CN112643667A - 一种机器人的运动距离确定方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人的运动距离确定方法、装置、设备和存储介质。该方法包括：向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令；获取目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度；根据目标肢体结构的尺寸信息以及目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定机器人的单元运动距离。在本发明中，由于目标肢体结构的尺寸为已知数，所以在得到关节机构的峰值转动角度之后，通过三角函数，就可以确定机器人的单元运动距离，从而实现了自动化确定机器人的运动距离，有效提高了确定机器人运动距离的效率。

Description

一种机器人的运动距离确定方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种机器人的运动距离确定方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

随着科技的不断进步，机器人越来越多的出现在日常的生活和生产中。类型多种多样的机器人可以满足不同的应用场景。例如：在零部件加工过程中，使用机械臂代替人手进行精细部件加工；在厂区环境中，利用人形机器人搬运较重的货物。

对于机器人来说，运动距离是一项较为重要的指标。例如：机械臂从初始位置精准移动到零部件所在位置，是机械臂进行精细部件加工的前提。又如：步行机器人的行走步长和行走里程关系到步行机器人的使用寿命。

目前，机器人的运动距离多通过人工方式确定。以步行机器人为例，首先设置一段测试路段，人工测量步行机器人在该测试路段内的行走速度，然后使步行机器人在机器人电池的单次续航时间内行走，并且人工记录步行机器人行走的时间，最后根据预先测量的行走速度以及记录的行走时间，人工计算步行机器人在机器人电池的单次续航时间内的行走里程。如果需要获知步行机器人的行走步长，则需要在步行机器人行进过程中，人工测量机器人前脚到后脚之间的距离。对于确定机械臂的运动距离也是如此，需要在机械臂工作过程中，人工测量机械臂从初始位置移动到的最终位置经过的距离。

由此可见，通过人工方式确定机器人的运动距离效率较低，所以，如何提供一种自动化的运动距离确定方式，已经成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种机器人的运动距离确定方法、装置、设备和存储介质，以解决通过人工方式确定机器人的运动距离效率较低的问题。

针对上述技术问题，本发明实施例是通过以下技术方案来实现的：

本发明实施例提供了一种机器人的运动距离确定方法，包括：向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动；获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度；其中，所述峰值转动角度为所述关节机构在转动过程中的角度峰值；根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离。

其中，所述目标肢体结构包括至少一个关节机构；所述目标肢体结构的尺寸信息包括：所述目标肢体结构中的结构段的长度；其中，所述目标肢体结构中的关节机构将所述目标肢体结构划分为至少一个结构段；所述根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离，包括：针对所述目标肢体结构中的每个关节机构执行以下步骤：确定所述关节机构连接的目标结构段；其中，在所述关节机构连接的结构段中，所述目标结构段为距离所述目标肢体结构的自由端最近的结构段；根据所述关节机构的峰值转动角度以及所述关节机构连接的目标结构段的长度，确定所述目标结构段在所述目标肢体结构的接触面上的投影长度；根据每个所述目标结构段在所述目标肢体结构的接触面上的投影长度，确定所述目标肢体结构的运动距离；根据所述目标肢体结构的运动距离，确定所述机器人的单元运动距离。

其中，根据每个所述目标结构段的投影长度，确定所述目标肢体结构的运动距离，包括：确定每个所述目标结构段的投影类型；所述投影类型包括正投影和负投影；所述正投影是指所述目标结构段处于分隔界面远离所述机器人本体的一侧；所述负投影是指所述目标结构段处于所述分隔界面靠近所述机器人本体的一侧；所述分隔界面垂直于所述目标肢体结构的接触面，并且穿过与所述目标结构段连接的关节机构的中心；确定所述目标肢体结构中的所有目标结构段的投影长度的和，将得到的和值作为所述目标肢体结构的运动距离；其中，投影类型为正投影的目标结构段的投影长度为正数，投影类型为负投影的目标结构段的投影长度为负数。

其中，所述运动指令，用于触发所述目标肢体结构中的关节机构进行周期性转动；其中，在每个转动周期，所述关节机构的转动角度从最小转动角度变化到峰值转动角度；在所述根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离之后，还包括：根据所述机器人的目标肢体结构的数量以及运动顺序，在每次确定所述机器人的单元运动距离之后，执行循环累计操作，得到每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离；根据每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离以及所述机器人的类型，确定所述机器人的运动里程。

其中，所述根据每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离以及所述机器人的类型，确定所述机器人的运动里程，包括：在所述机器人的类型为步行机器人时，在所有目标肢体结构分别对应的累计运动距离中，将值大的累计运动距离作为所述机器人的运动里程；在所述机器人的类型为机械臂机器人时，将所述目标肢体结构对应的累计运动距离作为所述机器人的运动里程。

其中，在所述向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令之前，还包括：读取所述机器人的电量值；在所述机器人的电量值大于预设的电量阈值的情况下，向所述目标肢体结构发送所述运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动；在所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度之后，还包括：读取所述机器人的电量值；在所述机器人的电量值大于所述电量阈值的情况下，继续获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度。

其中，所述在所述读取所述机器人的电量值之后，还包括：比较本次读取的所述机器人的电量值和前次读取的所述机器人的电量值，确定所述机器人在前一次单元运动中的耗电量。

其中，所述在所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度之后，还包括：在所述机器人的肢体结构都为目标肢体结构的情况下，根据所述机器人的目标肢体结构的数量以及运动顺序，在每次确定所述机器人的单元运动距离之后，执行循环累计操作，得到每个所述目标肢体结构对应的计数值；将第三肢体类型的所述目标肢体结构分别对应的计数值的和作为所述机器人进行单元运动的次数；或者，在所述机器人的肢体结构部分为目标肢体结构的情况下，对获取次数进行累计计数，得到计数值；根据所述计数值，所述机器人的目标肢体结构的数量以及所述机器人中第四肢体类型的肢体结构的数量，确定所述机器人进行单元运动的次数；其中，所述第四肢体类型是所述目标肢体结构所属的类型。

其中，所述根据所述计数值，所述机器人的目标肢体结构的数量以及所述机器人中第四肢体类型的肢体结构的数量，确定所述机器人进行单元运动的次数，包括：将所述计数值除以所述目标肢体结构的数量，得到单位计数值；将所述单位计数值和所述目标类型的肢体结构的数量的乘积，作为所述机器人进行单元运动的次数。

其中，在所述确定所述机器人进行单元运动的次数之后，还包括：确定所述机器人进行单元运动的次数与预设的测试阈值之间的误差值；在所述误差值处于预设的误差范围之内时，输出预设的测试通过信息。

其中，所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，包括：每隔预设时间段读取一次所述目标肢体结构中的关节结构的转动角度；在每次读取所述关节机构的转动角度之后，将本次读取的所述关节机构的转动角度与前次读取的所述关机机构的转动角度进行比较；在本次读取的所述关节机构的转动角度小于前次读取的所述关机机构的转动角度进行比较的情况下，获取前次读取的所述关机机构的转动角度，作为所述关节机构的峰值转动角度。

本发明实施例还提供了一种机器人的运动距离确定装置，包括：触发模块，用于向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动；获取模块，用于获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度；其中，所述峰值转动角度为所述关节机构在转动过程中的角度峰值；确定模块，用于根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离。

本发明实施例还提供了一种机器人的运动距离确定设备，所述机器人的运动距离确定设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任一项所述的机器人的运动距离确定方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有机器人的运动距离确定程序，所述机器人的运动距离确定程序被处理器执行时实现上述任一项所述的机器人的运动距离确定方法的步骤。

本发明实施例的有益效果如下：

在本发明实施例中，在向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令之后，获取关节机构的峰值转动角度，根据目标肢体结构的尺寸信息以及关节机构的峰值转动角度，确定机器人的单元运动距离。由于目标肢体结构的尺寸为已知数，所以在得到关节机构的峰值转动角度之后，通过三角函数，就可以确定机器人的单元运动距离，从而实现了自动化地确定机器人的运动距离，有效提高了确定机器人运动距离的效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明一实施例的机器人的运动距离确定方法的流程图；

图2是根据本发明一实施例的确定机器人的单元运动距离的流程图；

图3是根据本发明一实施例的确定目标结构段的投影长度的示意图；

图4是根据本发明一实施例的目标结构段的投影类型的示意图；

图5是根据本发明一实施例的目标结构段的投影类型的示意图；

图6是根据本发明一实施例的确定机器人运动里程的步骤流程图；

图7是根据本发明一实施例的多次获取峰值转动角度的步骤流程图；

图8是根据本发明一实施例的机器人的运动距离确定方法的流程图；

图9是根据本发明一实施例的机器人的运动距离确定装置的结构图；

图10是根据本发明一实施例的机器人的运动距离确定设备的结构图。

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，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。

根据本发明的实施例，提供了一种机器人的运动距离确定方法。如图1所示，为根据本发明一实施例的机器人的运动距离确定方法的流程图。

步骤S101，向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令；其中，所述运动指令用于触发所述目标肢体结构中的关节机构转动。

机器人为步行机器人或者机械臂机器人。步行机器人是指可以通过机械腿行走的机器人。机械臂机器人是指可以通过机械臂进行操作的机器人。

机器人的全部或者部分肢体结构为目标肢体结构。在发送预设的运动指令之前，指定机器人的目标肢体结构。在指定作为目标肢体结构的机械腿时，选择前驱机械腿或者后驱机械腿作为目标肢体结构。例如：选择双腿步行机器人的一条或者两条机械腿作为目标肢体结构，选择四腿步行机器人的两条前腿(前驱机械腿)或者两条后腿(后驱机械腿)作为目标肢体结构。

目标肢体结构包括至少一个关节机构。关节机构可以为舵机或者电机。例如：机械腿包括髋关节机构和膝关节机构。又如：机械臂包括肩关节结构和肘关节机构。

运动指令，用于触发肢体结构中的关节机构转动。通过向机器人的各个肢体结构分别发送运动指令，可以触发各个肢体结构中的关节结构转动。进一步地，运动指令可以触发目标肢体结构中的关节机构进行周期性转动。目标肢体结构中的关节结构每转动一个周期，关节机构的转动角度从最小转动角度变化到峰值转动角度，机器人做一次单元运动。单元运动是指机器人可以多次进行的运动，机器人的运动由连续的单元运动构成。例如：机器人的机械腿迈出的每一步都是机器人的一次单元运动，机器人的机械臂从初始位置移动到终止位置，再从终止位置移动到初始位置，为机器人的一次单元运动。终止位置可以是机械臂到达的最远位置。当然，也可以将机器人的机械臂从初始位置移动到终止位置，作为机器人的一次单元运动，将机器人的机械臂从终止位置移动到初始位置，作为机器人的又一次单元运动。

步骤S102，获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度。

峰值转动角度为关节机构在转动过程中的角度峰值。进一步地，峰值转动角度为关节机构在机器人的一次单元运动中的最大转动角度。目标肢体结构中的关节机构转动到峰值转动角度时，机器人的单元运动距离最大。

进一步地，如果关节机构做周期性转动，则机器人多次进行单元运动，这样可以多次获取关节机构的峰值转动角度。

具体而言，每隔预设时间段读取一次目标肢体结构中的关节结构的转动角度。该预设时间段的时间长度为经验值或者实验值。该预设时间段的时间长度小于或者等于关节机构转动一个周期的时间长度。在预设时间段的时间长度小于关节机构转动一个周期的时间长度时(如：关节机构转动一个周期的时间长度是预设时间段的时间长度的整数倍)，在每次读取关节机构的转动角度之后，将本次读取的该关节机构的转动角度与前次读取的该关机机构的转动角度进行比较；在本次读取的该关节机构的转动角度小于前次读取的该关机机构的转动角度进行比较的情况下，获取前次读取的该关机机构的转动角度，作为该关节机构的峰值转动角度。在预设时间段的时间长度等于关节机构转动一个周期的时间长度时，每隔预设时间段读取一次目标肢体结构中的关节结构的峰值转动角度。其中，使预设时间段的时间长度等于关节机构转动一个周期的时间长度，可以减少转动角度的读取次数，也可以避免因预设时间段的时间长度小于关节机构转动周期的时间长度，造成的遗漏读取峰值转动角度的情况。

转动角度是指：第一直线与第二直线之间的夹角。第一直线是穿过关节机构中心并且垂直于目标肢体结构的接触面的直线。第二直线是连接关节机构的结构段的轴线。结构段是指部分目标肢体结构。

步骤S103，根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离。

单元运动距离为机器人一次单元运动的最大距离。

在机器人为步行机器人时，机器人的单元运动距离为机械腿的步长。

在机器人为机械臂机器人时，机器人的单元运动距离为机械臂从初始位置到终止位置，再由终止位置返回初始位置的距离。当然，也可以是机器人的单元运动距离为机械臂从初始位置到终止位置的距离，或者机器人的单元运动距离为机械臂从终止位置返回初始位置的距离。

目标肢体结构的尺寸信息，包括：目标肢体结构中的结构段的长度。目标肢体结构中的关节机构将所述目标肢体结构划分为至少一个结构段。进一步地，关节机构的中心点作为分割点，将目标肢体结构划分为至少一个结构段。例如：胯关节机构的中心点和膝关节机构的中心将机械腿划分为大腿结构段、小腿结构段。又如：肩关节机构的中心点将机械臂划分为手臂结构段。

在已知目标肢体结构中的结构段的长度，以及已知目标肢体结构中每个关节机构的峰值转动角度的情况下，利用正弦定理，可以确定所述机器人的单元运动距离。

在本发明实施例中，在向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令之后，获取关节机构的峰值转动角度，根据目标肢体结构的尺寸信息以及关节机构的峰值转动角度，确定机器人的单元运动距离。由于目标肢体结构的尺寸为已知数，所以在得到关节机构的峰值转动角度之后，通过三角函数，就可以确定机器人的单元运动距离，从而实现了自动化地确定机器人的运动距离，有效提高了确定机器人运动距离的效率。

下面对确定机器人的单元运动距离方式进行进一步地描述。

图2为根据本发明一实施例的确定机器人的单元运动距离的流程图。

步骤S201，针对目标肢体结构中的每个关节机构，确定该关节机构连接的目标结构段。

在关节机构连接的结构段中，目标结构段为距离目标肢体结构的自由端最近的结构段。目标肢体结构的自由端是指未连接其他部件的一段。例如：机械腿的脚部机构为自由端，机械臂的手部机构为自由端。

具体而言，根据目标肢体结构中的关节机构的位置，将目标肢体结构划分为至少一个结构段，每个关节机构连接一个目标结构段。

例如：目标肢体结构为所述机器人的一条机械腿；其中，所述机械腿包括：髋关节机构和膝关节机构；所述髋关节机构对应的目标结构段为大腿结构段，所述膝关节机构对应的目标结构段为小腿结构段。

又如：目标肢体结构为所述机器人的机械臂；其中，所述机械臂包括：肩关节结构和肘关节机构；所述肩关节机构对应的目标结构段为上臂结构段；所述肘关节机构对应的目标结构段为下臂结构段。

再如：目标肢体结构为所述机器人的机械臂；其中，所述机械臂包括：肩关节结构；所述肩关节机构对应的目标结构段为手臂结构段。

步骤S202，根据所述关节机构的峰值转动角度以及所述关节机构连接的目标结构段的长度，确定所述目标结构段在所述目标肢体结构的接触面上的投影长度。

确定目标正弦值与目标长度的乘积；其中，目标正弦值为关节机构的峰值转动角度的正弦值，目标长度为该关节机构连接的目标结构段的长度；将该乘积值确定为该目标结构段在所述目标肢体结构的接触面上的投影长度。

如图3所示，为根据本发明一实施例的确定目标结构段的投影长度的示意图。大腿结构段的投影长度＝大腿结构段的长度×s i nα，小腿结构段的投影长度＝小腿结构段的长度×s i nβ。

针对所述目标肢体结构中的每个关节机构执行步骤S201和步骤S202的步骤，可以确定每个目标结构段在目标肢体结构的接触面上的投影长度。

步骤S203，根据所述目标肢体结构中每个所述目标结构段对应的运动距离，确定所述目标肢体结构的运动距离。

确定每个所述目标结构段的投影类型；所述投影类型包括正投影和负投影；所述正投影是指所述目标结构段处于分隔界面远离所述机器人本体的一侧；所述负投影是指所述目标结构段处于所述分隔界面靠近所述机器人本体的一侧；所述分隔界面垂直于所述目标肢体结构的接触面，并且穿过与所述目标结构段连接的关节机构的中心。确定所述目标肢体结构中的所有目标结构段的投影长度的和，将得到的和值作为所述目标肢体结构的运动距离；其中，投影类型为正投影的目标结构段的投影长度为正数，投影类型为负投影的目标结构段的投影长度为负数。

如图4所示，为根据本发明一实施例的目标结构段的投影类型的示意图。在图4中，机器人可以是人形机器人。由于大腿结构段处于大腿结构段对应的分隔界面的右侧，远离机器人本体，所以，大腿结构段的投影类型为正投影。由于小腿结构段处于小腿结构段对应的分隔界面的右侧，同样远离机器人本体，所以，小腿结构段的投影类型也为正投影。机械腿的运动距离为大腿结构段的投影长度与小腿结构段的投影长度的和，其中，大腿结构段的投影长度与小腿结构段的投影长度都为正数。

如图5所示，为根据本发明一实施例的目标结构段的投影类型的示意图。在图5中，机器人可以是机器狗。由于大腿结构段处于大腿结构段对应的分隔界面的右侧，远离机器人本体，所以，大腿结构段的投影类型为正投影。由于小腿结构段处于小腿结构段对应的分隔界面的左侧侧，靠近机器人本体，所以，小腿结构段的投影类型也为负投影。机械腿的运动距离为大腿结构段的投影长度与小腿结构段的投影长度的和，其中，大腿结构段的投影长度为正数，小腿结构段的投影长度为负数。

步骤S204，根据所述目标肢体结构的运动距离，确定所述机器人的单元运动距离。

利用如下步骤确定机器人的单元运动距离：

步骤1，获取该目标肢体结构的运动类型；该运动类型包括：单程运动和往返运动。

单程运动是指在机器人的单元运动中，目标肢体结构的运动路径不重复。

例如：步行机器人的机械腿向前迈一步(单元运动)，机械腿的运动路径无重复。

往返运动是指在机器人的单元运动中，目标肢体结构的运动路径有重复。

例如：机械臂机器人的机械臂从初始位置移动到终止位置，再从终止位置移动到初始位置(单元运动)，机械部的运动路径存在重复。

步骤2，在该目标肢体结构的运动类型为单程运动时，将该目标肢体结构的运动距离作为所述机器人的单元运动距离；在该目标肢体结构的运动类型为往返运动时，将该目标肢体结构的运动距离的二倍作为所述机器人的单元运动距离。

在本发明实施例中，目标肢体结构中的关节机构可以进行周期性转动；在每个转动周期，关节机构的转动角度从最小转动角度变化到峰值转动角度。关节机构进行周期性转动，机器人可以多次进行单元运动，如步行机器人在前进中重复迈步。

基于上述的机器人的运动距离确定方法，可以进一步地确定机器人的运动里程。图6为根据本发明一实施例的确定机器人运动里程的步骤流程图。

步骤S601，根据机器人的目标肢体结构的数量以及运动顺序，在每次确定所述机器人的单元运动距离之后，执行循环累计操作，得到每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离。

为每个目标肢体结构对应设置累计运动距离的初始值，并且使多个目标肢体结构按照预设的顺序逐个运动；按照多个目标肢体结构的运动顺序，确定当前运动的目标肢体结构；在确定的机器人的单元运动距离之后，将当前运动的目标肢体结构对应的累计运动距离与当前确定的单元运动距离相加，得到该目标肢体结构对应的新的累计运动距离。

例如：步行机器人的两条机械腿都为目标肢体结构，第一机械腿先迈步，第二机械腿后迈步，那么，在步行机器人行走过程中，第一次确定的机器人的单元运动距离与第一机械腿的累计运动距离相加，第二次确定的机器人的单元运动距离与第二机械腿的累计运动距离相加，第三次确定的机器人的单元运动距离与第一机械腿的累计运动距离相加，以此类推，得到第一机械腿对应的累计运动距离和第二机械腿对应的累计运动距离。

步骤S602，根据每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离以及所述机器人的类型，确定所述机器人的运动里程。

在机器人的类型为步行机器人时，在第一肢体类型的所述目标肢体结构分别对应的累计运动距离中，将值大的累计运动距离作为所述机器人的运动里程。其中，第一肢体类型可以是机械腿类型。

在机器人的类型为机械臂机器人时，将第二肢体类型的所述目标肢体结构分别对应的累计运动距离的和，作为所述机器人的运动里程。其中，第二肢体类型可以是机械臂类型。

例如：在机器人的类型为步行机器人，并且该机器人包括一个目标机械腿的情况下，将该机器人的累计运动距离作为该机器人的运动里程。

又如：在机器人的类型为步行机器人，并且该机器人包括两个目标机械腿的情况下，在两个目标机械腿分别对应的累计运动距离中，将值最大的累计运动距离，作为该机器人的运动里程。

再如：在机器人的类型为机械臂机器人的情况下，将该机器人的目标肢体结构的累计运动距离，作为该机器人的运动里程。

本发明实施例可以在机器人电池的续航时间内，目标肢体结构中的关节机构可以周期性转动。在每个转动周期内，目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定机器人的单元运动距离，进而可以确定机器人在机器人电池的续航时间内的运动里程。

下面对多次获取目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度的步骤进行描述。图7为根据本发明一实施例的多次获取峰值转动角度的步骤流程图。

步骤S701，在向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令之前，读取机器人的电量值。

所述机器人的电量值是指：安装在机器人中的机器人电池的电量。

步骤S702，判断所述机器人的电量值是否大于预设的电量阈值；如果是，则执行步骤S703；如果否，则执行步骤S707。

电量阈值可以是机器人进入低电量待机模式或者低电量自动关机时的电量。电量阈值可以是经验值或者通过实验获得的值。例如：电量阈值是0。

步骤S703，在所述机器人的电量值大于预设的电量阈值的情况下，向所述目标肢体结构发送运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动。

步骤S704，获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度。

步骤S705，在所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度之后，读取所述机器人的电量值。

步骤S706，判断所述机器人的电量值是否大于所述电量阈值；如果是，则执行步骤S704；如果否，则执行步骤S707。

步骤S707，停止获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度。

在本发明实施例中，在每次所述读取所述机器人的电量值之后，还包括：比较本次读取的所述机器人的电量值和前次读取的所述机器人的电量值，确定所述机器人在前一次单元运动中的耗电量；其中，所述单元运动是指触发所述目标肢体结构中的关节机构转动后，所述机器人所做的运动。

在本发明实施例中，在获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度之后，还可以对机器人的单元运动次数进行累计。

在所述机器人的肢体结构都为目标肢体结构的情况下，可以对每个目标肢体结构的单元运动次数分别进行累计，再确定机器人的单元运动次数。具体的，根据所述机器人的目标肢体结构的数量以及运动顺序，在每次获取所述峰值转动角度之后，执行循环累计操作，得到每个所述目标肢体结构对应的计数值；将第三肢体类型的所述目标肢体结构分别对应的计数值的和，作为所述机器人进行单元运动的次数。第三肢体类型为机械腿类型或者机械臂类型。也即是说，将目标机械腿分别对应的计数值的和，作为机器人的行走步数。将目标机械臂分别对应的计数值的和，作为机器人的摆臂次数。其中，循环累计操作的具体方式可以参考步骤S601。

在所述机器人的肢体结构部分为目标肢体结构的情况下，可以对多个目标肢体结构的单元运动次数整体进行累计，再确定机器人的单元运动次数。具体的，在获取所述峰值转动角度之后，对获取次数进行累计计数，得到计数值；根据所述计数值，所述机器人的目标肢体结构的数量以及所述机器人中第四肢体类型的肢体结构的数量，确定所述机器人进行单元运动的次数；其中，所述第四肢体类型是所述目标肢体结构所属的类型。目标肢体结构所属的类型为机械腿类型或者机械臂类型。进一步地，将所述计数值除以所述目标肢体结构的数量，得到单位计数值；将所述单位计数值和所述目标类型的肢体结构的数量的乘积，作为所述机器人进行单元运动的次数。

例如：在机器人的类型为步行机器人，并且所述机器人的两条机械腿中的一条被设置为目标机械腿的情况下，将所述计数值的二倍作为所述机器人的行走步数。

又如：在机器人的类型为步行机器人，并且所述机器人的四条机械腿中的两条前驱机械腿作为目标机械腿的情况下，将所述计数值除以二，再乘以四，得到机器人的行走步数。

再如：在机器人的类型为步行机器人，所述机器人包括两条机械腿和两条机械臂，并且仅有所述机器人的两条机械腿为目标肢体结构的情况下，可以对机械腿类型(第四肢体类型)的肢体结构进行单元运动次数的确定，即：将所述计数值(所述计数值除以二，再乘以二得到的值与所述计数值相等)作为所述机器人的行走步数。

在本发明实施例中，在所述确定所述机器人进行单元运动的次数之后，还包括：确定所述机器人进行单元运动的次数与预设的测试阈值之间的误差值；在所述误差值处于预设的误差范围之内时，输出预设的测试通过信息。

测试阈值可以是经验值或者通过实验获得的值。进一步地，可以预先对与所述机器人同型号的多个机器人进行测试，获得每个机器人进行单元运动的次数，将多个机器人分别对应的单元运动次数的平均值，作为该型号机器人对应的测试阈值。

误差值可以是绝对误差值。

误差范围为预设范围或者通过实验获得的范围。该误差范围例如小于或者等于1。

例如：在机器人出厂测试阶段，确定机器人进行单元运动的次数；获取与该机器人的型号对应的测试阈值；将该机器人进行单元运动的次数与该测试阈值进行比较，如果两者的绝对误差小于或者等于1，则输出该机器人通过出厂测试的信息。

下面基于步行机器人的行走特点，给出一个较为具体的实施例来进一步地描述本发明实施例确定机器人运动里程的方式。在本实施例中，步行机器人包括两条机械腿，设置两条机械腿都为目标机械腿，那么，机器人的累计运动距离即是机器人的运动里程。步行机器人的运动环境为平整的路面上。

本实施例的应用场景为测试机器人的运动里程。在机器人的运动按钮(该运动按钮为实体按钮或者虚拟按钮)被按下之后，机器人的处理器可以监听到运动触发事件；机器人的处理器根据该运动触发事件触发机器人预设的运动任务。该运动任务包括：分别向机器人的两条机械腿分别发送运动指令，以便触发两条机械腿中的关节机构转动；多次获取两条机械腿中的关节机构的峰值转动角度；根据两条机械腿的尺寸信息以及每次获取的两条机械腿中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的运动里程。

进一步地，为了保持机器人的重心稳定，可以事先设置机器人迈出首步的机械腿，使该机械腿中髋关节机构在迈出首步时的最大转动角度小于后续步伐的最大转动角度。

进一步地，该运动任务可以先向首步对应的机械腿发送运动指令，在获取到首步机械腿中的髋关节机构的峰值转动角度以及膝关节机构的峰值转动角度后，向另一条机械腿发送运动指令。

由于步行机器人的初始的电量值为100％，步行机器人开机之后，用户即可点击机器人的运动按钮，所以为了使本实施例更加容易理解，图8中的步骤忽略首次读取机器人的电量值的步骤，以及忽略向步行机器人的两条机械腿分别发送运动指令的步骤。

如图8所示，为根据本发明一实施例的步行机器人的行走里程确定步骤的流程图。

步骤S801，读取步行机器人的电量值。

步行机器人的电量值的初始值为100％。

在读取步行机器人的电量值之后，确定本次读取的电量值和前次读取的电量值的差值。本次确定的差值为机器人的前一步消耗的电量。

可以记录机器人每一步消耗的电量，以便用于后续分析。

步骤S802，判断步行机器人的电量值是否大于预设的电量阈值；如果是，则执行步骤S803；如果否，则执行步骤S812。

步骤S803，判断机械腿标识是否为第一预设值；如果是，则执行步骤S804；如果否，则执行S808。

第一预设值用于表示第一机械腿即将迈步。在本实施例中，第一机械腿为迈出第一步的机械腿。

步骤S804，获取第一机械腿中的关节机构的峰值转动角度。

步骤S805，根据第一机械腿的尺寸信息以及第一机械腿中的关节机构的峰值转动角度，确定步行机器人本次的步长。

在步骤S805中，步行机器人本次的步长是指步行机器人本次的单元运动距离。在本实施例中，可以记录机器人本次的步长，以便后续分析机器人的步长变化。

步骤S806，第一计步数累加，第一行走里程累加。

第一计步数L为机器人的第一机械腿做单元运动的次数。

第一行走里程S1为步行机器人的第一机械腿的累计运动距离。

第一行走里程S1的初始值和第一计步数L的初始值都为0。

第一计步数累加是使L＝L+1。第一行走里程累加是使S1＝S1+S1’，其中，S1’表示步行机器人的第一机械腿本次的步长。

步骤S807，将机械腿标识赋值为第二预设值，并跳转到步骤S801。

第二设值用于表示第二机械腿即将迈步。

步骤S808，获取第二机械腿中的关节机构的峰值转动角度。

步骤S809，根据第二机械腿的尺寸信息以及第二机械腿中的关节机构的峰值转动角度，确定步行机器人本次的步长。

在步骤S809中，步行机器人本次的步长也即是步行机器人的第二机械腿本次的步长。在本实施例中，可以记录机器人本次的步长，以便后续分析机器人的步长变化。

步骤S810，第二计步数累加，第二行走里程累加。

第二计步数R为机器人的第二机械腿做单元运动的次数。

第二行走里程S2为步行机器人的第二机械腿的累计运动距离。

第二行走里程S2的初始值和第二计步数R的初始值都为0。

第二计步数累加是使R＝R+1。第二行走里程累加是使S2＝S2+S2’，其中，S2’表示步行机器人的第二机械腿本次的步长。

步骤S811，将机械腿标识赋值为第一预设值，并跳转到步骤S801。

步骤S812，获取第一计步数L，第二计步数R，第一行走里程S1和第二行走里程S2，并确定机器人的步数。

机器人的步数＝第一计步数L+第二计步数R。

步骤S813，判断机器人的步数是否大于测试阈值；如果是，则执行步骤S814；如果否，则执行步骤S816。

步骤S814，在第一行走里程和第二行走里程中，判断值最大的行走里程是否大于预设的里程阈值；如果是，则执行步骤S815；如果否，则执行步骤S816。

步骤S815，输出测试通过的信息。

步骤S816，输出测试未通过的信息。

在本发明实施例中，通过获取步行机器人的关节机构的转动角度,计算出机器人的步长，通过步行机器人的步长统计行走里程，从而精确获得步行机器人单次续航时间内的行走步数和行走里程。进一步地，通过本发明实施例可以获得步行机器人单次续航时间内的行走步数和行走里程，同时也可以统计步行机器人生命周期内的行走步数、行走里程，填补了步行机器人的行业内空白，对于提升步行机器人的寿命有重要意义。

本发明实施例还提供了一种机器人的运动距离确定装置。如图9所示，为根据本发明一实施例的机器人的运动距离确定装置的结构图。

在该机器人的运动距离确定装置中，包括：触发模块901，获取模块902和确定模块903。

触发模块901，用于向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动。

获取模块902，用于获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度；其中，所述峰值转动角度为所述关节机构在转动过程中的角度峰值。

确定模块903，用于根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离。

本发明实施例所述的装置的功能已经在上述的方法实施例中进行了描述，故本发明实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

本实施例提供一种机器人的运动距离确定设备。如图10所示，为根据本发明一实施例的机器人的运动距离确定设备的结构图。

在本实施例中，所述机器人的运动距离确定设备，包括但不限于：处理器1001、存储器1002。

所述处理器1001用于执行存储器1002中存储的机器人的运动距离确定程序，以实现上述的机器人的运动距离确定方法。

具体而言，所述处理器1001用于执行存储器1002中存储的机器人的运动距离确定程序，以实现以下步骤：向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动；获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度；其中，所述峰值转动角度为所述关节机构在转动过程中的角度峰值；根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离。

其中，所述目标肢体结构包括至少一个关节机构；所述目标肢体结构的尺寸信息包括：所述目标肢体结构中的结构段的长度；其中，所述目标肢体结构中的关节机构将所述目标肢体结构划分为至少一个结构段；所述根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离，包括：针对所述目标肢体结构中的每个关节机构执行以下步骤：确定所述关节机构连接的目标结构段；其中，在所述关节机构连接的结构段中，所述目标结构段为距离所述目标肢体结构的自由端最近的结构段；根据所述关节机构的峰值转动角度以及所述关节机构连接的目标结构段的长度，确定所述目标结构段在所述目标肢体结构的接触面上的投影长度；根据每个所述目标结构段在所述目标肢体结构的接触面上的投影长度，确定所述目标肢体结构的运动距离；根据所述目标肢体结构的运动距离，确定所述机器人的单元运动距离。

其中，根据每个所述目标结构段的投影长度，确定所述目标肢体结构的运动距离，包括：确定每个所述目标结构段的投影类型；所述投影类型包括正投影和负投影；所述正投影是指所述目标结构段处于分隔界面远离所述机器人本体的一侧；所述负投影是指所述目标结构段处于所述分隔界面靠近所述机器人本体的一侧；所述分隔界面垂直于所述目标肢体结构的接触面，并且穿过与所述目标结构段连接的关节机构的中心；确定所述目标肢体结构中的所有目标结构段的投影长度的和，将得到的和值作为所述目标肢体结构的运动距离；其中，投影类型为正投影的目标结构段的投影长度为正数，投影类型为负投影的目标结构段的投影长度为负数。

其中，所述运动指令，用于触发所述目标肢体结构中的关节机构进行周期性转动；其中，在每个转动周期，所述关节机构的转动角度从最小转动角度变化到峰值转动角度；在所述根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离之后，还包括：根据所述机器人的目标肢体结构的数量以及运动顺序，在每次确定所述机器人的单元运动距离之后，执行循环累计操作，得到每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离；根据每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离以及所述机器人的类型，确定所述机器人的运动里程。

其中，所述根据每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离以及所述机器人的类型，确定所述机器人的运动里程，包括：在所述机器人的类型为步行机器人时，在第一肢体类型的所述目标肢体结构分别对应的累计运动距离中，将值大的累计运动距离作为所述机器人的运动里程；在所述机器人的类型为机械臂机器人时，将第二肢体类型的所述目标肢体结构分别对应的累计运动距离的和，作为所述机器人的运动里程。

其中，在所述向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令之前，还包括：读取所述机器人的电量值；在所述机器人的电量值大于预设的电量阈值的情况下，向所述目标肢体结构发送所述运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动；在所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度之后，还包括：读取所述机器人的电量值；在所述机器人的电量值大于所述电量阈值的情况下，继续获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度。

其中，所述在所述读取所述机器人的电量值之后，还包括：比较本次读取的所述机器人的电量值和前次读取的所述机器人的电量值，确定所述机器人在前一次单元运动中的耗电量。

其中，所述在所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度之后，还包括：在所述机器人的肢体结构都为目标肢体结构的情况下，根据所述机器人的目标肢体结构的数量以及运动顺序，在每次确定所述机器人的单元运动距离之后，执行循环累计操作，得到每个所述目标肢体结构对应的计数值；将第三肢体结构的所述目标肢体结构分别对应的计数值的和作为所述机器人进行单元运动的次数；或者，在所述机器人的肢体结构部分为目标肢体结构的情况下，对获取次数进行累计计数，得到计数值；根据所述计数值，所述机器人的目标肢体结构的数量以及所述机器人中第四肢体类型的肢体结构的数量，确定所述机器人进行单元运动的次数；其中，所述第四肢体类型是所述目标肢体结构所属的类型。

其中，所述根据所述计数值，所述机器人的目标肢体结构的数量以及所述机器人中第四肢体类型的肢体结构的数量，确定所述机器人进行单元运动的次数，包括：将所述计数值除以所述目标肢体结构的数量，得到单位计数值；将所述单位计数值和所述目标类型的肢体结构的数量的乘积，作为所述机器人进行单元运动的次数。

其中，在所述确定所述机器人进行单元运动的次数之后，还包括：确定所述机器人进行单元运动的次数与预设的测试阈值之间的误差值；在所述误差值处于预设的误差范围之内时，输出预设的测试通过信息。

其中，所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，包括：每隔预设时间段读取一次所述目标肢体结构中的关节结构的转动角度；在每次读取所述关节机构的转动角度之后，将本次读取的所述关节机构的转动角度与前次读取的所述关机机构的转动角度进行比较；在本次读取的所述关节机构的转动角度小于前次读取的所述关机机构的转动角度进行比较的情况下，获取前次读取的所述关机机构的转动角度，作为所述关节机构的峰值转动角度。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质。这里的计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序。其中，计算机可读存储介质可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

当计算机可读存储介质中一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的机器人的运动距离确定方法。由于已经对机器人的运动距离确定方法进行了详细描述，故在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种机器人的运动距离确定方法，其特征在于，包括：

向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动；

获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度；其中，所述峰值转动角度为所述关节机构在转动过程中的角度峰值；

根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述目标肢体结构包括至少一个关节机构；

所述目标肢体结构的尺寸信息包括：所述目标肢体结构中的结构段的长度；其中，所述目标肢体结构中的关节机构将所述目标肢体结构划分为至少一个结构段；

所述根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离，包括：

针对所述目标肢体结构中的每个关节机构执行以下步骤：确定所述关节机构连接的目标结构段；其中，在所述关节机构连接的结构段中，所述目标结构段为距离所述目标肢体结构的自由端最近的结构段；根据所述关节机构的峰值转动角度以及所述关节机构连接的目标结构段的长度，确定所述目标结构段在所述目标肢体结构的接触面上的投影长度；

根据每个所述目标结构段在所述目标肢体结构的接触面上的投影长度，确定所述目标肢体结构的运动距离；

根据所述目标肢体结构的运动距离，确定所述机器人的单元运动距离。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据每个所述目标结构段的投影长度，确定所述目标肢体结构的运动距离，包括：

确定每个所述目标结构段的投影类型；所述投影类型包括正投影和负投影；所述正投影是指所述目标结构段处于分隔界面远离所述机器人本体的一侧；所述负投影是指所述目标结构段处于所述分隔界面靠近所述机器人本体的一侧；所述分隔界面垂直于所述目标肢体结构的接触面，并且穿过与所述目标结构段连接的关节机构的中心；

确定所述目标肢体结构中的所有目标结构段的投影长度的和，将得到的和值作为所述目标肢体结构的运动距离；其中，投影类型为正投影的目标结构段的投影长度为正数，投影类型为负投影的目标结构段的投影长度为负数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述运动指令，用于触发所述目标肢体结构中的关节机构进行周期性转动；其中，在每个转动周期，所述关节机构的转动角度从最小转动角度变化到峰值转动角度；

在所述根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离之后，还包括：

根据所述机器人的目标肢体结构的数量以及运动顺序，在每次确定所述机器人的单元运动距离之后，执行循环累计操作，得到每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离；

根据每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离以及所述机器人的类型，确定所述机器人的运动里程。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述目标肢体结构对应的累计运动距离以及所述机器人的类型，确定所述机器人的运动里程，包括：

在所述机器人的类型为步行机器人时，在第一肢体类型的所述目标肢体结构分别对应的累计运动距离中，将值大的累计运动距离作为所述机器人的运动里程；

在所述机器人的类型为机械臂机器人时，将第二肢体类型的所述目标肢体结构分别对应的累计运动距离的和，作为所述机器人的运动里程。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令之前，还包括：

读取所述机器人的电量值；

在所述机器人的电量值大于预设的电量阈值的情况下，向所述目标肢体结构发送所述运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动；

在所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度之后，还包括：

读取所述机器人的电量值；

在所述机器人的电量值大于所述电量阈值的情况下，继续获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述读取所述机器人的电量值之后，还包括：

比较本次读取的所述机器人的电量值和前次读取的所述机器人的电量值，确定所述机器人在前一次单元运动中的耗电量。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度之后，还包括：

在所述机器人的肢体结构都为目标肢体结构的情况下，根据所述机器人的目标肢体结构的数量以及运动顺序，在每次获取所述峰值转动角度之后，执行循环累计操作，得到每个所述目标肢体结构对应的计数值；将第三肢体类型的所述目标肢体结构分别对应的计数值的和，作为所述机器人进行单元运动的次数；

或者，

在所述机器人的肢体结构部分为目标肢体结构的情况下，在获取所述峰值转动角度之后，对获取次数进行累计计数，得到计数值；根据所述计数值，所述机器人的目标肢体结构的数量以及所述机器人中第四肢体类型的肢体结构的数量，确定所述机器人进行单元运动的次数；其中，所述第四肢体类型是所述目标肢体结构所属的类型。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述计数值，所述机器人的目标肢体结构的数量以及所述机器人中第四肢体类型的肢体结构的数量，确定所述机器人进行单元运动的次数，包括：

将所述计数值除以所述目标肢体结构的数量，得到单位计数值；

将所述单位计数值和所述目标类型的肢体结构的数量的乘积，作为所述机器人进行单元运动的次数。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述确定所述机器人进行单元运动的次数之后，还包括：

确定所述机器人进行单元运动的次数与预设的测试阈值之间的误差值；

在所述误差值处于预设的误差范围之内时，输出预设的测试通过信息。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，包括：

每隔预设时间段读取一次所述目标肢体结构中的关节结构的转动角度；

在每次读取所述关节机构的转动角度之后，将本次读取的所述关节机构的转动角度与前次读取的所述关机机构的转动角度进行比较；在本次读取的所述关节机构的转动角度小于前次读取的所述关机机构的转动角度进行比较的情况下，获取前次读取的所述关机机构的转动角度，作为所述关节机构的峰值转动角度。

12.一种机器人的运动距离确定装置，其特征在于，包括：

触发模块，用于向机器人的目标肢体结构发送预设的运动指令，以便触发所述目标肢体结构中的关节机构转动；

获取模块，用于获取所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度；其中，所述峰值转动角度为所述关节机构在转动过程中的角度峰值；

确定模块，用于根据所述目标肢体结构的尺寸信息以及所述目标肢体结构中的关节机构的峰值转动角度，确定所述机器人的单元运动距离。

13.一种机器人的运动距离确定设备，其特征在于，所述机器人的运动距离确定设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1～11中任一项所述的机器人的运动距离确定方法的步骤。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有机器人的运动距离确定程序，所述机器人的运动距离确定程序被处理器执行时实现如权利要求1～11中任一项所述的机器人的运动距离确定方法的步骤。

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