CN112223281A - 机器人及其定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于机器人领域，提供了一种机器人及其定位方法和装置，该机器人的定位方法包括：控制机器人移动至预设的定位区域，所述定位区域根据所述充电桩的位置确定；获取机器人的当前场景的障碍物信息，根据所述障碍物信息确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息；根据预设的定位区域与场景地图的对应关系，确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息对应于场景地图中的第二位置信息；根据所述第二位置信息和机器人的移动信息，更新机器人在场景中的坐标位置。可有效的确定机器人在场景中的准确位置，能够避免机器人在具有相似或对称障碍物的场景出现定位漂移，降低机器人定位失败的机率。

Description

机器人及其定位方法和装置

技术领域

本申请属于机器人领域，尤其涉及一种机器人及其定位方法和装置。

背景技术

机器人在执行任务时，需要对机器人进行定位，确定机器人当前处于地图中的位置。机器人在定位过程中，通常由雷达探测周围障碍物与机器人的距离，根据所探测的距离与地图中的位置进行匹配比较，确定地图中最匹配的位置点作为机器人的定位点。

在一些机器人定位的场景中，可能会存在非常相似或者对称的障碍物(比如对于IDC机房中的过道的相似度非常高)。机器人在这种场景中定位时，很容易出现定位漂移，比如将A过道的位置定位为B过道的位置，从而使得机器人容易由于定位错误而丢失。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人及其定位方法和装置，以解决现有技术中的机器人在障碍物相似或对称的场景中容易出现定位漂移，使机器人定位错误而丢失的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种机器人的定位方法，所述机器人的定位方法包括：

控制机器人移动至预设的定位区域，所述定位区域根据所述充电桩的位置确定；

获取机器人的当前场景的障碍物信息，根据所述障碍物信息确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息；

根据预设的定位区域与场景地图的对应关系，确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息对应于场景地图中的第二位置信息；

根据所述第二位置信息和机器人的移动信息，更新机器人在场景中的坐标位置。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，获取机器人的当前场景的障碍物信息，根据所述障碍物信息确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息，包括：

获取机器人的当前场景的障碍物信息；

根据预先设定在定位区域中的定位点与障碍物的相对关系，控制机器人移动至预先设定的定位点；

获取预先设定的定位点所对应的定位点信息，作为第一位置信息。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述定位点为充电桩前方的预定距离处的位置。

结合第一方面的第一种可能实现方式或第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述定位点为所述定位区域的中心点，所述定位区域为预定半径的圆区域，或者所述定位区域为预定边长的方形区域。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述根据预先设定在定位区域中的定位点与障碍物的相对关系，控制机器人移动至预先设定的定位点，包括：

根据预先设定的定位点与障碍物的相对距离关系，控制机器人移动至预定的定位点的位置；

根据预先设定的定位点与障碍物的方位关系，控制机器人移动至预定的定位点处的朝向；

相应的，所述获取预先设定的定位点所对应的定位点信息，作为第一位置信息，包括：

获取所述定位点的位置和所述定位点处的朝向作为第一位置信息。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述充电桩所在位置包括一个或者多个特征信息。

结合第一方面的第五种可能实现方式，在第一方面的第六种可能实现方式中，所述充电桩所在位置为室内场景中的墙角位置。

本申请实施例的第二方面提供了一种机器人的定位装置，所述机器人的定位装置包括：

移动控制单元，用于控制机器人移动至预设的定位区域，所述定位区域根据所述充电桩的位置确定；

第一位置信息确定单元，用于获取机器人的当前场景的障碍物信息，根据所述障碍物信息确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息；

第二位置信息确定单元，用于根据预设的定位区域与场景地图的对应关系，确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息对应于场景地图中的第二位置信息；

位置更新单元，用于根据所述第二位置信息和机器人的移动信息，更新机器人在场景中的坐标位置。

本申请实施例的第三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如第一方面任一项所述方法的步骤。

本申请实施例的第四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如第一方面任一项所述方法的步骤。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：控制机器人移动至充电桩所确定的定位区域后，通过在定位区域获取机器人的第一位置信息，结合预先设定的定位区域与场景地图的对应关系，获取第一位置信息对应的场景地图中的第二位置信息，根据机器人的移动信息和第二位置信息，即可有效的确定机器人在场景中的准确位置，能够避免机器人在具有相似或对称障碍物的场景出现定位漂移，降低机器人定位失败的机率。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是室内定位的场景示意图；

图2是本申请实施例提供的一种机器人的定位方法的实现流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种机器人的定位装置的示意图；

图4是本申请实施例提供的机器人的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

本申请实施例的目的在于提供一种机器人的定位方法，以解决机器人在某些环境非常相似或对称的室内等场景中，机器人通过获取场景图像进行定位时，不能准确的得到机器人当前的位置，容易使得机器人出现定位漂移的定位失败，可能会导致机器人丢失的缺陷。比如，在图1所示的IDC(互联网数据中心，Internet Data Center)机房布局示意图中，机房中整齐、对称的排列着多行机柜，机柜中间的过道，场景非常类似。机器人位于该图A、B、C、D中的某一机柜过道之中，通过特征识别的方式，难以区分机器人当前所处的位置具体是在A，、B、C、D过道中的哪一个，因为机器人在A、B、C、D中通过雷达探测到的障碍物情况完全是一样。当机器人处于A、B、C、D这几个通道中时，机器人会大概率出现定位错误。

为了解决上述问题，本申请提供了一种机器人的定位方法。为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图2为本申请实施例提供的一种机器人的定位方法的实现流程示意图，详述如下：

S201，控制机器人移动至预设的定位区域，所述定位区域根据所述充电桩的位置确定。

具体的，本申请实施例中所述的定位区域，可以用于对机器人的定位信息进行更新，得到准确的机器人的初始位置。为了能够方便有效的对机器人的初始位置进行更新，所述定位区域根据所述充电桩的位置确定。

在可能的实现方式中，定位区域根据充电桩的位置确定的方式，可以包括：根据充电桩的位置，选择与充电桩的位置相邻的预定范围作为定位区域。或者，也可以预先设定定位区域与充电桩之间的距离，根据所设定的距离确定该定位区域。

该定位区域的范围的大小和形状可以根据机器人在该区域所获取的特征信息的便利性来确定。在可能的实现方式中，该定位区域可以为预定半径的圆形，比如可以为半径为2米的圆形；该定位区域也可以为预定边长的方形等，或者还可以为其它形状等。

在可能的实现方式中，该定位区域可以位于机器人的充电桩的前方。由于机器人在不工作或者机器人电量不足时，均会返回至充电桩进行充电。因此，定位区域位于充电桩的前方时，可以在机器人充电后下桩时，直接进入定位区域，有利于提高对机器人的定位效率。

当然，在可能的实现过程中，机器人可以从固定的充电桩下桩移动至定位区域，也可以由其它位置移动至定位区域，在此不作具体限定。

S202，获取机器人的当前场景的障碍物信息，根据所述障碍物信息确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息。

机器人在当前场景中的障碍物信息，可以包括预先固定安装的充电桩，可以通过充电桩辅助机器人在定位区域进行定位，也可以通过其它障碍物的特征信息(比如墙角障碍物信息等)对机器人在定位区域进行定位，或者也可以通过其它障碍物的特征信息与充电桩相结合，对机器人进行定位。

在确定其它障碍物的特征信息的实现方式中，当机器人位于环境相似或对称的室内时，所述特征信息还可以包括墙角特征等。在可能的实现方式中，可以将充电桩固定在墙角位置，从而能够通过墙角特征，辅助机器人快速的确定机器人定位区域中的位置信息。

在第一种确定机器人在定位区域中的第一位置信息的实现方式中，可以将机器人充电桩设置在墙角区域。当机器人处于该区域时，可以获取包括由墙面、墙角、充电桩等障碍物信息，根据障碍物信息，结合同步定位与二维栅格地图创建slam_gmapping方法，即可确定机器人位置在定位区域中的第一位置。机器人的第一位置信息可以为定位区域中的任意位置。

在一种可能的实现方式，可以将机器人设置在墙角区域，并在定位区域中预先设定定位点。该定位点可以为定位区域中的中心点。比如，该定位点可以为圆形定位区域中的圆心，或者，该定位点也可以为方形定位区域中的中心点等。根据预先设定的中心的定位点与障碍物的距离关系，控制机器人移动至定位点的位置，并根据所获取的障碍物信息的方位，调整机器人的朝向至预定的方位。比如，预先设定的机器人的定位点为(x1,y1,theta1)，可以根据预先设定的定位点与障碍物的相对距离关系，控制机器人移动至(x1,y1)的位置，根据预先设定的机器人与各个障碍物的方位关系，调整机器人的朝向为theta1的方位。

在一种可能的实现方式中，当机器人从充电桩下桩至场景中时，可以设定定位区域为充电桩前方的预定区域，定位点的位置为充电桩前方预定距离的位置，比如可以为充电桩前方的0.6米处。定位点的朝向可以为充电桩前方的方向。在这种情况下，可以控制机器人从充电桩下桩后，向前移动0.6米，到达预先设定的定位点，获取该充电点在定位区域中的第一位置信息。

S203，根据预设的定位区域与场景地图的对应关系，确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息对应于场景地图中的第二位置信息。

其中，场景地图是指机器人执行任务的场景中的地图。相对于定位区域而言，场景地图具有更大的范围。比如，图1所示的室内场景地图中，所述场景地图包括室内的全部的通道。

由于机器人在定位区域中局部地图中可以获得准确的定位信息，即机器人可以在定位区域中获得机器人的第一位置信息。因此，可以结合预先设定的定位区域与场景地图的对应关系，可以得到机器人在定位区域中的定位点的第一位置信息，在场景地图中所对应的第二位置信息，即得到机器人在场景地图中的位置和位于场景地图中的朝向。

在一种实现方式中，当机器人在定位区域中的第一位置信息为定位点时，可以根据预先设定的定位点与场景地图中的坐标的对应关系，获取机器人处于定位点时的场景地图的位置，并根据机器人在定位区域的朝向信息，确定机器人在场景地图中的朝向信息。根据所获取的场景地图的位置和朝向信息，确定机器人在场景地图中的第二位置信息。

S204，根据所述第二位置信息和机器人的移动信息，更新机器人在场景中的坐标位置。

由于可以准确的获取机器人在场景地图中的第二位置信息，因此，可以将机器人在场景地图中的第二位置信息作为机器人执行任务的初始位置，根据该初始位置，结合机器人的移动信息，来确定机器人在场景地图中的实时位置。

比如，在确定机器人在场景地图中的初始位置，即第二位置信息后，可以获取机器人的移动方向和移动距离，实时更新机器人的轨迹，或者结合场景的特征信息，更新机器人的轨迹。通过初始位置所确定的机器人的实时位置，可以有效的避免机器人因特征信息识别而产生的定位漂移，有利于提高机器人的定位精度。

当机器人执行任务一段时间后，由于电量降低、任务执行完毕或者处于任务等待状态时，机器人通常会返回充电桩进行充电。当机器人充电完成，或者需要执行任务从充电桩下桩时，又可以快速有效的通过定位区域更新机器人的定位信息，能够方便有效的提高机器人的定位精度。

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。

图3为本申请实施例提供的一种机器人的定位装置的结构示意图，所述机器人的定位装置包括：

移动控制单元301，用于控制机器人移动至预设的定位区域，所述定位区域根据所述充电桩的位置确定；

第一位置信息确定单元302，用于获取机器人的当前场景的障碍物信息，根据所述障碍物信息确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息；

第二位置信息确定单元303，用于根据预设的定位区域与场景地图的对应关系，确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息对应于场景地图中的第二位置信息；

位置更新单元304，用于根据所述第二位置信息和机器人的移动信息，更新机器人在场景中的坐标位置。

图3所示的机器人的定位装置，与图2所示的机器人的定位方法对应。

图4是本申请一实施例提供的机器人的示意图。如图4所示，该实施例的机器人4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42，例如机器人的定位程序。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个机器人的定位方法实施例中的步骤。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。

示例性的，所述计算机程序42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41中，并由所述处理器40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42在所述机器人4中的执行过程。

所述机器人可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是机器人4的示例，并不构成对机器人4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，例如所述机器人还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、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41可以是所述机器人4的内部存储单元，例如机器人4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述机器人4的外部存储设备，例如所述机器人4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41还可以既包括所述机器人4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述机器人所需的其他程序和数据。所述存储器41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/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备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取存储介质中。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，计算机可读介质不包括是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)

1.一种机器人的定位方法，其特征在于，所述机器人的定位方法包括：

控制机器人移动至预设的定位区域，所述定位区域根据所述充电桩的位置确定；

获取机器人的当前场景的障碍物信息，根据所述障碍物信息确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息；

根据预设的定位区域与场景地图的对应关系，确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息对应于场景地图中的第二位置信息；

根据所述第二位置信息和机器人的移动信息，更新机器人在场景中的坐标位置。

2.根据权利要求1所述的机器人的定位方法，其特征在于，获取机器人的当前场景的障碍物信息，根据所述障碍物信息确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息，包括：

获取机器人的当前场景的障碍物信息；

根据预先设定在定位区域中的定位点与障碍物的相对关系，控制机器人移动至预先设定的定位点；

获取预先设定的定位点所对应的定位点信息，作为第一位置信息。

3.根据权利要求2所述的机器人的定位方法，其特征在于，所述定位点为充电桩前方的预定距离处的位置。

4.根据权利要求2或3所述的机器人的定位方法，其特征在于，所述定位点为所述定位区域的中心点，所述定位区域为预定半径的圆区域，或者所述定位区域为预定边长的方形区域。

5.根据权利要求2所述的机器人的定位方法，其特征在于，所述根据预先设定在定位区域中的定位点与障碍物的相对关系，控制机器人移动至预先设定的定位点，包括：

根据预先设定的定位点与障碍物的相对距离关系，控制机器人移动至预定的定位点的位置；

根据预先设定的定位点与障碍物的方位关系，控制机器人移动至预定的定位点处的朝向；

相应的，所述获取预先设定的定位点所对应的定位点信息，作为第一位置信息，包括：

获取所述定位点的位置和所述定位点处的朝向作为第一位置信息。

6.根据权利要求1所述的机器人的定位方法，其特征在于，所述充电桩所在位置包括一个或者多个特征信息。

7.根据权利要求6所述的机器人的定位方法，其特征在于，所述充电桩所在位置为室内场景中的墙角位置。

8.一种机器人的定位装置，其特征在于，所述机器人的定位装置包括：

移动控制单元，用于控制机器人移动至预设的定位区域，所述定位区域根据所述充电桩的位置确定；

第一位置信息确定单元，用于获取机器人的当前场景的障碍物信息，根据所述障碍物信息确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息；

第二位置信息确定单元，用于根据预设的定位区域与场景地图的对应关系，确定机器人在所述定位区域中的第一位置信息对应于场景地图中的第二位置信息；

位置更新单元，用于根据所述第二位置信息和机器人的移动信息，更新机器人在场景中的坐标位置。

9.一种机器人，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任一项所述方法的步骤。

10.一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任一项所述方法的步骤。

Images