CN111189466A - 机器人定位位置优化方法、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了机器人定位位置优化方法，包括：获取站点位置信息以及机器人当前位置信息；并当检测到机器人当前位置与预设行走路径之间的偏差大于阈值时执行下一步；当机器人预设行走路径为直线，获取机器人预设行走路径上的一个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人当前位置信息与预设行走路径之间的垂直位置，将机器人当前位置信息修正为垂直位置；当机器人预设行走路径为曲线，获取机器人预设行走路径上的多个站点位置信息，结合机器人当前位置信息计算机器人预设行走路径上与机器人当前位置信息之间距离最短的站点位置信息，将机器人当前位置信息修正为站点位置信息。本发明提高了在软件上展示机器人位置的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及互联网电子信息技术，尤其涉及机器人定位位置优化方法、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，随着人工智能的飞速发展，越来越多的智能机器人已经投入到生产生活中来，而软件上对智能机器人的位置监控也是技术开发中的一部分。
当前软件上对机器人的位置监控都是获取到机器人的位置信息后，转换为软件上的位置信息点然后直接显示出来，这种情况下所得到的的位置信息偏差较大，精准度不高，特别是机器人移动的过程中，偏差更为明显。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种机器人定位位置优化方法，其能解决现有技术中机器人位置信息偏差大、精准度不高的问题。
本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其能解决现有技术中机器人位置信息偏差大、精准度不高的问题。
本发明的目的之三在于提供一种存储介质，其能解决现有技术中机器人位置信息偏差大、精准度不高的问题。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
机器人定位位置优化方法，包括如下步骤：
获取站点位置信息以及机器人当前位置信息；
根据所述站点位置信息以及机器人当前位置信息检测机器人当前位置与预设行走路径之间的偏差是否大于阈值，并当检测到所述偏差大于阈值时执行下一步；
当机器人预设行走路径为直线，获取机器人预设行走路径上的一个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人当前位置信息与预设行走路径之间的垂直位置，将机器人当前位置信息修正为所述垂直位置；
当机器人预设行走路径为曲线，获取机器人预设行走路径上的多个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人预设行走路径上与机器人当前位置信息之间距离最短的站点位置信息，定义该站点位置信息为目标站点信息，将机器人当前位置信息修正为所述目标站点信息。
优选的，所述站点位置信息为站点坐标，所述机器人当前位置信息为机器人当前坐标。
优选的，“获取站点位置信息以及机器人当前位置信息”具体为，获取两个站点坐标，且所述机器人当前坐标位于两个站点坐标所连接形成的直线上。
优选的，“根据所述站点位置信息以及机器人当前位置信息检测机器人当前位置与预设行走路径之间的偏差是否大于阈值”具体为：计算其中一个站点坐标与机器人当前坐标的第一距离以及计算另一个站点坐标与机器人当前坐标的第二距离，计算第一距离与第二距离的差值的绝对值，判断所述差值的绝对值是否大于阈值。
优选的，“当机器人预设行走路径为直线，获取机器人预设行走路径上的一个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人当前位置信息与预设行走路径之间的垂直位置，将机器人当前位置信息修正为所述垂直位置”具体为：
获取机器人预设行走路径上的一个站点坐标，以及获取机器人预设行走路径上的垂直坐标，所述垂直坐标与站点坐标之间的连线垂直于垂直坐标与机器人当前坐标之间的连线；
计算出机器人当前坐标与站点坐标之间连线的斜率；
通过公式k＝tanα计算得到垂直坐标和站点坐标之间的连线与机器人当前坐标和站点坐标之间的连接之间的夹角；其中，k为所述斜率；
根据所述夹角计算得到所述垂直坐标的坐标值，并将机器人当前位置信息修正为所述垂直坐标。
优选的，还包括如下步骤：
已知当前机器人行走路线的倾斜角，计算当前机器人行走路线与机器人预设行走路线之间的斜率；
根据所述斜率获取当前机器人行走路线的表达式为y＝kx，其中，y为Y轴坐标值，x为X轴坐标值；
获取机器人当前位置信息，并使机器人当前位置信息中的x轴坐标值以0.1的倍数递增，以获取若干个机器人行走位置信息；
获取与计算机器人当前位置信息之间距离最小的与机器人行走位置信息，将机器人当前位置信息修正为该机器人行走位置信息。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
一种电子设备，其上存储有处理器、存储器以及存储在存储器中并可被处理器执行的计算机可读程序，所述计算机可读程序被处理器执行时实现如下步骤：
获取站点位置信息以及机器人当前位置信息；
根据所述站点位置信息以及机器人当前位置信息检测机器人当前位置与预设行走路径之间的偏差是否大于阈值，并当检测到所述偏差大于阈值时执行下一步；
当机器人预设行走路径为直线，获取机器人预设行走路径上的一个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人当前位置信息与预设行走路径之间的垂直位置，将机器人当前位置信息修正为所述垂直位置；
当机器人预设行走路径为曲线，获取机器人预设行走路径上的多个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人预设行走路径上与机器人当前位置信息之间距离最短的站点位置信息，定义该站点位置信息为目标站点信息，将机器人当前位置信息修正为所述目标站点信息。
优选的，所述站点位置信息为站点坐标，所述机器人当前位置信息为机器人当前坐标。
优选的，“获取站点位置信息以及机器人当前位置信息”具体为，获取两个站点坐标，且所述机器人当前坐标位于两个站点坐标所连接形成的直线上。
本发明的目的之三采用以下技术方案实现：
一种存储介质，其上存储有可被处理器执行的计算机可读程序，其特征在于，所述计算机可读程序被处理器执行时实现如本发明目的之一任一项所述的机器人定位位置优化方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过对机器人的位置数据进行优化，提高在软件上展示机器人位置的精确度，能够解决机器人在移动过程中所带来的偏差明显的问题。
附图说明
图1为本发明的机器人定位位置优化方法的流程图；
图2为本发明的参照点定位示意图；
图3为本发明的惯性定位示意图；
图4为本发明的机器人预设行走路线为曲线的定位优化原理示意图；
图5为本发明的机器人预设行走路线为直线的定位优化原理示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
本发明提供机器人定位位置优化方法，根据机器人行走过程汇总所反馈的位置信息，修正在软件上对机器人位置的定位，提高定位位置的精确度。
如图1所示，本发明所提供的机器人定位位置优化方法包括如下步骤：
S1：获取站点位置信息以及机器人当前位置信息。
站点位置信息是事先已经录入的，并且站点位置信息是准确的，因此可以以各个站点作为参考点。
在本步骤中，具体为获取两个站点坐标，且所述机器人当前坐标位于两个站点坐标所连接形成的直线上。
S2：根据所述站点位置信息以及机器人当前位置信息检测机器人当前位置与预设行走路径之间的偏差是否大于阈值，并当检测到所述偏差大于阈值时执行S3，否则，保持机器人当前行走路径继续行走。
以各个站点作为参考点，获取到的机器人当前位置信息与各个站点之间的距离是一定的，因此可以通过计算机器人当前位置信息与各站点之间的x、y偏差值，可以判断机器人当前位置是否在两个站点相对距离的一定偏差值之内。如果在偏差值之内，说明机器人当前的行走路径是合理的，可以继续保持该行走路径行走。
本步骤中，具体是：
计算其中一个站点坐标与机器人当前坐标的第一距离以及计算另一个站点坐标与机器人当前坐标的第二距离，计算第一距离与第二距离的差值的绝对值，判断所述差值的绝对值是否大于阈值。
本步骤相当于参照点定位，作为上述计算过程的解释，如图2所示，A和B表示两个站点，A和B对应有站点坐标，P表示机器人当前位置，其具有机器人当前坐标，假设两个连通的站点A(ax,ay)，B(bx,by),当前获取到A往B过程中的位置点为P(px,py)，允许的偏差值假设为L；则有AP2＝(ax-px)2+(ay-py)2,BP2＝(bx-px)2+(by-py)2,如果满足0<BP-AP<L，则P点位置的精度高，不需要修改。否则，需要进行优化，求出更高精度的位置点，优化机器人的定位位置。
S3：判断机器人预设行走路径为直线或曲线。
本步骤为路径判断步骤，根据机器人预设行走路径为直线或曲线的不同，对应有不同的定位优化方法。
S4：当机器人预设行走路径为直线，获取机器人预设行走路径上的一个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人当前位置信息与预设行走路径之间的垂直位置，将机器人当前位置信息修正为所述垂直位置。
在机器人行走的过程中，都是按照一定的规则运动的，即沿着一定的路线行走，所以机器人的位置点是落在路线一定的范围内的，就可以采用这种方法减小偏差，优化定位位置。先获取录入数据库的点位置数据，然后在获取到实际位置点的时候找出与实际位置点相近的前后路线点，如果是曲线路线，则可将曲线拆分为多个圆弧点，求出位置点与其中某个圆弧点的最小距离，即可获得优化后接近路线的位置点；如果是在直线路线中，连接位置点和前后两个路线点，可以通过三角形定理来计算出偏差较小的位置点，在软件中显示出来。
本步骤中，具体是：获取机器人预设行走路径上的一个站点坐标，以及获取机器人预设行走路径上的垂直坐标，所述垂直坐标与站点坐标之间的连线垂直于垂直坐标与机器人当前坐标之间的连线；计算出机器人当前坐标与站点坐标之间连线的斜率；通过公式k＝tanα计算得到垂直坐标和站点坐标之间的连线与机器人当前坐标和站点坐标之间的连接之间的夹角；其中，k为所述斜率；根据所述夹角计算得到所述垂直坐标的坐标值，并将机器人当前位置信息修正为所述垂直坐标。
如果行走路径是直线的情况下，如图5所示，假设位置点为p(px,py)，某一路线点为a(ax,ay)，p到路径上的垂直点为q(qx,qy)，则将点代入公式y＝kx+b可计算出点pa的斜率k，由k＝tanα,可以求出两者间的夹角；所以pq＝pa*sinα；由此即可算出qx,qy的值，该q(qx,qy)即为我们所要的精度最高的位置点。
S5：当机器人预设行走路径为曲线，获取机器人预设行走路径上的多个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人预设行走路径上与机器人当前位置信息之间距离最短的站点位置信息，定义该站点位置信息为目标站点信息，将机器人当前位置信息修正为所述目标站点信息。
如果预设路径是曲线的情况下，如图4所示，在预设路径上获取与位置点最近的几个路线点，假设为A(ax,ay)，B(bx,by)，C(cx,cy)，D(dx,dy)……路线点越多，精度越高。然后将预设路径拆分为N等分(N越大，精度越高)；拆分的路线点计算如下，设位置点为P(xi,yi)(i表示由1～N每次以1递增的每等分)，x1＝(N-1)*(bx-ax)；x2＝(N-1)*(cx-bx)-x1；……x(N-1)＝Nx-ax-x(N-2)-……-x1；
y1＝(N-1)*(by-ay)；y2＝(N-1)*(cy-by)-y1；……
y(N-1)＝Ny-ay-y(N-2)-……-y1；
xi＝x(N-1)*(i/N)N-1+……x2*(i/N)2+x1*(i/N)+ax；
yi＝y(N-1)*(i/N)N-1+……y2*(i/N)2+y1*(i/N)+ay。
求出若干个路线点后，通过多次比较计算位置点P与路线点间的最小距离，最小距离d2＝(x-xi)2+(y-yi)2，直到求出最小的距离d，则该路线点(xn,yn)就是为我们所要的精度最高的位置点。
S4和S5步骤均是在S2判断步骤中判断到是大于阈值的情况下，根据不同的情况所执行的动作，通常情况下两个步骤是二选一。
本发明更进一步的，结合图3，还可以包括如下步骤：
S6：已知当前机器人行走路线的倾斜角，计算当前机器人行走路线与机器人预设行走路线之间的斜率。
S7：根据所述斜率获取当前机器人行走路线的表达式为y＝kx，其中，y为Y轴坐标值，x为X轴坐标值。
S8：获取机器人当前位置信息，并使机器人当前位置信息中的x轴坐标值以0.1的倍数递增，以获取若干个机器人行走位置信息。
S9：获取与计算机器人当前位置信息之间距离最小的与机器人行走位置信息，将机器人当前位置信息修正为该机器人行走位置信息。
步骤S6至步骤S9利用惯性定位，如图3所示，当机器人沿着同一个方向前进，并且角度在±5°内，前进的速度不变的情况下，把机器人视为正在做惯性运动，此种情况下机器人所行走的位置点都满足y＝kx公式，所以机器人所传递过来的实际位置点可以向满足行走规律的路线点上靠齐。通过前几个位置点求出计算公式，并以每0.1递增的规律求出若干个路线点A，比较实际位置点与路线点的偏差，若有更小偏差的路线点，则可以将路线点直接替代位置点，减小偏差。
在机器人前进的过程中，已知此刻的行走方向，即倾斜角α，假设斜率为k，则k＝tanα＝y/x，则可获得机器人在当前短时间内的前进路线的表达式为y＝kx；由前一个位置点(x1,y1),x1以0.1的递增规律代入公式y＝kx，求得n个路线点；由于该种情况下的位置点(x,y)的偏差较小，则通过多次比较计算位置点P与路线点间的最小距离，通过公司d2＝(x-xn)2+(y-yn)2求出最小的距离d，则该路线点(xn,yn)就是为我们所要的精度最高的位置点。
本发明还提供一种电子设备，其上存储有处理器、存储器以及存储在存储器中并可被处理器执行的计算机可读程序，所述计算机可读程序被处理器执行时实现如下步骤：
获取站点位置信息以及机器人当前位置信息；
根据所述站点位置信息以及机器人当前位置信息检测机器人当前位置与预设行走路径之间的偏差是否大于阈值，并当检测到所述偏差大于阈值时执行下一步；
当机器人预设行走路径为直线，获取机器人预设行走路径上的一个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人当前位置信息与预设行走路径之间的垂直位置，将机器人当前位置信息修正为所述垂直位置；
当机器人预设行走路径为曲线，获取机器人预设行走路径上的多个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人预设行走路径上与机器人当前位置信息之间距离最短的站点位置信息，定义该站点位置信息为目标站点信息，将机器人当前位置信息修正为所述目标站点信息。
所述站点位置信息为站点坐标，所述机器人当前位置信息为机器人当前坐标。“获取站点位置信息以及机器人当前位置信息”具体为，获取两个站点坐标，且所述机器人当前坐标位于两个站点坐标所连接形成的直线上。
本发明提供的电子设备中计算机可读程序所执行的步骤流程与本发明记载的机器人定位位置优化方法实质相同，在此不再赘述其具体过程和原理。
另外，本发明还提供一种存储介质，其上存储有可被处理器执行的计算机可读程序，其特征在于，所述计算机可读程序被处理器执行时实现本发明任一项所述的机器人定位位置优化方法。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.机器人定位位置优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取站点位置信息以及机器人当前位置信息；
根据所述站点位置信息以及机器人当前位置信息检测机器人当前位置与预设行走路径之间的偏差是否大于阈值，并当检测到所述偏差大于阈值时执行下一步；
当机器人预设行走路径为直线，获取机器人预设行走路径上的一个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人当前位置信息与预设行走路径之间的垂直位置，将机器人当前位置信息修正为所述垂直位置；
当机器人预设行走路径为曲线，获取机器人预设行走路径上的多个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人预设行走路径上与机器人当前位置信息之间距离最短的站点位置信息，定义该站点位置信息为目标站点信息，将机器人当前位置信息修正为所述目标站点信息。
2.如权利要求1所述的机器人定位位置优化方法，其特征在于，所述站点位置信息为站点坐标，所述机器人当前位置信息为机器人当前坐标。
3.如权利要求2所述的机器人定位位置优化方法，其特征在于，
“获取站点位置信息以及机器人当前位置信息”具体为，获取两个站点坐标，且所述机器人当前坐标位于两个站点坐标所连接形成的直线上。
4.如权利要求3所述的机器人定位位置优化方法，其特征在于，“根据所述站点位置信息以及机器人当前位置信息检测机器人当前位置与预设行走路径之间的偏差是否大于阈值”具体为：计算其中一个站点坐标与机器人当前坐标的第一距离以及计算另一个站点坐标与机器人当前坐标的第二距离，计算第一距离与第二距离的差值的绝对值，判断所述差值的绝对值是否大于阈值。
5.如权利要求2所述的机器人定位位置优化方法，其特征在于，“当机器人预设行走路径为直线，获取机器人预设行走路径上的一个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人当前位置信息与预设行走路径之间的垂直位置，将机器人当前位置信息修正为所述垂直位置”具体为：
获取机器人预设行走路径上的一个站点坐标，以及获取机器人预设行走路径上的垂直坐标，所述垂直坐标与站点坐标之间的连线垂直于垂直坐标与机器人当前坐标之间的连线；
计算出机器人当前坐标与站点坐标之间连线的斜率；
通过公式k＝tanα计算得到垂直坐标和站点坐标之间的连线与机器人当前坐标和站点坐标之间的连接之间的夹角；其中，k为所述斜率；
根据所述夹角计算得到所述垂直坐标的坐标值，并将机器人当前位置信息修正为所述垂直坐标。
6.如权利要求1所述的机器人定位位置优化方法，其特征在于，还包括如下步骤：
已知当前机器人行走路线的倾斜角，计算当前机器人行走路线与机器人预设行走路线之间的斜率；
根据所述斜率获取当前机器人行走路线的表达式为y＝kx，其中，y为Y轴坐标值，x为X轴坐标值；
获取机器人当前位置信息，并使机器人当前位置信息中的x轴坐标值以0.1的倍数递增，以获取若干个机器人行走位置信息；
获取与计算机器人当前位置信息之间距离最小的与机器人行走位置信息，将机器人当前位置信息修正为该机器人行走位置信息。
7.一种电子设备，其上存储有处理器、存储器以及存储在存储器中并可被处理器执行的计算机可读程序，其特征在于，所述计算机可读程序被处理器执行时实现如下步骤：
获取站点位置信息以及机器人当前位置信息；
根据所述站点位置信息以及机器人当前位置信息检测机器人当前位置与预设行走路径之间的偏差是否大于阈值，并当检测到所述偏差大于阈值时执行下一步；
当机器人预设行走路径为直线，获取机器人预设行走路径上的一个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人当前位置信息与预设行走路径之间的垂直位置，将机器人当前位置信息修正为所述垂直位置；
当机器人预设行走路径为曲线，获取机器人预设行走路径上的多个站点位置信息，并结合机器人当前位置信息计算机器人预设行走路径上与机器人当前位置信息之间距离最短的站点位置信息，定义该站点位置信息为目标站点信息，将机器人当前位置信息修正为所述目标站点信息。
8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述站点位置信息为站点坐标，所述机器人当前位置信息为机器人当前坐标。
9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，“获取站点位置信息以及机器人当前位置信息”具体为，获取两个站点坐标，且所述机器人当前坐标位于两个站点坐标所连接形成的直线上。
10.一种存储介质，其上存储有可被处理器执行的计算机可读程序，其特征在于，所述计算机可读程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的机器人定位位置优化方法。
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