CN112099485A - 危险区域规避方法、装置、计算机可读存储介质及机器人 - Google Patents
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Abstract
本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种危险区域规避方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。所述方法预先在机器人上安装定位器，并在指定的危险区域中部署警戒标签，在机器人的运动过程，通过定位器与警戒标签进行UWB信号交互，确定出机器人与危险区域之间的距离，然后即可根据该距离控制机器人执行预设的规避动作，从而避免机器人行进到危险区域时发生跌落或碰撞的风险。
Description
技术领域
本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种危险区域规避方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。
背景技术
导航是机器人通过传感器感知周围环境与自身状态，实现在有障碍物的室内环境中面向目标的自主运动。机器人在室内进行自主定位导航时，需要实现智能避障或绕障功能，由于传感器的局限性，机器人在特定区域容易产生定位漂移或定位错误等问题，在这种情况下，如果周围环境中存在台阶、自动扶梯或自动玻璃门等危险区域，机器人行进到这些危险区域时存在发生跌落或碰撞的风险。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种危险区域规避方法、装置、计算机可读存储介质及机器人，以解决现有技术中机器人因定位漂移或定位错误在行进到危险区域时存在发生跌落或碰撞的风险的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种危险区域规避方法，可以包括：
通过预设在机器人上的定位器与部署在指定的危险区域中的警戒标签进行UWB信号交互，确定所述机器人与所述危险区域之间的距离；
根据所述机器人与所述危险区域之间的距离，控制所述机器人执行预设的规避动作。
进一步地，所述通过预设在机器人上的定位器与部署在指定的危险区域中的警戒标签进行UWB信号交互，确定所述机器人与所述危险区域之间的距离，包括：
接收所述警戒标签发送的第一测距帧；
根据所述定位器的标识确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧；
接收所述警戒标签发送的第二测距帧；
根据所述第二测距帧中携带的标识列表确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧；
接收所述警戒标签发送的终止消息帧；
根据所述终止消息帧中的时间戳信息计算所述机器人与所述危险区域之间的距离。
进一步地，所述根据所述定位器的标识确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧，包括：
计算所述定位器的标识除以预设的时隙数目所得的余数，并根据所述余数确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙；
若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙为第一时隙，则在该回复时隙发送第一回复消息帧，所述第一回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳、所述定位器发送所述第一回复消息帧的时间戳和所述定位器记录的定位器列表中的前若干个标识；
若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧，所述第二回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳和所述定位器发送所述第二回复消息帧的时间戳。
进一步地，所述根据所述第二测距帧中携带的标识列表确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧，包括：
检测所述标识列表中是否包含所述定位器的标识；
若所述标识列表中包含所述定位器的标识，则根据所述定位器的标识在所述标识列表中的排列顺序确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙；
若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙为第一时隙，则在该回复时隙发送第一回复消息帧，所述第一回复消息帧包括所述定位器接收所述第二测距帧的时间戳、所述定位器发送所述第一回复消息帧的时间戳和所述定位器记录的定位器列表中的前若干个标识；
若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧，所述第二回复消息帧包括所述定位器接收所述第二测距帧的时间戳和所述定位器发送所述第二回复消息帧的时间戳。
进一步地，所述标识列表由所述警戒标签记录的定位器标识列表中的前若干个标识组成，且所述定位器标识列表由所述第一回复消息帧中携带的标识进行覆盖更新。
进一步地，所述定位器记录的定位器列表的设置过程包括：
接收其它定位器发送的广播帧；
记录接收到所述广播帧的时间，并提取所述广播帧中携带的标识；
检测所述定位器列表中是否包含提取的标识；
若所述定位器列表中不包含提取的标识，则将记录的时间和提取的标识作为一条新的定位器记录添加入所述定位器列表中；
若所述定位器列表中包含提取的标识，则根据记录的时间对所述定位器列表中与该标识对应的定位器记录进行时间更新。
进一步地，所述危险区域规避方法还包括：
每隔预设的时长，从所述定位器列表中删除超时记录，所述超时记录为与当前时间之间的时间间隔超过预设的时长阈值的定位器记录；
将所述定位器列表中的各个定位器记录按照距当前时间由近到远的顺序进行排列。
本申请实施例的第二方面提供了一种危险区域规避装置，可以包括：
距离确定模块，用于通过预设在机器人上的定位器与部署在指定的危险区域中的警戒标签进行UWB信号交互，确定所述机器人与所述危险区域之间的距离；
规避执行模块，用于根据所述机器人与所述危险区域之间的距离，控制所述机器人执行预设的规避动作。
进一步地，所述距离确定模块可以包括：
第一接收单元，用于接收所述警戒标签发送的第一测距帧；
第一回复单元，用于根据所述定位器的标识确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧；
第二接收单元，用于接收所述警戒标签发送的第二测距帧；
第二回复单元，用于根据所述第二测距帧中携带的标识列表确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧；
第三接收单元，用于接收所述警戒标签发送的终止消息帧；
距离计算单元，用于根据所述终止消息帧中的时间戳信息计算所述机器人与所述危险区域之间的距离。
进一步地，所述第一回复单元可以包括：
时隙确定子单元，用于计算所述定位器的标识除以预设的时隙数目所得的余数，并根据所述余数确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙；
第一回复子单元，用于若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙为第一时隙，则在该回复时隙发送第一回复消息帧，所述第一回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳、所述定位器发送所述第一回复消息帧的时间戳和所述定位器记录的定位器列表中的前若干个标识；
第二回复子单元，用于若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧，所述第二回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳和所述定位器发送所述第二回复消息帧的时间戳。
进一步地，所述第二回复单元可以包括：
标识检测子单元，用于检测所述标识列表中是否包含所述定位器的标识；
时隙确定子单元，用于若所述标识列表中包含所述定位器的标识，则根据所述定位器的标识在所述标识列表中的排列顺序确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙；
第一回复子单元，用于若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙为第一时隙，则在该回复时隙发送第一回复消息帧，所述第一回复消息帧包括所述定位器接收所述第二测距帧的时间戳、所述定位器发送所述第一回复消息帧的时间戳和所述定位器记录的定位器列表中的前若干个标识；
第二回复子单元，用于若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧，所述第二回复消息帧包括所述定位器接收所述第二测距帧的时间戳和所述定位器发送所述第二回复消息帧的时间戳。
进一步地，所述距离确定模块还可以包括：
广播帧接收单元，用于接收其它定位器发送的广播帧；
标识提取单元，用于记录接收到所述广播帧的时间，并提取所述广播帧中携带的标识；
标识检测单元，用于检测所述定位器列表中是否包含提取的标识；
记录添加单元，用于若所述定位器列表中不包含提取的标识，则将记录的时间和提取的标识作为一条新的定位器记录添加入所述定位器列表中；
时间更新单元，用于若所述定位器列表中包含提取的标识，则根据记录的时间对所述定位器列表中与该标识对应的定位器记录进行时间更新。
进一步地，所述距离确定模块还可以包括：
记录删除单元，用于每隔预设的时长，从所述定位器列表中删除超时记录，所述超时记录为与当前时间之间的时间间隔超过预设的时长阈值的定位器记录；
记录排序单元，用于将所述定位器列表中的各个定位器记录按照距当前时间由近到远的顺序进行排列。
本申请实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述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时实现上述任一种危险区域规避方法的步骤。
本申请实施例的第四方面提供了一种机器人，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种危险区域规避方法的步骤。
本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在机器人上运行时，使得机器人执行上述任一种危险区域规避方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例预先在机器人上安装定位器，并在指定的危险区域中部署警戒标签，在机器人的运动过程，通过定位器与警戒标签进行UWB信号交互，确定出所述机器人与所述危险区域之间的距离，然后即可根据该距离控制机器人执行预设的规避动作，从而避免机器人行进到危险区域时发生跌落或碰撞的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例中一种危险区域规避方法的一个实施例流程图；
图2为警戒标签同时与多个定位器进行UWB信号交互的示意图；
图3为定位器与的警戒标签进行UWB信号交互的示意流程图；
图4为警戒标签侧的距离计算示意图；
图5为定位器侧的距离计算示意图；
图6为本申请实施例中一种危险区域规避装置的一个实施例结构图；
图7为本申请实施例中一种机器人的示意框图。
具体实施方式
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在需要对危险区域进行测距时，采用摄像头视觉识别的方式容易受到遮挡而失效，而采用射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)/蓝牙的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)测距精度太低，近距离时测距值波动经常超过5米，无法保证100％检测到危险区域。因此，在本申请实施例中采用超宽带(UltraWide Band，UWB)技术来进行对危险区域的测距，UWB的测距精度可以达到10厘米，即使在有部分遮挡的情况下精度也能达到危险区域距离检测的要求。
请参阅图1，本申请实施例中一种危险区域规避方法的一个实施例可以包括：
步骤S101、通过预设在机器人上的定位器与部署在指定的危险区域中的警戒标签进行UWB信号交互，确定所述机器人与所述危险区域之间的距离。
所述定位器为在所述机器人上安装的UWB设备，可以由自带的电池进行供电，也可以由所述机器人的供电模块进行供电，其距离地面的高度可以预先进行测量。
所述警戒标签为在所述危险区域中部署的UWB设备，其具体数目可以根据实际情况进行设置，在本申请实施例中，优选在所述危险区域的不同位置部署两个警戒标签，并预先测量每个警戒标签距离地面的高度，以及两个警戒标签的水平距离。所述警戒标签一般只能由自带的电池进行供电。为了减少所述警戒标签的功耗，延长其续航时间，在本申请实施例中，一方面可以对测距频率(即单位时长内进行测距的次数，该单位时长一般为1秒)进行动态调节，即当所述警戒标签检测到周围没有机器人或机器人离得较远时，可以降低测距频率从而延迟续航时间，而当检测到机器人靠近时，再提高测距频率来保证危险区域检测的精度和可靠性。需要注意的是，所述警戒标签的工作周期(即相邻两次测距相隔的时长，该时长一般以秒为单位)与其测距频率之间互为倒数，因此，对测距频率的动态调节，也即对工作周期的动态调节。另一方面，所述警戒标签在同时与多个定位器(每个定位器对应于一个机器人)进行测距时，可以采取一发多回的机制，让多个定位器按时隙轮流回复，减少通信次数，从而降低功耗。
具体地，在本申请实施例中，可以预先设置两种以上的工作周期，例如，在机器人的行进速度为1米每秒时，可以设置10秒、5秒、1秒、0.5秒这4个等级由低到高的工作周期。当然，也可以根据实际情况选择其它的工作周期设置方式，本申请实施例对工作周期的种类以及每种工作周期的具体取值不作具体限定。但需注意的是，一般情况下，在进行工作周期设置时，应考虑机器人的行进速度，两者呈反比关系，即当机器人的行进速度较快时，在进行工作周期设置时，应相应缩短各个等级的工作周期，而当机器人的行进速度较慢时，在进行工作周期设置时，应相应延长各个等级的工作周期。
在本申请实施例中，可以根据所述警戒标签与定位器之间的距离来选择对应等级的工作周期，两者距离越大，则选择等级越低的工作周期，反之，两者距离越小，则选择等级越高的工作周期。
例如，当两者距离大于10米时，如果当前工作周期大于5秒，则把工作周期调整为5秒；当两者距离为5米至10米时，如果当前工作周期大于1秒，则把工作周期调整为1秒；当两者距离小于5米时，如果当前工作周期大于0.5秒，则把工作周期调整为0.5秒。而如果连续若干次(例如，5次以上)两者距离都大于当前等级工作周期对应的距离范围，则将工作周期降低一个等级。
特殊地，若所述警戒标签在发出测距帧之后的预设时长阈值内未收到回复，即所述警戒标签未发现机器人，则可以将工作周期调整至最低等级，在前述例子的情况下，即为10秒，所述时长阈值可以根据实际情况进行设置，一般应设置为足够机器人关机再启动的时长，例如，可以将其设置为5分钟。进一步地，所述警戒标签每次与周围的定位器测距后，可以设置好休眠时长后进入休眠省电，直到下次醒来再次与周围的定位器测距。
图2所示为所述警戒标签同时与多个定位器进行UWB信号交互的示意图，如图所示，所述警戒标签可以采取一发多回的机制，让多个定位器按时隙轮流回复，减少通信次数，从而降低功耗。
在每个定位器中，均设置有一个定位器列表，该定位器列表在初始状态下其中的定位器记录为空。每个定位器每隔预设的广播间隔即进行一次广播，在其广播帧中携带其标识(ID)，所述广播间隔可以根据实际情况进行设置，一般地，可以将其设置为1秒至2秒这一区间内的任意数值。
需要注意的是，每一帧UWB数据帧的帧头都包含了发送设备的ID和接收设备的ID。广播帧的接收设备ID为广播ID。UWB数据帧的帧头之后的内容部分还可以附带其他数据，然后一起用UWB无线发送出去。UWB数据帧内容部分的第一个字节(byte)默认表示帧类型。
对任意一个定位器而言，在接收其它定位器发送的广播帧之后，可以记录接收到所述广播帧的时间，并提取所述广播帧中携带的标识，然后检测该定位器自身的定位器列表中是否包含提取的标识；若其定位器列表中不包含提取的标识，则将记录的时间和提取的标识作为一条新的定位器记录添加入其定位器列表中；若所述定位器列表中包含提取的标识，则根据记录的时间对所述定位器列表中与该标识对应的定位器记录进行时间更新。进一步地，每隔预设的时长，该定位器则从其定位器列表中删除超时记录，该时长可以根据实际情况进行设置，一般将其设置为数秒(如2秒、3秒等)为宜，所述超时记录为与当前时间之间的时间间隔超过预设的超时阈值的记录，所述超时阈值可以根据实际情况进行设置，一般将其设置为10秒为宜。在删除掉超时记录之后，可以将其定位器列表中的各个定位器记录按照距当前时间由近到远的顺序进行排列。
在所述警戒标签中，可以预先建立定位器距离列表(记为列表1)和定位器标识列表(记为列表2)，其中，列表1的每条记录包括定位器的标识和距离，列表2的每条记录只包括定位器的标识。这两个列表在初始状态下其中的记录均为空。
从任意一个定位器的角度来看，其与所述警戒标签进行UWB信号交互的过程可以包括如图3所示的过程：
步骤S1011、接收所述警戒标签发送的第一测距帧。
在初始状态时，列表2为空，所述警戒标签在测距时会发送第一测距帧(记为INIT_POLL)，并记录发送的时间戳(记为TSpoll)。后面每隔预设间隔(一般设置为5秒以上)，所述警戒标签就发送一次INIT_POLL，INIT_POLL帧中携带所述警戒标签的电池电量和标识列表，所述标识列表由列表2中的前若干个标识组成，一般地，所述标识列表中可以由列表2中的前4个标识组成，当列表2为空或者其中的标识少于4个时，则将列表2中的所有标识均添加入所述标识列表中。
步骤S1012、根据所述定位器的标识确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧。
具体地，首先计算所述定位器的标识除以预设的时隙数目所得的余数，并根据所述余数确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙。所述时隙数目可以根据实际情况设置，在本申请实施例中，优选将其设置为4，即每次共有4个时隙供定位器发送回复消息帧，分别依次记为时隙1、时隙2、时隙3和时隙4。若余数为0，则确定回复时隙为时隙1，若余数为1，则确定回复时隙为时隙2，若余数为2，则确定回复时隙为时隙3，若余数为3，则确定回复时隙为时隙4，以此类推。
若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙为第一时隙(即时隙1)，则在该回复时隙发送第一回复消息帧，所述第一回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳(记为TRpoll)、所述定位器发送所述第一回复消息帧的时间戳(记为TSresp)和所述定位器记录的定位器列表中的前若干个标识，具体携带的标识数目可以根据实际情况进行设置，在本申请实施例中，优选将其设置为4。
若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧，所述第二回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳和所述定位器发送所述第二回复消息帧的时间戳。
在图2所示的情况下，所述警戒标签(即Tag)同时与4个定位器(即locator1、locator2、locator3和locator4)进行UWB信号交互，这些定位器在接收到INIT_POLL帧后，分别记录下各自的接收时间戳TRpoll0、TRpoll1、TRpoll2和TRpoll3，并按照标识除以4的余数从小到大的顺序在TSresp0、TSresp1、TSresp2、TSresp3分别按时隙轮流发送回复消息帧(记为RESP)，所述回复消息帧为第一回复消息帧或第二回复消息帧。
步骤S1013、接收所述警戒标签发送的第二测距帧。
若所述警戒标签中列表1非空，且尚未到发送INIT_POLL帧的时刻，所述警戒标签测距时会发送第二测距帧(记为POLL)，并记录发送的时间戳(记为TSpoll)。POLL帧中携带所述警戒标签的电池电量和标识列表。列表1的记录会在每次定位器有回复后被填入和更新。
步骤S1014、根据所述第二测距帧中携带的标识列表确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧。
具体地，首先检测所述标识列表中是否包含所述定位器的标识。
若所述标识列表中不包含所述定位器的标识，则退出本次测距。
若所述标识列表中包含所述定位器的标识，则根据所述定位器的标识在所述标识列表中的排列顺序确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙。若排列在第1位，则确定回复时隙为时隙1，若排列在第2位，则确定回复时隙为时隙2，若排列在第3位，则确定回复时隙为时隙3，若排列在第4位，则确定回复时隙为时隙4，以此类推。
若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙为第一时隙，则在该回复时隙发送第一回复消息帧；若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧。
在图2所示的情况下，4个定位器在接收到POLL帧后，分别记录下各自的接收时间戳TRpoll0、TRpoll1、TRpoll2和TRpoll3，检测POLL帧中携带的标识列表中是否有自己的标识，如果没有就退出测距，如果有，则按照标识列表中的排列顺序按时隙轮流在TSresp0、TSresp1、TSresp2、TSresp3时刻发送RESP帧。
步骤S1015、接收所述警戒标签发送的终止消息帧。
所述警戒标签会记录下接收到的RESP帧的时间戳(记为TRresp)，在收到第一个时隙中的RESP帧包含的标识列表后，用该列表覆盖更新自身的列表
2。在等待4个时隙后，将接收到的每个定位器RESP帧的时间戳分别记为
TRresp0、TRresp1、TRresp2和TRresp3。如果该时隙未收到对应的RESP帧，时间戳记录为0。然后，所述警戒标签在时刻TSfinal发送终止消息帧(记为FINAL)，FINAL帧中包含所述警戒标签记录的时间戳TSpoll、TRresp0、TRresp1、TRresp2、TRresp3和TSfinal。
步骤S1016、根据所述终止消息帧中的时间戳信息计算所述机器人与所述危险区域之间的距离。
如图4所示，对于所述警戒标签而言，可以根据下式进行距离计算：
其中，c为光速，distance为计算得到的所述警戒标签与所述定位器之间的距离。
所述警戒标签可以根据测距结果更新列表1，如果列表1中未包含该测距结果对应的定位器ID，则插入该项记录。如果已包含该定位器ID，更新该项记录中的距离。进一步地，所述警戒标签还可以从列表1中删除超时记录，在删除掉超时记录之后，可以将列表1中的各个记录按照距离从小到大的顺序进行排列。测距完成后，所述警戒标签确定休眠时长，进入休眠。
如图5所示，对于所述定位器而言，可以根据下式进行距离计算：
所述定位器在完成测距之后，将计算得到的距离值、电池电量等信息发送给对应的机器人。该机器人根据其定位器与各个警戒标签的距离、各个警戒标签距离地面的高度、定位器距离地面的高度、以及各个警戒标签之间的距离，可以估算出该机器人与所述危险区域之间的距离。
步骤S102、根据所述机器人与所述危险区域之间的距离，控制所述机器人执行预设的规避动作。
例如，当与所述危险区域的距离大于设定阈值时，所述机器人正常运行；当与所述危险区域的距离小于或等于设定阈值时，所述机器人可采取减速、停止以及反向离开等不同的反应来避开所述危险区域。
综上所述，本申请实施例预先在机器人上安装定位器，并在指定的危险区域中部署警戒标签，在机器人的运动过程，通过定位器与警戒标签进行UWB信号交互，确定出所述机器人与所述危险区域之间的距离，然后即可根据该距离控制机器人执行预设的规避动作，从而避免机器人行进到危险区域时发生跌落或碰撞的风险，成本较低，对环境改造也较小。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的一种危险区域规避方法，图6示出了本申请实施例提供的一种危险区域规避装置的一个实施例结构图。
本实施例中，一种危险区域规避装置可以包括：
距离确定模块601，用于通过预设在机器人上的定位器与部署在指定的危险区域中的警戒标签进行UWB信号交互，确定所述机器人与所述危险区域之间的距离；
规避执行模块602，用于根据所述机器人与所述危险区域之间的距离，控制所述机器人执行预设的规避动作。
进一步地，所述距离确定模块可以包括：
第一接收单元，用于接收所述警戒标签发送的第一测距帧；
第一回复单元，用于根据所述定位器的标识确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧；
第二接收单元，用于接收所述警戒标签发送的第二测距帧；
第二回复单元，用于根据所述第二测距帧中携带的标识列表确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧；
第三接收单元，用于接收所述警戒标签发送的终止消息帧；
距离计算单元，用于根据所述终止消息帧中的时间戳信息计算所述机器人与所述危险区域之间的距离。
进一步地，所述第一回复单元可以包括：
时隙确定子单元，用于计算所述定位器的标识除以预设的时隙数目所得的余数，并根据所述余数确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙；
第一回复子单元，用于若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙为第一时隙，则在该回复时隙发送第一回复消息帧，所述第一回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳、所述定位器发送所述第一回复消息帧的时间戳和所述定位器记录的定位器列表中的前若干个标识；
第二回复子单元，用于若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧，所述第二回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳和所述定位器发送所述第二回复消息帧的时间戳。
进一步地，所述第二回复单元可以包括：
标识检测子单元，用于检测所述标识列表中是否包含所述定位器的标识；
时隙确定子单元，用于若所述标识列表中包含所述定位器的标识，则根据所述定位器的标识在所述标识列表中的排列顺序确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙；
第一回复子单元，用于若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙为第一时隙，则在该回复时隙发送第一回复消息帧，所述第一回复消息帧包括所述定位器接收所述第二测距帧的时间戳、所述定位器发送所述第一回复消息帧的时间戳和所述定位器记录的定位器列表中的前若干个标识；
第二回复子单元，用于若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧，所述第二回复消息帧包括所述定位器接收所述第二测距帧的时间戳和所述定位器发送所述第二回复消息帧的时间戳。
进一步地，所述距离确定模块还可以包括：
广播帧接收单元，用于接收其它定位器发送的广播帧；
标识提取单元，用于记录接收到所述广播帧的时间，并提取所述广播帧中携带的标识；
标识检测单元，用于检测所述定位器列表中是否包含提取的标识；
记录添加单元，用于若所述定位器列表中不包含提取的标识，则将记录的时间和提取的标识作为一条新的定位器记录添加入所述定位器列表中；
时间更新单元，用于若所述定位器列表中包含提取的标识，则根据记录的时间对所述定位器列表中与该标识对应的定位器记录进行时间更新。
进一步地，所述距离确定模块还可以包括：
记录删除单元，用于每隔预设的时长，从所述定位器列表中删除超时记录，所述超时记录为与当前时间之间的时间间隔超过预设的时长阈值的定位器记录；
记录排序单元，用于将所述定位器列表中的各个定位器记录按照距当前时间由近到远的顺序进行排列。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置，模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
图7示出了本申请实施例提供的一种机器人的示意框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
如图7所示，该实施例的机器人7包括：处理器70、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序72。所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各个危险区域规避方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至步骤S102。或者，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图6所示模块601至模块602的功能。
示例性的，所述计算机程序72可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器71中，并由所述处理器70执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序72在所述机器人7中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图7仅仅是机器人7的示例，并不构成对机器人7的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述机器人7还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器70可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器71可以是所述机器人7的内部存储单元，例如机器人7的硬盘或内存。所述存储器71也可以是所述机器人7的外部存储设备，例如所述机器人7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器71还可以既包括所述机器人7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储所述计算机程序以及所述机器人7所需的其它程序和数据。所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/机器人和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/机器人实施例仅仅是示意性的，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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例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。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种危险区域规避方法，其特征在于，包括：
通过预设在机器人上的定位器与部署在指定的危险区域中的警戒标签进行UWB信号交互，确定所述机器人与所述危险区域之间的距离；
根据所述机器人与所述危险区域之间的距离，控制所述机器人执行预设的规避动作。
2.根据权利要求1所述的危险区域规避方法，其特征在于，所述通过预设在机器人上的定位器与部署在指定的危险区域中的警戒标签进行UWB信号交互，确定所述机器人与所述危险区域之间的距离，包括：
接收所述警戒标签发送的第一测距帧；
根据所述定位器的标识确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧；
接收所述警戒标签发送的第二测距帧；
根据所述第二测距帧中携带的标识列表确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧；
接收所述警戒标签发送的终止消息帧；
根据所述终止消息帧中的时间戳信息计算所述机器人与所述危险区域之间的距离。
3.根据权利要求2所述的危险区域规避方法，其特征在于，所述根据所述定位器的标识确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧，包括：
计算所述定位器的标识除以预设的时隙数目所得的余数，并根据所述余数确定所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙；
若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙为第一时隙，则在该回复时隙发送第一回复消息帧，所述第一回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳、所述定位器发送所述第一回复消息帧的时间戳和所述定位器记录的定位器列表中的前若干个标识；
若所述定位器对所述第一测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧，所述第二回复消息帧包括所述定位器接收所述第一测距帧的时间戳和所述定位器发送所述第二回复消息帧的时间戳。
4.根据权利要求2所述的危险区域规避方法，其特征在于，所述根据所述第二测距帧中携带的标识列表确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙，并在该回复时隙发送回复消息帧，包括：
检测所述标识列表中是否包含所述定位器的标识；
若所述标识列表中包含所述定位器的标识，则根据所述定位器的标识在所述标识列表中的排列顺序确定所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙；
若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙为第一时隙，则在该回复时隙发送第一回复消息帧，所述第一回复消息帧包括所述定位器接收所述第二测距帧的时间戳、所述定位器发送所述第一回复消息帧的时间戳和所述定位器记录的定位器列表中的前若干个标识；
若所述定位器对所述第二测距帧的回复时隙不是第一时隙，则在该回复时隙发送第二回复消息帧，所述第二回复消息帧包括所述定位器接收所述第二测距帧的时间戳和所述定位器发送所述第二回复消息帧的时间戳。
5.根据权利要求3或4所述的危险区域规避方法，其特征在于，所述标识列表由所述警戒标签记录的定位器标识列表中的前若干个标识组成，且所述定位器标识列表由所述第一回复消息帧中携带的标识进行覆盖更新。
6.根据权利要求3或4所述的危险区域规避方法，其特征在于，所述定位器记录的定位器列表的设置过程包括：
接收其它定位器发送的广播帧；
记录接收到所述广播帧的时间，并提取所述广播帧中携带的标识；
检测所述定位器列表中是否包含提取的标识；
若所述定位器列表中不包含提取的标识，则将记录的时间和提取的标识作为一条新的定位器记录添加入所述定位器列表中；
若所述定位器列表中包含提取的标识，则根据记录的时间对所述定位器列表中与该标识对应的定位器记录进行时间更新。
7.根据权利要求6所述的危险区域规避方法，其特征在于，还包括：
每隔预设的时长，从所述定位器列表中删除超时记录，所述超时记录为与当前时间之间的时间间隔超过预设的时长阈值的定位器记录；
将所述定位器列表中的各个定位器记录按照距当前时间由近到远的顺序进行排列。
8.一种危险区域规避装置，其特征在于，包括：
距离确定模块，用于通过预设在机器人上的定位器与部署在指定的危险区域中的警戒标签进行UWB信号交互，确定所述机器人与所述危险区域之间的距离；
规避执行模块，用于根据所述机器人与所述危险区域之间的距离，控制所述机器人执行预设的规避动作。
9.一种计算机可读存储介质，所述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如权利要求1至7中任一项所述的危险区域规避方法的步骤。
10.一种机器人，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的危险区域规避方法的步骤。
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