CN110274600B - 获取机器人gps信息的方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及机器人技术领域，公开了一种获取机器人GPS信息的方法、装置及系统，该方法包括：获取机器人在栅格地图上的当前位置；根据所述当前位置和所述机器人的初始位置计算所述机器人在大地坐标系中的坐标；将所述坐标作为所述机器人的GPS信息。通过上述方式，本发明实施例实现了实时获取机器人当前的GPS信息，便于其他调度平台调用机器人的GPS信息。

Description

获取机器人GPS信息的方法、装置及系统
技术领域
本发明实施例涉及机器人技术领域，具体涉及一种获取机器人GPS信息的方法、装置及系统。
背景技术
室外移动机器人在人类的生活和工业生产中发挥着重要作用，采用云端后台管理多种机器人和多台机器人的场景对机器人的调度机制提出了更高的要求，在固定区域内的应用场景下多机器人的位置协调和管理尤为重要。通用的机器人位置管理调度采用移动机器人端采集的实时GPS信号，通过网络传递到后台，通过调用地图API来显示实时的机器人位置来实现。
这种方式在GPS信号较强的宽阔无遮挡区域下能够取得很好的效果，但是在无GPS信号或GPS信号较弱的区域无法实时获取GPS信息。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种获取机器人GPS信息的方法、装置及系统，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种获取机器人GPS信息的方法，所述方法包括：获取机器人在栅格地图上的当前位置；根据所述当前位置和所述机器人的初始位置计算所述机器人在大地坐标系中的坐标；将所述坐标作为所述机器人的GPS信息。
在一种可选的方式中，根据所述当前位置和所述机器人的初始位置计算所述机器人在大地坐标系中的坐标，包括：计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；根据所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标；根据所述直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标。
在一种可选的方式中，计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离，包括：根据公式
Figure BDA0002124507200000021
计算当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；其中，resolution表示所述栅格地图的像素分辨率，(x0，y0)表示所述机器人的初始位置的坐标，(x1，y1)表示所述当前位置的坐标。
在一种可选的方式中，根据所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，进一步包括：构建所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的连线；确定机器人初始运动方向相对于所述连线的第一夹角；确定所述机器人初始运动方向与直角坐标系的初始夹角；根据所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角；根据所述第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标。
在一种可选的方式中，所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角，包括：根据公式α＝α1-α2确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角，其中，ɑ表示所述第二夹角，ɑ1表示所述第一夹角，ɑ2表示所述初始夹角。
在一种可选的方式中，根据第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，包括：根据公式X＝cos(α)×d，Y＝sin(α)×d计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，ɑ表示所述第二夹角，d表示所述欧式距离。
在一种可选的方式中，根据所述直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标，包括：根据所述直角坐标按照如下公式计算所述机器人在大地坐标系中的坐标：
Figure BDA0002124507200000022
其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的坐标，Z为所述机器人当前位置的海拔，a为地球椭球的长半轴，b为地球椭球的短半轴，N为卯酉圈的半径，
Figure BDA0002124507200000031
Figure BDA0002124507200000032
L、B、H分别表示大地坐标系中大地经度、大地纬度、大地高度。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种机器人GPS信息的获取装置装置，包括：获取模块，用于获取机器人在栅格地图上的当前位置。计算模块，用于根据所述当前位置和所述机器人的初始位置计算所述机器人在大地坐标系中的坐标。确定模块，用于将所述坐标作为所述机器人的GPS信息。
在一种可选的方式中，计算模块进一步用于：计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；根据所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标；根据所述直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标。
在一种可选的方式中，计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离，包括：根据公式
Figure BDA0002124507200000033
计算当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；其中，resolution表示所述栅格地图的像素分辨率，(x0，y0)表示所述机器人的初始位置的坐标，(x1，y1)表示所述当前位置的坐标。
在一种可选的方式中，根据所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，进一步包括：构建所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的连线；确定机器人初始运动方向相对于所述连线的第一夹角；确定所述机器人初始运动方向与直角坐标系的初始夹角；根据所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角；根据所述第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标。
在一种可选的方式中，根据所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角，包括：根据公式α＝α1-α2确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角，其中，ɑ表示所述第二夹角，ɑ1表示所述第一夹角，ɑ2表示所述初始夹角。
在一种可选的方式中，根据第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，包括：根据公式X＝cos(α)×d，Y＝sin(α)×d计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，ɑ表示所述第二夹角，d表示所述欧式距离。
在一种可选的方式中，根据所述直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标，包括：根据所述直角坐标按照如下公式计算所述机器人在大地坐标系中的坐标：
Figure BDA0002124507200000041
其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的坐标，Z为所述机器人当前位置的海拔，a为地球椭球的长半轴，b为地球椭球的短半轴，N为卯酉圈的半径，
Figure BDA0002124507200000042
Figure BDA0002124507200000043
L、B、H分别表示大地坐标系中大地经度、大地纬度、大地高度。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种机器人控制单元，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述一种获取机器人GPS信息的方法对应的操作。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种获取机器人GPS信息的系统，包括：定位设备、机器人操控单元、机器人控制后台及上述的机器人控制单元；所述定位设备用于定位所述机器人的初始位置；所述机器人控制单元搭载机器人控制系统，可以获取机器人在栅格地图上的实时位置；所述机器人控制后台用于显示所述GPS信息；所述机器人控制单元与所述定位设备及所述机器人操控单元通信连接，所述机器人控制单元通过所述机器人操控单元将所述GPS信息传输至所述机器人控制后台，以使所述机器人控制后台显示所述GPS信息。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述一种获取机器人GPS信息的方法对应的操作。
本发明实施例通过机器人在栅格地图上的当前位置与机器人的初始位置计算机器人在大地坐标系中的坐标，将该坐标作为机器人的GPS信息，由此可见，本发明实施例可以实现在无法定位机器人当前GPS信息的情况下，通过栅格地图中机器人的位置计算出机器人当前的GPS信息，从而实现实时获取机器人当前的GPS信息，便于其他调度平台调用机器人的GPS信息。
上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例提供的一种获取机器人GPS信息的方法的流程图；
图2示出了本发明实施例提供的一种获取机器人GPS信息的方法中机器人在空间直角坐标系中的直角坐标的计算原理图；
图3示出了本发明实施例提供的一种获取机器人GPS信息的装置的功能框图；
图4示出了本发明实施例提供的一种机器人控制单元400的结构示意图；
图5示出了本发明实施例提供的一种获取机器人GPS信息的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例的应用场景是GPS信号强度较弱或不存在GPS信号的区域，机器人GPS信息的获取。在一些固定区域，例如，很多建筑物的小区，GPS信息由于建筑物遮挡无法获取，对机器人的调度带来困扰。本发明实施例通过机器人在栅格地图中的实时位置映射至大地坐标系，由于机器人在栅格地图中的坐标和机器人在大地坐标系中的坐标是一一对应的，从而可以通过机器人在栅格地图中的实时位置得到机器人的GPS信息。下面对本发明各具体实施例做进一步说明。
图1示出了本发明一种获取机器人GPS信息的方法实施例的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤110：获取机器人在栅格地图上的当前位置。
在本步骤中，机器人在栅格地图上的当前位置是随着机器人的位置变化实时更新的，例如，机器人在执行巡检任务时，根据巡检路线，机器人的位置实时变化，机器人在栅格地图上的坐标实时更新，将某一时刻机器人在栅格地图上的坐标作为机器人在栅格地图上的当前位置。
机器人在栅格地图上的当前位置的获取方式有多种，本发明实施例并不对机器人在栅格地图上的当前位置的获取方式做限定。在一种具体的实施方式中，机器人控制单元搭载有机器人控制系统，该机器人控制系统能够通过激光传感器定位机器人在栅格地图上的实时位置。激光传感器向固定的方向发射激光，当发射的激光遇到障碍物时会被反射，通过发射的激光从发射到接收的时间差，乘以激光发射的速度除以二就得到了激光传感器到该方向上最近障碍物的距离，通过这种方式可以建立机器人所在区域的栅格地图。将机器人获取的当前位置的图像与栅格地图中每个栅格的图像信息进行匹配，根据匹配概率确定机器人在栅格地图上的位置，该位置即为机器人在栅格地图上的当前位置。
步骤120：根据当前位置和机器人的初始位置计算机器人在大地坐标系中的坐标。
机器人的初始位置是机器人在栅格地图中的初始位置，该初始位置是通过机器人放置处的GPS信息得到的，机器人的GPS信息为机器人在大地坐标系中的坐标，大地坐标系下机器人所在的位置与栅格地图中机器人的位置是一一对应的，根据机器人放置处的GPS信息可以确定机器人在栅格地图中的初始位置。机器人放置处的GPS信息可以通过现有技术中任何一种方式获取，例如，通过外部安装有GPS信息采集模块的电子设备放置于机器人放置处获取。在一种具体的实施方式中，机器人本体安装有差分GPS模块，可以准确的获取机器人的GPS信息。应理解，任何一种方式获取的GPS信息均会通过无线通信的方式传输给机器人，以便机器人根据该信息确定机器人在栅格地图中的初始位置。
机器人在获取到当前位置和初始位置后，计算当前位置与机器人初始位置之间的欧式距离，根据该欧式距离计算机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，并根据该直角坐标计算机器人在大地坐标系中的坐标。其中，当前位置与机器人初始位置之间的欧式距离的计算公式为：
Figure BDA0002124507200000071
其中，resolution表示栅格地图的像素分辨率，(x0，y0)表示机器人的初始位置的坐标，(x1，y1)表示当前位置的坐标。值得说明的是，对于任何一个区域建立的栅格地图都有一个预设的栅格与实际距离的栅格化比例，该栅格化比例即为栅格地图的像素分辨率。例如，某个栅格地图的像素分辨率为0.05，表示该栅格地图中每个像素对应的实际距离为0.05米。
计算得到的欧式距离是机器人与初始位置的实际距离，该欧式距离在空间直角坐标系中的数值不变。计算机器人在直角坐标系中的直角坐标时，构建当前位置与机器人的初始位置之间的连线；确定机器人初始运动方向相对于该连线的第一夹角；确定机器人初始运动方向与直角坐标系的初始夹角；根据该初始夹角及第一夹角确定该连线与直角坐标系的第二夹角；根据第二夹角及欧式距离计算机器人在空间直角坐标系中的直角坐标。具体计算原理请参阅附图2。如图2所示，构建当前位置与机器人的初始位置之间的连线后，该连线的长度为欧式距离d，ɑ1表示机器人初始运动方向相对于该连线的第一夹角，其中，机器人初始运动方向是机器人在初始位置，根据预先设定的路径开始运动的方向。ɑ2表示机器人初始运动方向与直角坐标系的初始夹角，其中，机器人初始运动方向与直角坐标系具体坐标轴的夹角为ɑ2，本发明实施例并不限定某一个特定的坐标轴，既可以为X轴，也可以为Y轴，本发明实施例以初始运动方向与直角坐标系X轴的夹角为初始夹角ɑ2为例对计算过程做具体说明。值得说明的是，考虑到在显示GPS信息时，一般不考虑高度，且机器人运动区域一般为平面，因此，本发明实施例并不对Z轴的数值进行具体计算，在需要Z轴的具体数值时，取机器人运动区域的海拔值即可。
由于当前位置与初始位置之间的连线与初始运动方向之间的第一夹角为ɑ1，初始运动方向与直角坐标系之间的初始夹角为ɑ2，因此，根据相对关系，当前位置与初始位置之间的连线与直角坐标系的第二夹角ɑ＝ɑ1-ɑ2。
根据三角函数关系，机器人在空间直角坐标系中的直角坐标通过下述公式得到：X＝cos(α)×d，Y＝sin(α)×d，其中，(X，Y)表示机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，ɑ表示当前位置与初始位置与直角坐标系的第二夹角，d表示欧式距离。
根据直角坐标系与大地坐标系的坐标转换关系，得到机器人在大地坐标系中的坐标。具体转换关系由下述公式确定。
Figure BDA0002124507200000081
其中，(X，Y)表示机器人在空间直角坐标系中的坐标，Z为机器人当前位置的海拔，a为地球椭球的长半轴，b为地球椭球的短半轴，N为卯酉圈的半径，
Figure BDA0002124507200000091
L、B、H分别表示大地坐标系中大地经度、大地纬度、大地高度。
步骤130：将该坐标作为机器人的GPS信息。
机器人在大地坐标系中的坐标即为机器人的GPS信息。
本发明实施例通过机器人在栅格地图上的当前位置与机器人的初始位置计算机器人在大地坐标系中的坐标，将该坐标作为机器人的GPS信息，由此可见，本发明实施例可以实现在无法定位机器人当前GPS信息的情况下，通过栅格地图中机器人的位置计算出机器人当前的GPS信息，从而实现实时获取机器人当前的GPS信息，便于其他调度平台调用机器人的GPS信息。
图3示出了本发明一种获取机器人GPS信息的装置实施例的功能框图。如图3所示，该装置包括：获取模块310，用于获取机器人在栅格地图上的当前位置。计算模块320，用于根据所述当前位置和所述机器人的初始位置计算所述机器人在大地坐标系中的坐标。确定模块330，用于将所述坐标作为所述机器人的GPS信息。
在一种可选的方式中，计算模块320进一步用于：计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；根据所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标；根据所述直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标。
在一种可选的方式中，计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离，包括：根据公式
Figure BDA0002124507200000092
计算当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；其中，resolution表示所述栅格地图的像素分辨率，(x0，y0)表示所述机器人的初始位置的坐标，(x1，y1)表示所述当前位置的坐标。
在一种可选的方式中，根据所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，进一步包括：构建所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的连线；确定机器人初始运动方向相对于所述连线的第一夹角；确定所述机器人初始运动方向与直角坐标系的初始夹角；根据所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角；根据所述第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标。
在一种可选的方式中，根据所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角，包括：根据公式α＝α1-α2确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角，其中，ɑ表示所述第二夹角，ɑ1表示所述第一夹角，ɑ2表示所述初始夹角。
在一种可选的方式中，根据第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，包括：根据公式X＝cos(α)×d，Y＝sin(α)×d计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，ɑ表示所述第二夹角，d表示所述欧式距离。
在一种可选的方式中，根据所述直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标，包括：根据所述直角坐标按照如下公式计算所述机器人在大地坐标系中的坐标：
Figure BDA0002124507200000101
其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的坐标，Z为所述机器人当前位置的海拔，a为地球椭球的长半轴，b为地球椭球的短半轴，N为卯酉圈的半径，
Figure BDA0002124507200000102
Figure BDA0002124507200000103
L、B、H分别表示大地坐标系中大地经度、大地纬度、大地高度。
本发明实施例通过计算模块320根据机器人在栅格地图上的当前位置与机器人的初始位置计算机器人在大地坐标系中的坐标，通过确定模块330将该坐标作为机器人的GPS信息，由此可见，本发明实施例可以实现在无法定位机器人当前GPS信息的情况下，通过栅格地图中机器人的位置计算出机器人当前的GPS信息，从而实现实时获取机器人当前的GPS信息，便于其他调度平台调用机器人的GPS信息。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的获取机器人GPS信息的方法对应的操作。
图4示出了本发明一种机器人控制单元400实施例的结构示意图，本发明具体实施例并不对机器人控制单元400的具体实现做限定。
如图4所示，该机器人控制单元400可以包括：处理器(processor)402、通信接口(Communications Interface)404、存储器(memory)406、以及通信总线408。
其中：处理器402、通信接口404、以及存储器406通过通信总线408完成相互间的通信。通信接口404，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器402，用于执行程序410，具体可以执行上述用于机器人GPS信息的获取方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序410可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器402可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。机器人控制单元包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器406，用于存放程序410。存储器406可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序410具体可以用于使得处理器402执行以下操作：获取机器人在栅格地图上的当前位置；根据所述当前位置和所述机器人的初始位置计算所述机器人在大地坐标系中的坐标；将所述坐标作为所述机器人的GPS信息。
在一种可选的方式中，程序410具体可以用于使得处理器402执行以下操作：计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；根据所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标；根据所述直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标。
在一种可选的方式中，程序410具体可以用于使得处理器402执行以下操作：根据公式
Figure BDA0002124507200000121
计算当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；其中，resolution表示所述栅格地图的像素分辨率，(x0，y0)表示所述机器人的初始位置的坐标，(x1，y1)表示所述当前位置的坐标。
在一种可选的方式中，程序410具体可以用于使得处理器402执行以下操作：构建所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的连线；确定机器人初始运动方向相对于所述连线的第一夹角；确定所述机器人初始运动方向与直角坐标系的初始夹角；根据所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角；根据所述第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标。
在一种可选的方式中，程序410具体可以用于使得处理器402执行以下操作：根据公式α＝α1-α2确定所述连线与所述直角坐标系的第二夹角，其中，ɑ表示所述第二夹角，ɑ1表示所述第一夹角，ɑ2表示所述初始夹角。
在一种可选的方式中，程序410具体可以用于使得处理器402执行以下操作：根据公式X＝cos(α)×d，Y＝sin(α)×d计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，ɑ表示所述第二夹角，d表示所述欧式距离。
在一种可选的方式中，程序410具体可以用于使得处理器402执行以下操作：根据所述直角坐标按照如下公式计算所述机器人在大地坐标系中的坐标：
Figure BDA0002124507200000122
其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的坐标，Z为所述机器人当前位置的海拔，a为地球椭球的长半轴，b为地球椭球的短半轴，N为卯酉圈的半径，
Figure BDA0002124507200000131
Figure BDA0002124507200000132
L、B、H分别表示大地坐标系中大地经度、大地纬度、大地高度。
图5是本发明一种获取机器人GPS信息的系统的结构示意图，如图5所示，该系统包括定位设备510、机器人操控单元520、机器人控制后台530及图4所示的机器人控制单元400；所述定位设备510用于定位所述机器人的初始位置；所述机器人控制单元400搭载机器人控制系统，可以获取机器人在栅格地图上的实时位置；所述机器人控制后台530用于显示所述GPS信息；所述机器人控制单元400与所述定位设备510及所述机器人操控单元520通信连接，所述机器人控制单元400通过所述机器人操控单元520将所述GPS信息传输至所述机器人控制后台530，以使所述机器人控制后台530显示所述GPS信息。
在此提供的算法或显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明实施例也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。

Claims (9)

1.一种获取机器人GPS信息的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所述机器人在栅格地图上的当前位置及机器人的初始位置；
计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；
构建所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的连线；
确定机器人初始运动方向相对于所述连线的第一夹角；
确定所述机器人初始运动方向与空间直角坐标系的第一坐标轴的初始夹角；
根据所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述空间直角坐标系的第一坐标轴的第二夹角；
根据所述第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标；
根据所述空间直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标；
将所述大地坐标系中的坐标作为所述机器人的GPS信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离，包括：
根据公式
Figure FDA0003061935260000011
计算当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；
其中，resolution表示所述栅格地图的像素分辨率，(x0，y0)表示所述机器人的初始位置的坐标，(x1，y1)表示所述当前位置的坐标。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述空间直角坐标系的第二夹角，包括：
根据公式α＝α1-α2确定所述连线与所述空间直角坐标系的第二夹角，其中，ɑ表示所述第二夹角，ɑ1表示所述第一夹角，ɑ2表示所述初始夹角。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，包括：
根据公式X＝cos(α)×d，Y＝sin(α)×d计算所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的直角坐标，ɑ表示所述第二夹角，d表示所述欧式距离。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，根据所述空间直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标，包括：
根据所述空间直角坐标按照如下公式计算所述机器人在大地坐标系中的坐标：
Figure FDA0003061935260000021
其中，(X，Y)表示所述机器人在空间直角坐标系中的坐标，Z为所述机器人当前位置的海拔，a为地球椭球的长半轴，b为地球椭球的短半轴，N为卯酉圈的半径，
Figure FDA0003061935260000022
Figure FDA0003061935260000023
L、B、H分别表示大地坐标系中大地经度、大地纬度、大地高度。
6.一种获取机器人GPS信息的装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述机器人在栅格地图上的当前位置及机器人的初始位置；
计算模块，用于：
计算所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的欧式距离；
构建所述当前位置与所述机器人的初始位置之间的连线；
确定机器人初始运动方向相对于所述连线的第一夹角；
确定所述机器人初始运动方向与空间直角坐标系的第一坐标轴的初始夹角；
根据所述初始夹角及所述第一夹角确定所述连线与所述空间直角坐标系的第一坐标轴的第二夹角；
根据所述第二夹角及所述欧式距离计算所述机器人在所述空间直角坐标系中的直角坐标；
根据所述空间直角坐标计算所述机器人在大地坐标系中的坐标；
确定模块，用于将所述大地坐标系中的坐标作为所述机器人的GPS信息。
7.一种机器人控制单元，包括处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行根据权利要求1-5任一项所述的一种获取机器人GPS信息的方法对应的操作。
8.一种获取机器人GPS信息的系统，包括：定位设备、机器人操控单元、机器人控制后台及如权利要求7所述的机器人控制单元；
所述定位设备用于定位所述机器人的初始位置；
所述机器人控制单元搭载机器人控制系统，获取机器人在栅格地图上的实时位置；
所述机器人控制后台用于显示所述GPS信息；
所述机器人控制单元与所述定位设备及所述机器人操控单元通信连接，所述机器人控制单元通过所述机器人操控单元将所述GPS信息传输至所述机器人控制后台，以使所述机器人控制后台显示所述GPS信息。
9.一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行根据权利要求1-5任一项所述的一种获取机器人GPS信息的方法对应的操作。
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