CN110281233B - 机器人、机器人控制系统和运动控制方法以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机器人的运动控制方法，该运动控制方法包括：控制机器人按预存的工作路径进行运动并执行工作任务；获取当前机器人与多个停车位之间的距离，确定当前离机器人最近的停车位；根据最近的停车位与机器人之间的距离获取机器人当前运动至停车位所需的最低电量；获取机器人的剩余电量，并判断机器人的剩余电量是否低于或者等于最低电量；在机器人的剩余电量低于或者等于最低电量时，控制机器人运动至最近的停车位进行充电。通过上述方式，本申请能够减少机器人运动至停车位的能量耗损。

Description

机器人、机器人控制系统和运动控制方法以及存储介质

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，特别是涉及一种机器人、机器人控制系统和运动控制方法以及存储介质。

背景技术

随着新能源技术及其产业的迅猛发展，太阳能光伏发电已经被广泛应用，如大型地面光伏电站，屋顶分布式光伏电站等。而在应用太阳能光伏组件进行发电时，由于所处环境复杂多样，太阳能光伏组件表面易被灰尘、杂物等遮挡，从而严重影响光伏组件的发电效率和寿命。因此，需要经常对太阳能光伏组件表面进行清洁、检测等运维活动。目前主要采用的运维方式为人工手持清洁工具运维，这种方式效率低、危险性大。

目前的一种运维方式是采用光伏运维机器人，以全自动运行的方式，运行于太阳能光伏组件上，从而对太阳能光伏组件表面进行清洁、检测等。但由于光伏电站往往面积较大，机器人单凭一块储能装置未必能一次续航全部覆盖，所以，就需要采用航线断点续航的方式，如何高效率的执行断点返航和续航，并顺利的执行清扫任务，成为人们研究的焦点问题。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种机器人、机器人控制系统和运动控制方法以及存储介质，能够减少机器人运动至停车位的能量耗损。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用的一个技术方案是：提供一种机器人的运动控制方法，该运动控制方法包括：控制机器人按预存的工作路径进行运动并执行工作任务；获取当前机器人与多个停车位之间的距离，确定当前离机器人最近的停车位；根据最近的停车位与机器人之间的距离获取机器人当前运动至停车位所需的最低电量；获取机器人的剩余电量，并判断机器人的剩余电量是否低于或者等于最低电量；在机器人的剩余电量低于或者等于最低电量时，控制机器人运动至最近的停车位进行充电。

其中，获取当前机器人与多个停车位之间的距离的步骤，包括：获取机器人当前的位置信息和多个停车位的位置信息；根据机器人当前的位置信息和多个停车位的位置信息分别计算机器人当前和多个停车位之间的距离。

其中，确定当前离机器人最近的停车位的步骤，包括：将多个停车位中与机器人的距离最小的停车位作为最近的停车位。

其中，确定当前离机器人最近的停车位的步骤，包括：当存在多个停车位与机器人的距离相等且距离最小时，进一步分别获取机器人运动至距离最近的多个停车位的运动路径，并选择运动路径最短的停车位作为最近的停车位。

其中，确定当前离机器人最近的停车位的步骤，包括：当存在多个停车位与机器人的距离相等且距离最小时，进一步优先选择当前已走的工作路径上未经过的停车位作为最近的停车位。

其中，根据最近的停车位与机器人之间的距离获取机器人当前运动至停车位所需的最低电量的步骤，包括：根据最近的停车位与机器人之间的距离和预存的单位距离所耗损的电量获取最低电量。

其中，在机器人的剩余电量低于或者等于最低电量时，控制机器人运动至最近的停车位进行充电的步骤，包括：在机器人的剩余电量低于或者等于最低电量时，记录机器人的当前位置为断点位置，并控制机器人运动至最近的停车位进行充电；在机器人的剩余电量低于或者等于最低电量时，控制机器人运动至最近的停车位进行充电的步骤之后，方法进一步包括：判断机器人的剩余电量值是否大于或者等于预设电量阈值；在判断到剩余电量值大于或者等于电量阈值时，停止充电并控制机器人返回断点位置；从断点位置开始按预存的工作路径继续进行运动并执行工作任务。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用的另一个技术方案是：提供一种机器人控制系统，该机器人控制系统包括处理器和与处理器电连接的存储器，存储器用于存储软件程序，处理器用于调用软件程序以执行上述的方法。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用的又一个技术方案是：提供一种机器人，该机器人包括处理器和与处理器电连接的存储器，存储器用于存储软件程序，处理器用于调用软件程序以执行上述的方法。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用的又一个技术方案是：提供一种存储介质，该存储介质用于存储软件程序，软件程序能够被调用以执行上述的方法。

本申请实施例通过控制机器人按预存的工作路径进行运动并执行工作任务；获取当前机器人与多个停车位之间的距离，确定当前离机器人最近的停车位；根据最近的停车位与机器人之间的距离获取机器人当前运动至停车位所需的最低电量；获取机器人的剩余电量，并判断机器人的剩余电量是否低于或者等于最低电量；在机器人的剩余电量低于或者等于最低电量时，控制机器人运动至最近的停车位进行充电，根据动态环境每到一个新的位置则检测周围的多个停车位之间的距离，根据距离和剩余电量来衡量是否需要返航充电，能够有效的检测到机器人是否真正需要充电，能够增加机器人一次充电的电能最大利用率，且能够减少机器人运动至停车位的能量耗损。

附图说明

图1是本申请实施例的机器人的运动控制方法的流程示意图；

图2是本申请实施例的区域分布地图；

图3是本申请实施例机器人控制系统的硬件结构示意图；

图4是本申请实施例机器人的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请结合参阅图1和图2，图1是本申请实施例的机器人的运动控制方法的流程示意图；图2是本申请实施例的区域分布地图。

在本实施例中，机器人的运动控制方法可以包括以下步骤：

步骤S101：控制机器人按预存的工作路径进行运动并执行工作任务。

其中，工作路径是指在区域分布地图中的预定路径。工作任务可以为清扫太阳能光伏组件的表面的任务，或者对太阳能光伏组件进行巡检的任务。

在一种应用实例中，工作任务为清扫太阳能光伏组件的表面的任务。光伏电站分为光伏A区、光伏B区、光伏C区、光伏D区、光伏 E区、光伏F区、光伏G区、光伏H区，在光伏电站不同的区域布置了停车位1、停车位2、停车位3……停车位n，停车位与光伏区域之间通过“桥”连接，从而实现了各停车位与各光伏区域之间的路径连通，保证清洁机器人可以在所有停车位和光伏区域上自由行走。

例如，一种预存的工作路径可以为：停车位1→光伏A区→光伏B 区→光伏C区→光伏D区→光伏C区→光伏F区→光伏G区→光伏F 区→光伏C区→光伏B区→光伏E区→光伏H区→停车位n，机器人从停车位1出发，中间清扫完各个光伏区域，到达停车位n，完成光伏电站的一次清扫任务。

步骤S102：获取当前机器人与多个停车位之间的距离，确定当前离机器人最近的停车位。

其中，获取当前机器人与多个停车位之间的距离的步骤，包括：获取机器人当前的位置信息和多个停车位的位置信息；根据机器人当前的位置信息和多个停车位的位置信息分别计算机器人当前和多个停车位之间的距离。

可选地，根据机器人当前的位置信息和多个停车位的位置信息分别计算机器人当前和多个停车位之间的直线距离，例如位置信息包括坐标信息，根据机器人的坐标信息和停车位的坐标信息获取机器人和停车位之间的距离。

可选地，确定当前离机器人最近的停车位的步骤，包括：将多个停车位中与机器人的距离最小的停车位作为最近的停车位。

可选地，确定当前离机器人最近的停车位的步骤，包括：当存在多个停车位与机器人的距离相等且距离最小时，进一步分别获取机器人运动至距离最近的多个停车位的运动路径，并选择运动路径最短的停车位作为最近的停车位。

可选地，获取机器人运动至距离最近的多个停车位的运动路径具体可以包括：根据区域分布地图和机器人所在的位置对应的区域、多个停车位的位置确定对应的运动路径。

可选地，确定当前离机器人最近的停车位的步骤，可以包括：当存在多个停车位与机器人的距离相等且距离最小时，进一步优先选择当前已走的工作路径上未经过的停车位作为最近的停车位。

可选地，确定当前离机器人最近的停车位的步骤，包括：当存在多个停车位与机器人的距离相等且距离最小时，进一步检测当前机器人的航向角以及获取从当前机器人的位置到各个停车位所需要转动的航向角，优先选择所需要转动的航向角最小的停车位作为最近停车位。

步骤S103：根据最近的停车位与机器人之间的距离获取机器人当前运动至停车位所需的最低电量。

其中，根据最近的停车位与机器人之间的距离获取机器人当前运动至停车位所需的最低电量的步骤，包括：根据最近的停车位与机器人之间的距离和预存的单位距离所耗损的电量获取最低电量。例如，最低电量为最近的停车位与机器人之间的距离和预存的单位距离所耗损的电量的乘积。

步骤S104：获取机器人的剩余电量，并判断机器人的剩余电量是否低于或者等于最低电量。

在步骤S104中，若机器人的剩余电量低于或者等于最低电量，则执行步骤S105。若机器人的剩余电量高于最低电量，则返回步骤S101，即需实时动态的执行。

步骤S105：控制机器人运动至最近的停车位进行充电。

在机器人的剩余电量低于或者等于最低电量时，记录机器人的当前位置为断点位置，并控制机器人运动至最近的停车位进行充电。

在机器人的剩余电量低于或者等于最低电量时，控制机器人运动至最近的停车位进行充电的步骤之后，方法进一步包括：判断机器人的剩余电量值是否大于或者等于预设电量阈值；在判断到剩余电量值大于或者等于电量阈值时，停止充电并控制机器人返回断点位置；从断点位置开始按预存的工作路径继续进行运动并执行工作任务。

下面结合上述实例对步骤S102至S105进行说明。

当机器人在光伏区域A时，例如在某一位置A1处，最近的停车位为停车位1，如果剩余电量Qt≤当前运动至停车位1所需的最低电量 Qm1，那么清洁机器人开始从A1运动到停车位1进行充电，充满电后回到A1继续执行工作任务。

当机器人在光伏区域B时，例如在某一位置B1处，B1与停车位1 和2的距离相等，最近的停车位为2和1，如果剩余电量Qt≤当前运动至停车位2或1所需的最低电量Qm2，由于光伏A区已清洁，光伏C 区还未清洁到，选择停车位2作为最近的停车位，机器人从B1处运动到停车位2，充满电后回到B1处继续执行工作任务。

当机器人光伏区域E时，在某一位置E1处，E1到停车位n的距离最近，如果剩余电量Qt≤当前运动至停车位n所需的最低电量Qmn，那么机器人开始从E1运动到停车位n进行充电，充满电后回到E1继续执行工作任务。

当机器人按照前述预存的工作路径，清洁完光伏H区时，清洁机器人的位置为Hn，从Hn处回到距离最近的停车位n，机器人完成一次光伏电站的清洁任务，在停车位n充满电后待机，等待机器人控制系统的下一条指令。

请参阅图3，图3是本申请实施例机器人控制系统的硬件结构示意图。

在本实施例中，机器人控制系统可以至少包括处理器31和与处理器31电连接的存储器32，存储器32用于存储软件程序，处理器31用于调用该软件程序以执行上述任意一实施例的方法。

机器人控制系统可以是包括在机器人中，机器人控制系统也可以为独立的机器人控制系统，通过无线信号传输控制指令，例如，机器人控制系统可以为机器人云控制中心。

请参阅图4，图4是本申请实施例机器人的硬件结构示意图。

在本实施例中，机器人可以至少包括处理器41和与处理器41电连接的存储器42、清扫机构43、通信器44以及运动机构45等等。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本发明实施例还提供一种存储介质，该存储介质用于存储软件程序，该软件程序能够被处理器执行以实现上述实施例中提供的方法。可以理解的，在本实施例中的存储介质存储的软件程序，所用来执行的方法与上述实施例提供的方法类似，其原理和步骤相同，这里不再赘述。

其中，该存储介质可以为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介质。

本申请实施例通过控制机器人按预存的工作路径进行运动并执行工作任务；在判断到机器人满足返航触发条件时，获取机器人当前所处的区域，并将区域作为续航区域保存；根据机器人当前所处的区域查找预存的与区域对应的最短返航路径；根据对应的最短返航路径控制机器人返航至最近的停车位，能够减少机器人执行返航的能量耗损。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种机器人的运动控制方法，其特征在于，所述运动控制方法包括：

控制机器人按预存的工作路径进行运动并执行工作任务；

获取当前机器人与多个停车位之间的距离，确定当前离所述机器人最近的所述停车位；

根据最近的所述停车位与所述机器人之间的距离获取机器人当前运动至所述停车位所需的最低电量；

获取所述机器人的剩余电量，并判断所述机器人的剩余电量是否低于或者等于所述最低电量；

在所述机器人的剩余电量低于或者等于所述最低电量时，控制所述机器人运动至最近的所述停车位进行充电；

所述在所述机器人的剩余电量低于或者等于所述最低电量时，控制所述机器人运动至最近的所述停车位进行充电的步骤，包括：

在所述机器人的剩余电量低于或者等于所述最低电量时，记录所述机器人的当前位置为断点位置，并控制所述机器人运动至最近的所述停车位进行充电；

所述在所述机器人的剩余电量低于或者等于所述最低电量时，控制所述机器人运动至最近的所述停车位进行充电的步骤之后，所述方法进一步包括：

判断所述机器人的剩余电量值是否大于或者等于预设电量阈值；

在判断到所述剩余电量值大于或者等于所述电量阈值时，停止充电并控制所述机器人返回所述断点位置；

从所述断点位置开始按所述预存的工作路径继续进行运动并执行工作任务。

2.根据权利要求1所述的机器人的运动控制方法，其特征在于，所述获取当前机器人与多个停车位之间的距离的步骤，包括：

获取所述机器人当前的位置信息和多个停车位的位置信息；

根据所述机器人当前的位置信息和多个停车位的位置信息分别计算所述机器人当前和多个停车位之间的距离。

3.根据权利要求2所述的机器人的运动控制方法，其特征在于，所述确定当前离所述机器人最近的所述停车位的步骤，包括：

将多个所述停车位中与所述机器人的距离最小的停车位作为所述最近的停车位。

4.根据权利要求3所述的机器人的运动控制方法，其特征在于，所述确定当前离所述机器人最近的所述停车位的步骤，包括：

当存在多个停车位与所述机器人的距离相等且距离最小时，进一步分别获取所述机器人运动至距离最近的多个停车位的运动路径，并选择运动路径最短的停车位作为所述最近的停车位。

5.根据权利要求3所述的机器人的 运动控制方法，其特征在于，所述确定当前离所述机器人最近的所述停车位的步骤，包括：

当存在多个停车位与所述机器人的距离相等且距离最小时，进一步优先选择当前已走的所述工作路径上未经过的停车位作为所述最近的停车位。

6.根据权利要求1所述的机器人的 运动控制方法，其特征在于，所述根据最近的所述停车位与所述机器人之间的距离获取机器人当前运动至所述停车位所需的最低电量的步骤，包括：

根据所述最近的所述停车位与所述机器人之间的距离和预存的单位距离所耗损的电量获取所述最低电量。

7.一种机器人控制系统，其特征在于，所述控制系统包括处理器和与所述处理器电连接的存储器，所述存储器用于存储软件程序，所述处理器用于调用所述软件程序以执行权利要求1-6任意一项所述的方法。

8.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括处理器和存储器，所述存储器用于存储软件程序，所述处理器用于调用所述软件程序以执行权利要求1-6任意一项所述的方法。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储软件程序，所述软件程序能够被执行以实现权利要求1-6任意一项所述的方法。

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