CN107363833B - 一种移动机器人及其控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动机器人的控制方法，所述方法包括：移动机器人通过当前作业区域中的定位装置获取对应的当前位置标识信息；移动机器人将当前位置标识信息与活动区域地图进行匹配，或将当前位置标识信息与参照物信息进行参比，确定移动机器人在活动区域中的当前位置；移动机器人将其携带的信息写入当前作业面中的定位装置，以供其他移动机器人获取；或基于当前位置进行后续操作，并且将后续操作执行信息写入当前作业区域中的定位装置，以供其他移动机器人获取。通过上述方式，本发明能够提高多机器人之间的协作效率，合理分配资源，快速高效的完成任务操作。
Description
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域，特别是涉及一种移动机器人及其控制方法和装置。
背景技术
随着机器人及自动控制技术的快速发展，机器人被用来代替人工执行多种任务，如扫地机器人、工业搬运机器人、安检机器人等。现有的机器人应用多是单个机器人独立作业，具有独立的控制系统自行控制安排任务操作；但是随着社会需求和技术的发展，逐渐需要使用多个机器人相互协作完成一些工作量较大或较为复杂的任务。
本申请的发明人在长期的研发中发现，现有的多个机器人协作工作的控制方法一般是通过一个总的控制器对多个机器人进行控制；控制方法复杂，且机器人不能根据实际作业环境及时做出判断和调整，特别是当多机器人系统遇到复杂情况时容易导致各机器人间发生冲突，乃至停滞或死锁，降低任务的执行效率。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种移动机器人及其控制方法和装置，能够提高多机器人之间协作的工作效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种移动机器人的控制方法，该方法包括：移动机器人通过当前作业区域中的定位装置获取对应的当前位置标识信息；移动机器人将当前位置标识信息与活动区域地图进行匹配，或将当前位置标识信息与参照物信息进行参比，确定移动机器人在活动区域中的当前位置；移动机器人将其携带的信息写入当前作业面中的定位装置，以供其他移动机器人获取；或基于当前位置进行后续操作，并且将后续操作执行信息写入当前作业区域中的定位装置，以供其他移动机器人获取。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种定位装置，该定位装置具有读写、存储功能，在工作时移动机器人能够对定位装置进行读/写操作。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种移动机器人，该移动机器人包括处理器、存储器和通信电路，处理器耦接存储器和通信电路，在工作时执行指令，以配合存储器和通信电路实现上述的移动机器人控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种具有存储功能的装置，该具有存储功能的装置存储有程序，所述程序被执行时实现上述的移动机器人控制方法。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种移动机器人控制方法，该方法中移动机器人不仅可以通过当前作业区域中的定位装置获取对应的当前位置标识信息，根据当前位置标识信息、活动区域地图或参照物信息确定移动机器人在活动区域中的当前位置；移动机器人还可以向当前作业区域中的定位装置中写入其携带的信息或后续操作执行信息，其写入的信息可以供其他移动机器人获取。通过上述方式，不同移动机器人之间可以通过定位装置进行信息的传递和共享，进而相互协作，能够提高多机器人之间的协作效率，合理分配资源，快速高效的完成任务操作。
附图说明
图1是本发明移动机器人控制方法一实施方式的流程示意图；
图2是本发明移动机器人控制方法一实施方式的场景示意图；
图3是本发明移动机器人控制方法一实施方式的场景示意图；
图4是本发明移动机器人控制方法一实施方式的场景示意图；
图5是本发明移动机器人控制方法一实施方式的场景示意图；
图6是本发明定位装置一实施方式的结构示意图；
图7是本发明移动机器人一实施方式的结构示意图；
图8是本发明具有存储功能的装置一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
请参阅图1，图1是本发明移动机器人控制方法一实施方式的流程示意图。该实施方式中，该控制方法包括如下步骤：
S101：移动机器人通过当前作业区域中的定位装置获取对应的当前位置标识信息。
具体地，在移动机器人的活动区域的地面上布置定位装置；可以按照预设间距或预设布局图有规律的布置定位装置，例如定位装置呈矩阵式排列、三角形排列或按照特定图案排列等；也可以在活动区域范围内随机布置定位装置。
可选地，移动机器人直接与定位装置进行通信获取当前位置标识信息；或移动机器人通过服务器与定位装置进行通信获取当前位置标识信息。具体地，移动机器人以主动感应通信方式与定位装置进行通信，例如通过射频识别技术RFID(Radio FrequencyIdentification，RFID)或近距离通信技术NFC(Near Field Communication，NFC)与定位装置进行通信，相应的定位装置包括RFID模块或NFC模块；移动机器人以被动感应通信方式与定位装置进行通信，例如通过压电传感器、压力传感器以及电容传感器与定位装置进行通信，相应的定位装置包括压电传感器、压力传感器或电容传感器等；移动机器人还可以通过无线局域网WiFi(Wireless Fidelity，WiFi)、蓝牙、超长距低功耗广域网LoRa(Lang RangeWide-Area Network，LoRa)或基于蜂窝的窄带物联网NB-IoT(Narrow Band Internet ofThings，NB-IoT)等方式与与定位装置进行通信。
S102：移动机器人将当前位置标识信息与活动区域地图进行匹配，或将当前位置标识信息与参照物信息进行参比，确定移动机器人在活动区域中的当前位置。
其中，活动区域地图可以存储在移动机器人中，也可以是移动机器人从定位装置中获取得到；具体地，活动区域地图中对不同位置都设有对应的位置标识信息，移动机器人在获取到当前位置标识信息之后，将当前位置标识信息与活动区域地图进行对比匹配，可以确定当前位置标识在活动区域地图中对应的具体位置，对当前位置进行定位，从而确认当前位置。
在另一实施方式中，将当前位置标识信息与参照物信息进行参比，确定移动机器人在活动区域中的当前位置。其中，位置标识信息可以是坐标位置信息；具体地，活动区域范围内设置多个参照物，每个参照物分别对应一个位置坐标；移动机器人在获取到当前位置标识信息之后，计算当前位置坐标与参照物之间的距离；判断当前位置坐标与参照物之间的方位，进而对当前位置进行定位，从而确认当前位置。
S103：移动机器人将其携带的信息写入当前作业区域中的定位装置，以供其他移动机器人获取；或基于当前位置进行后续操作，并将后续操作执行信息写入当前作业区域中的定位装置，以供其他移动机器人获取。
其中，定位装置具有读写、存储功能，在工作时移动机器人能够对定位装置进行读/写操作。具体地，移动机器人在到达某一定位装置处后，可以将其携带的信息写入定位装置中，例如可以写入活动区域地图、控制任务信息等。也可以基于当前位置进行后续操作，例如根据任务信息执行相应的任务操作，并将任务操作执行信息写入定位装置中；其中，任务操作执行信息包括当前任务操作的完成状态、完成进度、任务操作的执行过程及任务操作过程中遇到的问题中的一种。写入的信息存储在定位装置中，可以被其他机器人获取。同样地，移动机器人也可以获取定位装置中的数据信息，例如获取当前位置标识信息、其他移动机器人存储的信息等。
在上述实施方式中，移动机器人不仅可以通过当前作业区域中的定位装置获取对应的当前位置标识信息，根据当前位置标识信息、活动区域地图或参照物信息确定移动机器人在活动区域中的当前位置；还可以向当前作业区域中的定位装置写入其携带的信息或后续操作执行信息，其写入的信息可以供其他移动机器人获取。通过上述方式，不同移动机器人之间可以通过定位装置进行信息的传递和共享，进而相互协作，能够提高多机器人之间的协作效率，合理分配资源，快速高效的完成任务操作。
在一个实施方式中，移动机器人通过当前作业区域中的定位装置获取对应的目标信息，目标信息包括其他移动机器人写入的其携带的非操作信息或需操作信息；移动机器人以当前位置及目标信息为信息基础，制定任务操作规划；按照任务操作规划执行对应的任务操作。
具体地，移动机器人可以获取定位装置中存储的信息；其中非操作信息可以是活动区域地图、任务列表信息、机器人编队分布信息等；需操作信息可以是当前时间已启动的任务信息或将要启动的任务信息等。
其中，移动机器人可以从控制端获取任务信息，即其自身携带任务信息，那么移动机器人只需要从定位装置中获取非操作信息(例如机器人编队分布信息)就可制定任务操作规划，当然也可以同时获取需操作信息(例如另一任务信息)，根据需操作信息调整任务操作规划即制定最新的任务操作规划。移动机器人还可以从定位装置中获取任务信息，即从定位装置中获取需操作信息，根据需操作信息制定任务操作规划。
请参阅图2，图2是本发明移动机器人控制方法一实施方式的场景示意图。在一应用场景中，移动机器人1从控制端获取任务信息，该任务信息为以A点为起始基准点绘制活动区域地图，其中包含A点的坐标信息和活动区域的边界信息。移动机器人从定位装置中获取当前位置标识信息，其中当前位置标识信息包括当前坐标信息，根据当前坐标信息和A点的坐标信息规划出从当前位置移动到A点的最佳路线，例如以最短的距离移动至A点；控制移动机器人按照规划路线移动至A点。到达A点后，以A点为起始基准点向任意方向移动开始执行探测绘制地图任务(例如以惯性继续前移，或转换方向后再移动)，当移动至定位装置B处时，将“以A点为起始基准点绘制活动区域地图”这一任务信息写入定位装置B中，同时将已完成从A点到定位装置B段的探测、从A点到定位装置B的移动路线、途中的障碍物信息等均写入定位装置B中，信息写入完成后继续移动至下一定位装置，直至完成整个活动区域的探测，形成活动区域地图。
若该活动区域范围内有多个移动机器人(移动机器人1、2、3、4等)共同参与绘制地图的任务，例如，移动机器人1移动至定位装置C处，先获取定位装置C中存储的信息，获知从定位装置D处到定位装置C处的路线已被移动机器人2完成。通过获取到的信息可以知道当前任务的完成状态、完成进度，根据获取到的信息时时调整任务操作规划，合理安排规划任务操作，提高多机器人之间的协作效率，快读高效的完成任务。比如通过其他机器人写入的移动路线、途中的障碍物信息，重新评估作业路径规划，比如评估其他机器人的移动路线是否比本机器人的当前移动路线更佳，又比如评估是否需要避开障碍物。在评估后如果需要调整作业路径规划，则调整作业路径规划。
在其他实施方式中，在完成地图绘制得到完整的活动区域地图后，移动机器人将活动区域地图逐一放入活动区域范围内的定位装置中，以供其他移动机器人获取利用。
在另一实施方式中，上述目标信息包括至少另一移动机器人写入的其携带的活动区域地图信息及目标任务信息，移动机器人以当前位置、活动区域地图信息及目标任务信息为信息基础制定任务操作规划；按照任务操作规划执行对应的任务操作。
请参阅图3，图3是本发明移动机器人控制方法一实施方式的场景示意图。在一应用场景中，移动机器人1自身不携带活动区域地图及任务信息；移动机器人1从定位装置中获取任务信息，具体为将A处的100台电视搬运至B处。移动机器人1从定位装置中获取当前位置标识信息和活动区域地图，将当前位置标识信息与活动区域地图进行匹配，确定该移动机器人的当前位置；查看当前位置与A处的相对位置，计算两者之间的距离，并规划出从当前位置移动至A处的移动路线，控制移动机器人按照移动路线向A处移动；若途径其他定位装置，读取定位装置中的信息，查看是否有与该任务相关的信息，及时了解任务执行情况，并对自身的任务操作进行规划调整；例如，移动机器人1在定位装置C中获悉已经完成了90台的搬运，并且当前位置距离A处还有一段距离，移动机器人可以向控制端反馈当前信息，进而控制本机将不再参与该任务，结束本机端的任务操作。通过这种方式，移动机器人可以通过定位装置，即时获取或结束任务信息，不需要通过总控制台进行控制，灵活安排不同移动机器人的任务操作，合理利用资源，避免资源的浪费。
在又一实施方式中，上述目标信息包括至少另一移动机器人写入的其携带的目标任务信息及剩余任务信息，移动机器人以目标任务信息及剩余任务信息为信息基础调整任务操作规划，以使移动机器人优先处理剩余任务信息对应的任务操作。
请参阅图4，图4是本发明移动机器人控制方法一实施方式的场景示意图。在上述应用场景中，移动机器人在向A处移动的途中经过C点，从C点附近的定位装置D中获悉C点有200件货物需要整理排放，目前还剩余120件未整理，且需要在20分钟内完成整理排放。移动机器人可以根据这一信息，调整任务操作计划，优先去C处协作参与货物的整理排放。通过这种方式，移动机器人可以根据任务的重要程度，紧急程度，优先处理较重要或较紧急的事物，合理安排时间和资源，提高工作效率。
在又一实施方式中，上述目标信息包括异常点信息，移动机器人以异常点信息为信息基础调整任务操作规划，以使移动机器人在执行任务操作时避开异常点。
请参阅图5，图5是本发明移动机器人控制方法一实施方式的场景示意图。在上述应用场景中，所规划的移动路线是从当前位置经过C点移动至A点，但是在移动过程中从定位装置D中获知，在从当前位置到C点的途中存在障碍物，不方便通行，移动机器人根据这一信息重新规划调整移动路线，改变路线为从当前位置经过E点移动至A点。通过这种方式，移动机器人能够及时获知活动区域的环境信息，及时规划变更路线，防止移动机器人多走冤枉路，提高工作效率。
在一实施方式中，上述目标信息包括至少另一移动机器人写入的其携带的目标任务信息及多个其他移动机器人的相应需操作信息，移动机器人以目标信息及多个其他移动机器人的相应需操作信息为信息基础，制定与多个其他移动机器人之间具备协作关系的任务操作规划，以合理分配当前作业区域中的不同移动机器人的任务操作。
在一应用场景中，一移动机器人从定位装置中获取信息，信息显示：A处需要8台移动机器人同时协作完成对物体B的组装，目前已有4台具有配件安装功能的移动机器人参与任务，还需要4台具有配件固定功能的移动机器人参与。移动机器人检索其是否具有配件固定功能，若具有配件固定功能，则选择参与这一任务，并规划该移动机器人需要完成的任务操作。通过这种方式，能够根据不同移动机器人的功能特点，合理分配不同移动机器人的任务操作，以较优化的组合方式进行协作完成任务。
在一实施方式中，定位装置与至少另一个定位装置构成位置重要程度的分级关系，不同等级的定位装置对应不同等级的读/写权限。
在一应用场景中，定位装置呈矩阵式排列，并设置位于偶数点位的定位装置的级别高于位于奇数点位的定位装置的级别；移动机器人可以向位于偶数点位的定位装置写入任务操作信息、剩余任务信息等需操作信息；而移动机器人只能向位于奇数点位的定位装置写入活动区域地图信息、任务操作执行等非操作信息。通过上述方式，能够方便管理定位装置中的数据，同时移动机器人不需要对每个定位装置都进行读/写，节约工作时间，同时也节约定位装置的存储空间。
请参阅图6，图6是本发明定位装置一实施方式的结构示意图。该实施方式中，定位装置60具有读写、存储功能，在工作时移动机器人能够对定位装置进行读/写操作，具体工作执行过程请参照上述方法实施方式中的说明，在此不再赘述。具体地，定位装置60中包括具有读写、存储功能芯片601；定位装置60也可以是迷你SD卡等。在其他实施方式中，定位装置60还包括RFID模块、NFC模块、压电传感器、压力传感器或电容传感器中的一种，以完成跟移动机器人之间的通信。定位装置60可以是单个元件的形态，也可以是多个并形成相对位置关系的组织形态，比如定位装置60嵌入地毯、地胶中，或嵌入屋顶中。
请参阅图7，图7是本发明移动机器人一实施方式的结构示意图。本发明提供一种移动机器人，包括处理器701、存储器702和通信电路703，处理器701耦接存储器702和通信电路703，在工作时执行指令，以配合存储器702及通信电路703实现上述控制方法，具体工作过程请参阅上述方法实施例中的说明，故在此不再赘述。其中，移动机器人可以是扫地机器人、工业搬运机器人、安检机器人、无人驾驶汽车等。
请参阅图8，图8是本发明具有存储功能的装置一实施方式的结构示意图。本发明提供一种具有存储功能的装置80，存储装置80存储有程序801，程序801被执行时实现上述控制方法。具体工作过程请参阅上述方法实施例中的说明，故在此不再赘述。其中具有存储功能的装置可以是便携式存储介质如U盘、光盘，也可以是终端、服务器等。
以上方案，本发明提供一种移动机器人控制方法，该方法中移动机器人不仅可以通过当前作业区域中的定位装置获取对应的当前位置标识信息，根据当前位置标识信息、活动区域地图或参照物信息确定移动机器人在活动区域中的当前位置；移动机器人还可以向当前作业区域中的定位装置中写入其携带的信息或后续操作执行信息，其写入的信息可以供其他移动机器人获取。通过上述方式，不同移动机器人之间可以通过定位装置进行信息的传递和共享，进而相互协作，能够提高多机器人之间的协作效率，合理分配资源，快速高效的完成任务操作。
本发明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全部或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装置中，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)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储装置包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的装置。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种移动机器人的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
移动机器人通过当前作业区域中的定位装置获取对应的当前位置标识信息，所述定位装置具有读写、存储功能，在工作时所述移动机器人能够对所述定位装置进行读/写操作；
所述移动机器人将所述当前位置标识信息与活动区域地图进行匹配，或将所述当前位置标识信息与参照物信息进行参比，确定所述移动机器人在活动区域中的当前位置；
所述移动机器人将其携带的信息写入当前作业区域中的定位装置，以供其他移动机器人获取；或基于所述当前位置进行后续操作，并且将后续操作执行信息写入当前作业区域中的定位装置，以供其他移动机器人获取。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动机器人通过当前作业区域中的定位装置获取对应的目标信息，所述目标信息包括其他移动机器人写入的其携带的非操作信息或需操作信息；所述移动机器人基于所述当前位置进行后续操作包括：
所述移动机器人以所述当前位置及所述目标信息为信息基础，制定任务操作规划；按照所述任务操作规划执行对应的任务操作。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标信息包括至少另一移动机器人写入的其携带的活动区域地图及目标任务信息，所述移动机器人以所述当前位置、所述活动区域地图及所述目标任务信息为信息基础制定任务操作规划；按照所述任务操作规划执行对应的任务操作。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标信息包括至少另一移动机器人写入的其携带的目标任务信息及多个其他移动机器人的相应需操作信息，所述移动机器人基于所述当前位置进行后续操作包括：
所述移动机器人以所述目标信息及多个其他移动机器人的相应需操作信息为信息基础，制定与所述多个其他移动机器人之间具备协作关系的任务操作规划，以合理分配所述当前作业区域中的不同移动机器人的任务操作。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标信息包括至少另一移动机器人写入的其携带的目标任务信息及剩余任务信息，所述移动机器人基于所述当前位置进行后续操作包括：
所述移动机器人以所述目标任务信息及剩余任务信息为信息基础调整任务操作规划，以使所述移动机器人优先处理所述剩余任务信息对应的任务操作。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标信息包括异常点信息，所述移动机器人以所述异常点信息为信息基础调整任务操作规划，以使所述移动机器人在执行任务操作时避开所述异常点。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位装置与至少另一个定位装置构成位置重要程度的分级关系，不同等级的所述定位装置对应不同等级的读/写权限。
8.一种移动机器人，其特征在于，包括：处理器、存储器和通信电路，所述处理器耦接所述存储器和通信电路，在工作时执行指令，以配合所述存储器和通信电路实现权利要求1-7任一项所述的方法。
9.一种具有存储功能的装置，其特征在于，存储有程序，所述程序被执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法。
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