CN110962132A - 一种机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人系统，通过机器人或智能终端可以获取云端服务器中预先存储好的户型地图数据，机器人可以直接利用该户型地图数据进行导航或者行走规划，使机器人的工作效率大大提高。此外，用户只需输入地址信息，就可以控制机器人获取到与该地址信息对应的户型地图数据，操作简单，方便快捷，有利于提高用户的产品使用体验。

Description

一种机器人系统

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，具体涉及一种机器人系统。

背景技术

随着科技的发展和进步，机器人已经越来越智能化，自动规划路径成为机器人智能的重要体现。目前，机器人一般采用陀螺仪、激光器和摄像头等检测装置，一边进行环境识别，一边进行地图构建，也就是现在主流的机器人SLAM (simultaneous localizationand mapping) 技术，也称为CML (Concurrent Mapping and Localization), 即时定位与地图构建，或并发建图与定位。简单地理解就是将一个机器人放入未知环境中的未知位置，然后让机器人一边移动一边逐步描绘出此环境完全的地图，所谓完全的地图（aconsistent map）是指不受障碍行进到房间可进入的每个角落。机器人采用这种方式，识别环境区域的效率较低，往往将环境区域识别复杂化，且数据处理过程冗余，导致路径规划复杂度成倍增加，不利于保证机器人路径规划的合理性，效率较低。

中国专利公开号为CN109871013A的一篇发明专利申请，公开了一种清洁机器人路径规划方法，采用数据导入的方式，通过实景的户型图或图片来提高机器人地图构建速度与准确性，从而实现提高机器人快速规划路径的能力与智能化。该方案需要用户自己拍摄户型图片，或者通过其它方式查找户型图，然后导入机器人，机器人接收到户型拍摄图片或户型图后，还需要进行图像处理，才能形成机器人可识别的地图数据。很显然，这种方式操作起来麻烦繁琐，而且处理效率也比较低，不利于用户使用，容易降低用户的产品使用体验。

发明内容

本发明提供了一种机器人系统，可以提高机器人获取所工作环境的地图的效率，从而提高机器人的工作效率。具体方案如下：

一种机器人系统，包括机器人和能与机器人进行通信连接的云端服务器，所述云端服务器存储有能供机器人直接使用的户型地图数据以及与所述户型地图数据对应的地址数据；所述机器人包括通信单元、存储单元和主控单元；其中，所述通信单元能接收地址数据，还能向云端服务器发送所接收的地址数据，并从云端服务器下载与所发送的地址数据对应的户型地图数据；所述存储单元能存储从云端服务器下载的户型地图数据；所述主控单元能读取所述存储单元中的户型地图数据。

进一步地，所述机器人还包括与所述主控单元连接的控制面板，所述控制面板具有输入地址数据的界面和下载户型地图数据的界面。

进一步地，所述机器人还包括遥控器，所述遥控器具有输入地址数据的按键和下载户型地图数据的按键，所述机器人接收到遥控器发出的地址数据后，将该地址数据发送至云端服务器，然后在接收到遥控器发出的下载户型地图数据的遥控信号后，从云端服务器下载与该地址数据对应的户型地图数据。

进一步地，所述户型地图数据包括户型边界、边界角度和边界长度；所述地址数据包括国别名称、城市名称、社区名称和单元名称。

一种机器人系统，包括机器人、云端服务器和智能终端。所述云端服务器存储有能供机器人直接使用的户型地图数据以及与所述户型地图数据对应的地址数据；所述智能终端包括能输入地址数据的地址输入模块，和能向云端服务器发送地址数据，并从云端服务器下载与所发送的地址数据对应的户型地图数据的通信模块；所述机器人包括从所述通信模块接收户型地图数据的通信单元，能存储所接收的户型地图数据的存储单元，和能读取所述存储单元中的户型地图数据的主控单元。

进一步地，所述智能终端包括触控显示屏，所述触控显示屏能够显示地址输入界面，并显示所输入的地址数据，所述触控显示屏还能显示下载户型地图数据的界面。

进一步地，所述主控单元还用于控制机器人根据自己当前处于所述户型地图数据所对应地图中的位置，根据预设模式执行遍历操作。

进一步地，在所述机器人根据预设模式执行遍历操作之后，所述主控单元还用于：根据机器人遍历之后所构建的地图与所述户型地图数据所对应的地图进行比较，如果两者相似，则确定机器人完成全部区域的遍历，否则控制机器人导航至两者区别最大的区域进行沿边行走。

进一步地，所述控制机器人导航至两者区别最大的区域进行沿边行走之后，所述主控单元还用于：控制机器人在沿边过程中发现新区域，则进行遍历新区域，否则确定机器人完成全部区域的遍历，并根据机器人遍历完成全部区域的地图更新所述户型地图数据。

本发明所述机器人系统，通过机器人或智能终端可以获取云端服务器中预先存储好的户型地图数据，机器人可以直接利用该户型地图数据进行导航或者行走规划，使机器人的工作效率大大提高。此外，用户只需输入地址信息，就可以控制机器人获取到与该地址信息对应的户型地图数据，操作简单，方便快捷，有利于提高用户的产品使用体验。

附图说明

图1为本发明一种实施例所述机器人系统的结构示意框图。

图2为本发明另一种实施例所述机器人系统的结构示意框图。

具体实施方式

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详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。在下面的描述中，给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，电路可以在框图中显示，避免在不必要的细节中使实施例模糊。在其他情况下，为了不混淆实施例，可以不详细显示公知的电路、结构和技术。

如图1所述的机器人系统，包括机器人10和能与机器人10进行通信连接的云端服务器20。所述机器人10可以是扫地机器人或者拖地机器人等清洁类家用或商用机器人，也可以是仓储运输类工业机器人，等等。所述云端服务器20存储有能供机器人10直接使用的户型地图数据以及与所述户型地图数据对应的地址数据。所述户型地图数据可以表明户型的轮廓、大小和朝向等内容。所述地址数据可以包括国家、省/区、城市、社区名称、楼房编号等信息。所述地址数据与所述户型地图数据是一一对应关系，即每个地址对应一个户型地图，当然同一种户型地图可以对应多个地址，也就是说不同的地址可以有同样的户型，比如同一栋楼中，101、201、301和401等不同楼层的01单元的户型地图是一样的，而102、202、302和402等不同楼层的02单元的户型地图是一样的。所述机器人10包括通信单元、存储单元和主控单元等单元模块。其中，所述通信单元能接收地址数据，还能向云端服务器20发送所接收的地址数据，并从云端服务器20下载与所发送的地址数据对应的户型地图数据。所述存储单元能存储从云端服务器20下载的户型地图数据。所述主控单元能读取所述存储单元中的户型地图数据，并基于所读取的户型地图数据，控制机器人10进行导航和路径规划等。如图2所示，当主控单元接收到用户输入的地址数据为地址2时，通信单元将该地址数据发送至云端服务器20，云端服务器20接收到该地址数据后，查找与地址2对应的户型地图2，并将该户型地图数据发送给机器人10，机器人10接收并存入存储单元中。

本实施例所述机器人系统，通过机器人10可以获取云端服务器20中预先存储好的户型地图数据，机器人10可以直接利用该户型地图数据进行导航或者行走规划，使机器人10的工作效率大大提高。此外，用户只需输入地址信息，就可以控制机器人10获取到与该地址信息对应的户型地图数据，操作简单，方便快捷，有利于提高用户的产品使用体验。

作为其中一种实施方式，所述机器人10还包括与所述主控单元连接的控制面板，所述控制面板为触控式显示面板，用户通过该控制面板可以对机器人10进行操控。所述控制面板具有输入地址数据的界面和下载户型地图数据的界面。当用户需要配置机器人10的当前工作环境的地图时，用户操作机器人10的控制面板，选择配置工作地图时，控制面板会显示输入地址数据的界面，界面中有地址输入栏，用户可以从下拉菜单中选取预存的地址信息进行输入，也可以手写输入具体的地址信息。机器人10接收到用户输入的地址数据后，发送至云端服务器20，云端服务器20将与该地址数据对应的户型地图数据发送至机器人10。机器人10接收到该户型地图数据后，在控制面板中显示下载户型地图数据的界面，用户在该界面中点击确认按键后，机器人10将该户型地图数据存入存储单元中。本实施例通过在机器人10中设置可进行地图下载操作的控制面板，可以提高用户操作的便捷性，有利于提高用户的产品使用体验。

作为其中一种实施方式，所述机器人10还包括遥控器，所述遥控器可以与机器人10进行通信连接。用户通过操作遥控器可以控制机器人10执行相应的任务。所述遥控器具有输入地址数据的按键和下载户型地图数据的按键。当用户需要给机器人10配置工作环境的地图时，用户在遥控器中通过下拉菜单的方式选择输入地址数据，按下确定按键后，遥控器将该地址数据发送给机器人10。所述机器人10接收到遥控器发出的地址数据后，将该地址数据发送至云端服务器20，云端服务器20查找到与该地址数据对应的户型地图数据，并给机器人10发出是否需要下载的提示信息。机器人10将该提示信息反馈至遥控器，用户可以在遥控器的显示界面中看到提示信息。用户按下下载户型地图数据的按键后，遥控器将该信息发送至机器人10，机器人10接收到遥控器发出的下载户型地图数据的遥控信号后，从云端服务器20下载与该地址数据对应的户型地图数据。本实施例通过在系统中增设遥控器，不需要对机器人10的操控面板进行过多改动，简化机器人10产品的结构，同时用户可以坐在沙发上用遥控器进行设置，使用起来更方便，提高了整个系统的实用性和便利性。

具体的，所述户型地图数据包括户型边界、边界角度和边界长度等信息。所述户型边界是指开发商开发设计的房屋户型图中，用于表示房屋二维形状和轮廓的边界线。边界角度则是指每条边界线在世界坐标系中的延伸角度方向。边界长度则是指每条边界线的具体长度值。所述地址数据包括国别名称、城市名称、社区名称和单元名称。所述国别名称是指具体的国家名称，比如中国、美国、韩国、德国和英国等。所述社区名称是指每个城市中所划分的用于人民生活居住的社区的名称。所述单元名称指的是社区中具体的楼房的编号和该楼房中对应的楼层和房间的编号。本实施例通过限定户型边界、边界角度和边界长度等具体的户型地图数据，可以使机器人10准确地识别并构建出相应的地图信息，有利于机器人10后续的导航和路径规划等工作。此外，通过将地址数据划分为国家、城市、社区和单元的方式，有利于提高用户输入相关信息的便捷性，也方便机器人10快速查找到与该地址对应的户型地图数据。

作为另外一种机器人系统的实施例，如图2所示，该系统包括机器人10、云端服务器20和智能终端30。与上述实施例的区别在于，本实施例所述系统中增加了智能终端30作为一个控制端，所述智能终端30包括智能手机、平板电脑、个人PC等智能电子设备。所述机器人10与智能终端30之间采用无线通信连接，所述智能终端30与所述云端服务器20之间也是采用无线通信连接。其中，所述云端服务器20存储有能供机器人10直接使用的户型地图数据以及与所述户型地图数据对应的地址数据。所述智能终端30包括能输入地址数据的地址输入模块，和能向云端服务器20发送地址数据，并从云端服务器20下载与所发送的地址数据对应的户型地图数据的通信模块。所述机器人10包括从所述通信模块接收户型地图数据的通信单元，能存储所接收的户型地图数据的存储单元，和能读取所述存储单元中的户型地图数据的主控单元。以智能手机作为所述系统的智能终端30为例进行说明：用户打开智能手机中安装的机器人APP，选择配置机器人10的工作地图的选项后，进入输入地址的显示界面，用户通过下拉菜单或者直接输入的方式，输入机器人10当前工作所在的地址5。智能手机中的地址输入模块接收到用户输入的地址数据后，由主控模块进行编码处理，然后通过通信模块发出相关信息。云端服务器20接收到该地址数据后，查找与该地址数据对应的户型地图5，并回传给智能手机。智能手机接收并下载户型地图5后，再通过其通信模块发送给机器人10，机器人10的通信单元接收相关数据，并在主控单元的控制下存入机器人10的存储单元中。机器人10的主控单元读取存储单元中的户型地图5相关的数据，并据此进行路径规划和导航等操作。本实施例所述的系统，通过增设智能终端30作为系统的控制端，可以提高用户对整个系统的掌控性，更方便用户的控制和操作，进而提高用户的产品使用体验。

作为其中一种实施方式，所述智能终端30包括触控显示屏，所述触控显示屏能够显示地址输入界面，并显示所输入的地址数据，所述触控显示屏还能显示下载户型地图数据的界面。这些都能通过在现有智能手机中安装对应操控机器人10的应用程序APP后得以实现。本实施例的智能终端30，通过采用触控显示屏的方式进行机器人10工作地图的配置，更符合当前用户的使用习惯，更进一步提高用户的产品使用体验。

作为其中一种实施方式，所述主控单元还用于控制机器人10根据自己当前处于所述户型地图数据所对应地图中的位置，根据预设模式执行遍历操作，所述预设模式是机器人10中预先设置好的控制程序，可以控制机器人10执行特定的动作。具体的，以扫地机器人10为例，在机器人10的工作地图配置好以后，当机器人10接收到开始规划清扫的控制指令时，先通过自身的摄像头或者激光雷达传感器确定当前所处位置，该位置不需要十分准确，主要是通过摄像头或者激光雷达传感器检测到的边角数据，确定是位于地图中的客厅、厨房或者是其它的某个房间，这样，机器人10就可以进行分区域规划清扫。本实施例所述的控制单元，通过结合获取到的户型地图数据，可以使机器人10有目的性地执行相关操作，工作效率更高。

作为其中一种实施方式，在所述机器人10根据预设模式执行遍历操作之后，所述主控单元还用于：根据机器人10遍历之后所构建的地图与所述户型地图数据所对应的地图进行比较，如果两者相似，则确定机器人10完成全部区域的遍历，否则控制机器人10导航至两者区别最大的区域进行沿边行走。相似指的是两者的形状和大小近似，具体的判断方式可以采用逐条边界的长度和方向对比的方式。比如，机器人10遍历之后所构建的地图只有两个房间，而户型地图数据所对应的地图有三个房间，很有可能是有一个房间在机器人10遍历时处于关门状态，或者是进入该房间的房门处于半开状态，入口较小，机器人10遍历时无法有效检测到该入口，而造成遗漏。则主控单元控制机器人10导航至缺少的那个房间所对应的区域，然后对该区域进行沿边，通过沿边的方式，可以有效地找到该区域的入口，进而对该区域进行补充遍历。当机器人10沿边结束后，还是无法找到缺少的那个房间所对应的区域，则有可能是该房间的门还没有打开，此时，机器人10停止沿边，完成遍历任务。本实施例所述主控单元通过将当前所建地图与户型地图数据所对应的地图进行比较，可以准确判断是否有遗漏的区域，有效避免机器人10漏遍历的问题，提高了机器人10的遍历质量和覆盖率。此外，机器人10通过沿边行走的方式，可以快速准确地找出未遍历的遗漏区域，保证机器人10的检测效率和检测质量。

作为其中一种实施方式，所述控制机器人10导航至两者区别最大的区域进行沿边行走之后，所述主控单元还用于：控制机器人10在沿边过程中发现新区域，则进行遍历新区域，否则确定机器人10完成全部区域的遍历，并根据机器人10遍历完成全部区域的地图更新所述户型地图数据。在某些情况下，用户会对现有的房子进行重新装修，比如将三房改为两房，此时，机器人10即使沿边也无法找到第三个房间，所以，可以认为户型已经改变，机器人10将当前所建的地图数据更新所下载的原户型地图数据，以为今后的遍历工作提供准确的参考数据。

上述实施例中所提到的“上（前）”、“下（后）”、“左”和“右”等方向字词，如果没有具体说明，则是指代附图中的上下左右等方向。如果有具体说明，则按具体说明定义，比如机器人的左侧，则是指代机器人前进方向的左侧，不是指代附图的左侧。

上述各实施例所述的方案可以相互组合以形成不同的实施方式。

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。这些程序可以存储于计算机可读取存储介质（比如ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质）中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤。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 (9)

1.一种机器人系统，包括机器人和能与机器人进行通信连接的云端服务器，其特征在于：

所述云端服务器存储有能供机器人直接使用的户型地图数据以及与所述户型地图数据对应的地址数据；

所述机器人包括通信单元、存储单元和主控单元；其中，所述通信单元能接收地址数据，还能向云端服务器发送所接收的地址数据，并从云端服务器下载与所发送的地址数据对应的户型地图数据；所述存储单元能存储从云端服务器下载的户型地图数据；所述主控单元能读取所述存储单元中的户型地图数据。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于：

所述机器人还包括与所述主控单元连接的控制面板，所述控制面板具有输入地址数据的界面和下载户型地图数据的界面。

3.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于：

所述机器人还包括遥控器，所述遥控器具有输入地址数据的按键和下载户型地图数据的按键，所述机器人接收到遥控器发出的地址数据后，将该地址数据发送至云端服务器，然后在接收到遥控器发出的下载户型地图数据的遥控信号后，从云端服务器下载与该地址数据对应的户型地图数据。

4.根据权利要求1至3任一项所述的机器人系统，其特征在于：

所述户型地图数据包括户型边界、边界角度和边界长度；

所述地址数据包括国别名称、城市名称、社区名称和单元名称。

5.一种机器人系统，包括机器人、云端服务器和智能终端，其特征在于：

所述云端服务器存储有能供机器人直接使用的户型地图数据以及与所述户型地图数据对应的地址数据；

所述智能终端包括能输入地址数据的地址输入模块，和能向云端服务器发送地址数据，并从云端服务器下载与所发送的地址数据对应的户型地图数据的通信模块；

所述机器人包括从所述通信模块接收户型地图数据的通信单元，能存储所接收的户型地图数据的存储单元，和能读取所述存储单元中的户型地图数据的主控单元。

6.根据权利要求5所述的机器人系统，其特征在于：

所述智能终端包括触控显示屏，所述触控显示屏能够显示地址输入界面，并显示所输入的地址数据，所述触控显示屏还能显示下载户型地图数据的界面。

7.根据权利要求5所述的机器人系统，其特征在于：

所述主控单元还用于控制机器人根据自己当前处于所述户型地图数据所对应地图中的位置，根据预设模式执行遍历操作。

8.根据权利要求7所述的机器人系统，其特征在于，在所述机器人根据预设模式执行遍历操作之后，所述主控单元还用于：

根据机器人遍历之后所构建的地图与所述户型地图数据所对应的地图进行比较，如果两者相似，则确定机器人完成全部区域的遍历，否则控制机器人导航至两者区别最大的区域进行沿边行走。

9.根据权利要求8所述的机器人系统，其特征在于，所述控制机器人导航至两者区别最大的区域进行沿边行走之后，所述主控单元还用于：

控制机器人在沿边过程中发现新区域，则进行遍历新区域，否则确定机器人完成全部区域的遍历，并根据机器人遍历完成全部区域的地图更新所述户型地图数据。

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