CN111123287A - 机器人定位方法、机器人及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及定位领域，公开了一种机器人定位方法、机器人及计算机可读存储介质。其中，机器人定位方法，包括：经由激光雷达对周围环境进行检测，其中，周围环境内设置有多个预设参照物；将检测到的预设参照物确定为检测参照物；获取检测到各个检测参照物时激光雷达的朝向与机器人朝向之间的夹角角度；获取检测到的检测特征参数；根据检测特征参数确定各个检测参照物的位置信息、并根据位置信息确定机器人的当前位置；根据当前位置、夹角角度、夹角角度对应的检测参照物的位置信息，确定机器人的朝向。与现有技术相比，本发明实施方式所提供的机器人定位方法、机器人及计算机可读存储介质，具有有效的对机器人进行定位的优点。
Description
技术领域
本发明涉及定位领域，特别涉及一种机器人定位方法、机器人及计算机可读存储介质。
背景技术
机器人定位技术在各种机器人服务场景中使用越来广泛，例如仓储物流搬运，楼宇快递，清洁，安保，交互是对话等。
然而，本发明的发明人发现，现有技术中的的。机器人定位方法由于其算法的原理导致它缺乏回环检测的能力，累计误差的消除较为困难；在追踪丢失后很难重新找到自己的位姿，从而导致机器人无法继续运动或者不按实际期望路径运动，在生产环境中大量发现机器人无法工作或者走到了不期望的位置从而带来危险。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种机器人定位方法、机器人及计算机可读存储介质，可以有效的对机器人进行定位。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种机器人定位方法，应用于设置有激光雷达的机器人，包括：经由激光雷达对所述机器人的周围环境进行检测，其中，所述周围环境内设置有多个预设参照物；将检测到的预设参照物确定为检测参照物；获取检测到各个所述检测参照物时所述激光雷达的朝向与所述机器人朝向之间的夹角角度；获取检测到的所述检测参照物的特征参数作为检测特征参数；根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物的位置信息、并根据所述位置信息确定所述机器人的当前位置；根据所述当前位置、所述夹角角度、所述夹角角度对应的所述检测参照物的位置信息，确定所述机器人的朝向。
本发明的实施方式还提供了一种机器人，包括：激光雷达和与激光雷达连接的至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如前述的机器人定位方法。
本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行如前述的机器人定位方法。
本发明实施方式相对于现有技术而言，本发明实施方式所提供的机器人定位方法，预先在机器人的周围环境内设置有多个预设参照物，通过激光雷达对机器人的周围环境进行检测，当检测到预设参照物时，将检测到的预设参照物确定为检测参照物，获取检测到各个检测参照物时激光雷达的朝向与机器人朝向之间的夹角角度；获取检测到的检测参照物的特征参数作为检测特征参数；通过检测特征参数确定各个检测参照物的位置信息，并根据位置信息确定机器人的当前位置，根据当前位置、夹角角度、夹角角度对应的检测参照物的位置信息，确定机器人的朝向。通过对与预设参照物的检测，可以有效的确定机器人的当前位置和朝向。
另外，所述经由激光雷达对所述机器人的周围环境进行检测，具体包括：控制所述激光雷达按预设速度进行旋转，对所述周围环境进行检测。
另外，所述根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物的位置信息，具体包括：根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物与所述预设参照物的对应关系；根据所述对应关系以及所述预设参照物的设置位置确定各个所述检测参照物的位置信息。
另外，所述检测特征参数至少包括所述激光雷达自检测到所述预设参照物开始、直至检测不到所述预设参照物期间的时长；所述根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物与所述预设参照物的对应关系，具体包括：根据所述时长和所述预设速度，计算得到各个所述检测参照物的长度作为检测长度；根据所述检测长度确定所述对应关系。
另外，所述根据所述检测长度确定所述对应关系，具体包括：获取各个所述预设参照物的实际长度；所述实际长度与所述检测长度相同的所述预设参照物作为与所述检测参照物对应。
另外，所述根据所述检测长度确定所述对应关系，具体包括：获取多个所述检测参照物的检测长度、形成检测长度数组；获取各个所述预设参照物的实际长度，根据所述实际长度构建实际长度数组；获取与所述检测长度数组相同的所述实际长度数组作为目标长度数组；根据所述目标长度数组和所述检测长度数组确定所述对应关系。通过检测长度数组确定对应关系，可以减少测试误差带来的影响，从而进一步的提升机器人定位方法的定位精度。
另外，所述检测特征参数至少包括第一距离，所述第一距离为所述机器人与所述检测参照物之间的距离；所述根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物与各个所述预设参照物的对应关系，具体包括：获取每两个所述预设参照物之间的实际距离；以至少三个所述检测参照物为顶点构建多边形作为检测参照物多边形；以各个所述预设参照物为顶点构建多个多边形作为预设参照物多边形；获取与所述检测参照物多边形相同的所述预设参照物多边形作为目标多边形；根据所述目标多边形和所述检测参照物多边形，确定所述对应关系。通过检测参照物多边形确定对应关系，可以减少测试误差带来的影响，从而进一步的提升机器人定位方法的定位精度。
另外，所述检测特征参数至少包括所述检测参照物的形状信息；所述根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物与各个所述预设参照物的一一对应关系，具体包括：获取所述预设参照物的实际形状信息；所述实际形状信息与所述实际形状信息相同的所述预设参照物作为与所述检测参照物对应。
附图说明
图1是本发明第一实施方式所提供的机器人定位方法的程序流程图；
图2是本发明第二实施方式所提供的机器人的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种机器人定位方法，应用于设置有激光雷达的机器人。具体流程如图1所示，包括：
步骤S101：经由激光雷达对机器人的周围环境进行检测，将检测到的预设参照物确定为检测参照物。
具体的，在本实施方式中，预设参照物为预先设置在机器人周围区域的特殊物体。例如，在本实施方式中，预设参照物为反光板，其反光率大于第一预设阈值，激光照射在反光板上后，反射光的强度远大于照射在普通物体上的反射光强度。在设置预设参照物时，获取预设参照物的设置位置和预设参照物各自的特征、例如长度、形状等。可以理解的是，预设参照物为反光板仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，预设参照物也可以是其它物体，例如吸光板等，在此不进行一一列举，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。
进一步的，在本实施方式中，激光雷达包括用于发射激光的激光器和用于接收反射光的接收器，激光器发射出激光后，通过接收器接收反射光。通过对反射光的强度分析，判断是否检测到预设参照物。例如，当预设参照物为反光板时，当检测到发射光的强度大于第二预设阈值时，即判定检测到预设参照物。每当检测到预设参照物时，将检测到的预设参照物确定为检测参照物。
进一步的，在本实施方式中，控制所述激光雷达按预设速度进行旋转，对所述周围环境进行检测。可以理解的是，前述控制激光雷达按预设速度进行旋转仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，也可以是在多个不同方位设置多个激光雷达等其它方法，在此不进行一一列举。
步骤S102：获取检测到的检测参照物的特征参数作为检测特征参数。
具体的，在本实施方式中，特征参数的种类有很多，例如，激光雷达在旋转的过程中，自检测到所述预设参照物开始、直至检测不到所述预设参照物期间的时长；或者是特征参数为所述机器人与所述检测参照物之间的距离等。在此不进行一一列举，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。
步骤S103：根据检测特征参数确定各个检测参照物的位置信息。
具体的，在本实施方式中，根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物与各个所述预设参照物的对应关系，根据所述对应关系以及所述预设参照物的设置位置确定各个所述检测参照物的位置信息，即将预设参照物的设置位置作为检测参照物的位置信息。
进一步的，在本实施方式中，特征参数包括自检测到所述预设参照物开始、直至检测不到所述预设参照物期间的时长时，根据时长和所述预设速度，计算得到各个所述检测参照物的长度作为检测长度；根据所述检测长度确定所述对应关系。
其中，根据检测长度确定所述对应关系具体为：获取各个预设参照物的实际长度，将实际长度与检测长度进行对比，将实际长度与所述检测长度相同的所述预设参照物作为与所述检测参照物对应，形成对应关系，从而将实际长度与所述检测长度相同的预设参照物的设置位置作为检测参照物的位置信息。
可以理解的是，前述通过将实际长度与所述检测长度相同的所述预设参照物作为与所述检测参照物对应仅为本实施方式中的一种具体的应用举例，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，也可以是其它方法，例如：还可是，获取多个所述检测参照物的检测长度、形成检测长度数组；获取各个所述预设参照物的实际长度，根据所述实际长度构建实际长度数组；获取与所述检测长度数组相同的所述实际长度数组作为目标长度数组；根据所述目标长度数组和所述检测长度数组确定所述对应关系。例如，检测长度数组为[2，3，2，4]，则寻找相同的实际长度数组[2，3，2，4]，根据顺序将预设参照物与检测参照物一一对应。可以理解的是，通过检测长度数组确定对应关系，可以有效的减少检测误差对结果的影响，例如，当检测到2.5时，通过长度的直接对比难以确定对应关系，而根据检测长度数组，例如[2，2.5，2，4]，在没有完全相同的实际长度数组的情况下，可以将实际长度数组[2，3，2，4]建立对应关系。
进一步的，检测特征参数包括第一距离时，所述第一距离为所述机器人与所述检测参照物之间的距离。可以通过第一距离获取两个参照物之间的实际距离，例如，根据激光雷达的旋转速度和两个检测参照物之间的检测间隔时长，计算得到两个参照物之间的角度差。根据两个第一距离和角度差，按照三角形原理即可计算得到两个参照物之间的实际距离。以至少三个所述检测参照物为顶点构建多边形作为检测参照物多边形；以各个所述预设参照物为顶点构建多个多边形作为预设参照物多边形；获取与所述检测参照物多边形相同的所述预设参照物多边形作为目标多边形；根据所述目标多边形和所述检测参照物多边形，确定所述对应关系。例如，三个参照物形成三角形，三边长分别为4、5、3。既可从预设参照物中寻找三个可以形成完全相同的三角形的预设参照物。从而建立对应关系。
进一步的，检测特征参数包括检测参照物的形状信息时，可以通过获取预设参照物的实际形状信息；所述实际形状信息与所述实际形状信息相同的所述预设参照物作为与所述检测参照物对应。即将形状相同的检测参照物和预设参照物进行对应。
可以理解的是，上述仅为本实施方式中根据检测特征参数确定各个检测参照物的位置信息的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，还可以有其它的方法，在此不进行一一列举，具体可以根据实际需要进行灵活的选用。
步骤S104：根据位置信息确定机器人的当前位置。
具体的，在本实施方式中，当检测到三个及以上数量的检测参照物时，即可根据检测参照物的位置信息对机器人进行三角定位，获取机器人的当前位置。可以理解的是，对机器人进行三角定位仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，也可以是其它定位给方法，在此不进行一一列举。
步骤S105：获取检测到各个检测参照物时激光雷达的朝向与机器人朝向之间的夹角角度。
具体的，在本实施方式中，激光雷达的朝向即为激光的发射方向。即检测到各个检测参照物的同时，获取激光的发射方向与机器人朝向的夹角角度。
步骤S106：根据当前位置、夹角角度、夹角角度对应的检测参照物的位置信息，确定机器人的朝向。
具体的，在本实施方式中，获取到机器人的当前位置后，即可根据当前位置和检测参照物的位置信息，确定当前位置与检测参照物之间连线的绝对方向，根据夹角角度和绝对方向，即可确认机器人的朝向。
与现有技术相比，本发明第一实施方式所提供的机器人定位方法中，通过对预设参照物进行检测，当检测到预设参照物时，将检测到的预设参照物确定为检测参照物，通过将检测参照物与预设参照物的对应关系的确定，确定检测参照物的位置信息，进而确定机器人的当前位置，并根据检测到各个所述检测参照物时所述激光雷达的朝向与所述机器人朝向之间的夹角角度确定机器人的朝向。从而有效的对机器人进行定位。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第二实施方式涉及一种路径规划装置，如图2所示，包括：激光雷达201和与激光雷达201相连的至少一个处理器202；以及，与至少一个处理器202通信连接的存储器203；其中，存储器203存储有可被至少一个处理器202执行的指令，指令被至少一个处理器202执行，以使至少一个处理器202能够执行如上述路径规划方法。
其中，存储器203和处理器202采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器202和存储器203的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器202处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器202。
处理器202负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器203可以被用于存储处理器202在执行操作时所使用的数据。
本发明第五实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、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。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种机器人定位方法，其特征在于，应用于设置有激光雷达的机器人，包括：
经由激光雷达对所述机器人的周围环境进行检测，其中，所述周围环境内设置有多个预设参照物；
将检测到的预设参照物确定为检测参照物；
获取检测到各个所述检测参照物时所述激光雷达的朝向与所述机器人朝向之间的夹角角度；
获取检测到的所述检测参照物的特征参数作为检测特征参数；
根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物的位置信息、并根据所述位置信息确定所述机器人的当前位置；
根据所述当前位置、所述夹角角度、所述夹角角度对应的所述检测参照物的位置信息，确定所述机器人的朝向。
2.根据权利要求1所述的机器人定位方法，其特征在于，所述经由激光雷达对所述机器人的周围环境进行检测，具体包括：
控制所述激光雷达按预设速度进行旋转，对所述周围环境进行检测。
3.根据权利要求2所述的机器人定位方法，其特征在于，所述根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物的位置信息，具体包括：
根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物与所述预设参照物的对应关系；
根据所述对应关系以及所述预设参照物的设置位置确定各个所述检测参照物的位置信息。
4.根据权利要求3所述的机器人定位方法，其特征在于，所述检测特征参数至少包括所述激光雷达自检测到所述预设参照物开始、直至检测不到所述预设参照物期间的时长；
所述根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物与所述预设参照物的对应关系，具体包括：
根据所述时长和所述预设速度，计算得到各个所述检测参照物的长度作为检测长度；
根据所述检测长度确定所述对应关系。
5.根据权利要求4所述的机器人定位方法，其特征在于，所述根据所述检测长度确定所述对应关系，具体包括：
获取各个所述预设参照物的实际长度；
所述实际长度与所述检测长度相同的所述预设参照物作为与所述检测参照物对应。
6.根据权利要求4所述的机器人定位方法，其特征在于，所述根据所述检测长度确定所述对应关系，具体包括：
获取多个所述检测参照物的检测长度、形成检测长度数组；
获取各个所述预设参照物的实际长度，根据所述实际长度构建实际长度数组；
获取与所述检测长度数组相同的所述实际长度数组为目标长度数组；
根据所述目标长度数组和所述检测长度数组确定所述对应关系。
7.根据权利要求3所述的机器人定位方法，其特征在于，所述检测特征参数至少包括第一距离，所述第一距离为所述机器人与所述检测参照物之间的距离；
所述根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物与各个所述预设参照物的对应关系，具体包括：
获取每两个所述预设参照物之间的实际距离；
以至少三个所述检测参照物为顶点构建多边形作为检测参照物多边形；
以各个所述预设参照物为顶点构建多个多边形作为预设参照物多边形；
获取与所述检测参照物多边形相同的所述预设参照物多边形作为目标多边形；
根据所述目标多边形和所述检测参照物多边形，确定所述对应关系。
8.根据权利要求3所述的机器人定位方法，其特征在于，所述检测特征参数至少包括所述检测参照物的形状信息；
所述根据所述检测特征参数确定各个所述检测参照物与各个所述预设参照物的一一对应关系，具体包括：
获取所述预设参照物的实际形状信息；
所述实际形状信息与所述实际形状信息相同的所述预设参照物作为与所述检测参照物对应。
9.一种机器人，其特征在于，包括：
激光雷达和与激光雷达连接的至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至8中任一所述的机器人定位方法。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的机器人定位方法。
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