动控制装置，其中：还包括一更新单元，所述采集单元实时采集所述点云数据，所述更新单元根据所述点云数据实时更新所述空间平面图。通过更新单元，实时更新所述空间平面图，提高机器人定位的准确度。
上述的移动控制装置，其中：所述移动机构主要由复数个驱动轮和一个万向轮形成，所述驱动轮与所述万向轮按照一三角形状设置于所述机器人底部。
如图2所示，一种移动控制方法，应用于机器人控制系统，其中：包括，
步骤S1，控制采集单元用以获取所述机器人于当前所处环境中的点云数据，并根据所述点云数据形成一采集数据输出；
步骤S2，控制单元接收所述采集数据，并根据所述采集数据形成一控制信号输出；
步骤S3、控制移动机构于所述控制信号的作用下，驱动所述机器人执行相应的移动。
本发明提供的一种移动控制方法，与上述的移动控制装置工作原理相似，此处不做赘述。
上述的移动控制方法，其中：所述步骤S2具体包括如下步骤：
步骤S21、判断所述控制单元中是否设置有一空间平面图；
步骤S22，于所述控制单元中未设置有所述空间平面图的状态下，建模单元接收所述采集数据，并根据所述采集数据结合所述机器人当前位姿信息形成一与当前所处环境相匹配的空间平面图，
步骤S23、判断单元分别读取所述采集数据与所述空间平面图，并根据所述采集数据与所述空间平面图形成一判断结果，
步骤S24，计算单元接受所述判断结果，并根据所述判断结果形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种移动控制装置，应用于机器人控制系统，其特征在于：包括，
采集单元，设置于所述机器人的预定位置处，用以获取所述机器人于当前所处环境中的点云数据，并根据所述点云数据形成一采集数据输出；
控制单元，用以接收所述采集数据，并根据所述采集数据形成一控制信号输出；
移动机构，接收所述控制信号，并于所述控制信号的作用下，驱动所述机器人执行相应的移动。
2.根据权利要求1所述的移动控制装置，其特征在于：所述控制单元包括
一建模单元，用以接收所述采集数据，并根据所述采集数据结合所述机器人当前位姿信息形成一与当前所处环境相匹配的空间平面图。
3.根据权利要求2所述的移动控制装置，其特征在于：于所述建模单元中形成有一与当前所述环境相匹配的空间平面图，所述控制单元还包括
一判断单元，分别读取所述采集数据与所述空间平面图，并根据所述采集数据与所述空间平面图形成一判断结果，
一计算单元，接受所述判断结果，并根据所述判断结果形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
4.根据权利要求1所述的移动控制装置，其特征在于：于所述控制单元中预制一与当前所述环境相匹配的空间平面图，还包括
一判断单元，分别读取所述采集数据与所述空间平面图，并根据所述采集数据与所述标准空间平面图形成一判断结果，
一计算单元，接受所述判断结果，并根据所述判断结果形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
5.根据权利要求3或4所述的移动控制装置，其特征在于：还包括一更新单元，所述采集单元实时采集所述点云数据，所述更新单元根据所述点云数据实时更新所述空间平面图。
6.根据权利要求1所述的移动控制装置，其特征在于，所述采集单元为激光扫描测距传感器，所述激光扫描测距传感器用以获取所述机器人当前所处环境中的所述点云数据。
7.根据权利要求1所述的移动控制装置，其特征在于，所述移动机构主要由复数个驱动轮和一个万向轮形成，所述驱动轮与所述万向轮按照一三角形状设置于所述机器人底部。
8.一种移动控制方法，应用于机器人控制系统，其特征在于：包括，
步骤S1，控制采集单元用以获取所述机器人于当前所处环境中的点云数据，并根据所述点云数据形成一采集数据输出；
步骤S2，控制单元接收所述采集数据，并根据所述采集数据形成一控制信号输出；
步骤S3、控制移动机构于所述控制信号的作用下，驱动所述机器人执行相应的移动。
9.根据权利要求8所述的移动控制方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括如下步骤：
步骤S21、判断所述控制单元中是否设置有一空间平面图；
步骤S22，于所述控制单元中未设置有所述空间平面图的状态下，建模单元接收所述采集数据，并根据所述采集数据结合所述机器人当前位姿信息形成一与当前所处环境相匹配的空间平面图，
步骤S23、判断单元分别读取所述采集数据与所述标准空间平面图，并根据所述采集数据与所述标准空间平面图形成一判断结果，
步骤S24，计算单元接受所述判断结果，并根据所述判断结果形成一含有所述机器人位置信息的计算结果输出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1231578 Country of ref document: HK |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170111 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: WD Ref document number: 1231578 Country of ref document: HK |