CN113110176A

CN113110176A - 基于机器人的运行状态控制方法及相关设备

Info

Publication number: CN113110176A
Application number: CN202110407358.6A
Authority: CN
Inventors: 李耀宗; 支涛
Original assignee: Beijing Yunji Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Yunji Technology Co Ltd
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2041-04-15
Also published as: CN113110176B

Abstract

本发明提供了一种基于机器人的运行状态控制方法及相关设备，属于机器人控制技术领域，解决了机器人运行过程中对外界环境的适应性较差的问题。所述方法包括：采集外界环境信息，所述外界环境信息用于表征距离机器人预设范围内的物体分布情况；根据所述外界环境信息与所述环境数据库中的环境模式进行匹配，其中所述环境数据库中至少包含至少一种所述环境模式对应的运行状态，所述环境数据库为预先通过真实环境采集到的数据经模拟测试后得到的；根据匹配得到的目标运行状态执行运行操作，所述目标运行状态为对应所述环境模式的运行状态。

Description

基于机器人的运行状态控制方法及相关设备

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，尤其是涉及一种基于机器人的运行状态控制的方法及存储介质。

背景技术

随着技术的不断发展，机器人的使用也逐步增多。在酒店、商场、医院等公共场所，越来越多的服务机器人被部署使用。

目前，在使用机器人的过程中，往往是通过预先在机器人设置现实使用的场景数据，机器人根据配置好的场景数据进行运行以便适应其运行的外界环境。例如，当需要在酒店使用机器人时，则需要为机器人配置对应的酒店环境数据。然而，在实际应用中，现有的机器人运行时的运行状态往往是基于预先配置的环境数据设置的，也就是说当将机器人更换到另一个环境运行时，其运行状态仍对应之前外界环境，从而使机器人对外界环境变化时的适应性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器人的运行状态控制方法及相关设备，能够实现一种能够适应不同外界环境的机器人的运行状态控制方法，与现有技术相比，可以基于外界环境进行运行状态的控制，从而可以确保在机器人在运行时能够以符合外界环境的运行状态运行，从而使机器人可以在不同的外界环境中均能调整至与外界环境对应的运行状态，提高了机器人的适应性。

第一方面，本发明提供一种基于机器人的运行状态控制的方法，其中，包括：

采集外界环境信息，所述外界环境信息用于表征距离机器人预设范围内的物体分布情况；

根据所述外界环境信息与所述环境数据库中的环境模式进行匹配，其中所述环境数据库中至少包含至少一种所述环境模式对应的运行状态，所述环境数据库为预先通过真实环境采集到的数据经模拟测试后得到的；

根据匹配得到的目标运行状态执行运行操作，所述目标运行状态为对应所述环境模式的运行状态。

可选的，在所述采集外界环境信息之前，所述方法还包括：

获取外界环境数据，并根据所述外界环境数据执行模拟测试，得到所述环境模式与所述运行状态的对应关系，其中，所述模拟测试用于通过利用虚拟场景对虚拟机器人的运行状态进行测试，所述虚拟场景是根据所述外界环境数据构建的，每种所述环境模式对应至少一种所述虚拟场景；

根据所述对应关系构建所述环境数据库。

可选的，所述根据所述外界环境数据执行模拟测试，得到所述环境模式与所述运行状态的对应关系包括：

设置虚拟机器人，并根据所述外界环境数据构建所述虚拟场景，所述虚拟机器人用于模拟实体的所述机器人的运行；

控制所述虚拟机器人在所述虚拟场景中运行，采集所述虚拟机器人运行时的虚拟运行参数，并根据所述虚拟运行参数确定所述运行状态；

确定所述虚拟场景对应的所述环境模式，并为所述环境模式及所述运行状态设置对应关系。

可选的，所述设置虚拟机器人包括：

通过所述机器人的立体结构图设置所述机器人的静态模型；

设置机器人的移动配置信息，所述移动配置信息用于使所述静态模型在所述虚拟环境中运行时与所述机器人在实际运行时相同；

根据所述静态模型与所述移动配置信息构建所述虚拟机器人。

可选的，所述外界环境数据包括：空旷平地环境、坡道环境、长廊环境、电梯环境及落差环境，所述落差环境用于表征地面存在高低不相连的落差。

可选的，所述环境数据库设置于云端；

在所述根据所述外界环境信息与所述环境数据库中的环境模式进行匹配之前，所述方法还包括：

根据所述机器人的标识信息，从云端获取对应所述标识信息的环境数据库。

可选的，在根据匹配得到的目标运行状态执行运行操作之前，所述方法还包括：

若确定未匹配到目标运行状态，则执行目标操作，其中，所述目标操作包括向云端发送提示信息和/或启动探索模式，所述探索模式用于在未知环境中探索外界环境并记录附近环境的地形。

第二方面，本发明还提供了一种基于机器人的运行状态控制装置，其中，包括：

采集单元，用于采集外界环境信息，所述外界环境信息用于表征距离机器人预设范围内的物体分布情况；

匹配单元，用于根据所述外界环境信息与所述环境数据库中的环境模式进行匹配，其中所述环境数据库中至少包含至少一种所述环境模式对应的运行状态，所述环境数据库为预先通过真实环境采集到的数据经模拟测试后得到的；

执行单元，用于根据匹配得到的目标运行状态执行运行操作，所述目标运行状态为对应所述环境模式的运行状态。

第三方面，本发明还提供一种基于机器人的运行状态控制系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面任一项所述方法的步骤。

第四方面，本发明还提供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可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述第一方面所述的方法。

本发明提供的基于机器人的运行状态控制方法，首先采集外界环境信息，所述外界环境信息用于表征距离机器人预设范围内的物体分布情况；然后，根据所述外界环境信息与所述环境数据库中的环境模式进行匹配，其中所述环境数据库中至少包含至少一种所述环境模式对应的运行状态，所述环境数据库为预先通过真实环境采集到的数据经模拟测试后得到的；最后，根据匹配得到的目标运行状态执行运行操作，所述目标运行状态为对应所述环境模式的运行状态，从而实现了一种基于机器人的运行状态控制方法，与现有技术相比，能够在采集外界环境信息后与环境数据库中的环境模式匹配，并基于最后匹配到的目标运行状态执行运行操作，可以确保在外界环境发生变化时调整运行状态与外界环境相对应，从而避免了外界环境发生变化时机器人仍使用之前的运行状态带来的适应性较差的问题，这就使得本发明的运行控制方法提高了机器人对外界环境得适应性，继而可以使用户得使用体验得到保障。

相应地，本发明实施例提供的装置、系统以及计算机可读存储介质，也同样具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于机器人的运行状态控制的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种基于机器人的运行状态控制的方法在执行模拟测试时的步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的一种基于机器人的运行状态控制装置的组成框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供的一种基于机器人的运行状态控制方法，如图1所示，其执行过程可以包括以下步骤：

101、采集外界环境信息。

其中，所述外界环境信息用于表征距离机器人预设范围内的物体分布情况。

在本发明实施例中，为了能够使机器人在运行时能够以符合外界环境的状态运行，从而提高适应性。在本步骤中需要首先对外界环境进行扫描，并采集外界环境信息。在此所述外界环境信息可以理解为机器人外部一定范围内的物体分布情况，其中可以包括障碍物、地形等数据。这样，能够使机器人在运行时首先获知当前机器人附近的外部环境的情况。

102、根据所述外界环境信息与所述环境数据库中的环境模式进行匹配。

其中，所述环境数据库中至少包含至少一种所述环境模式对应的运行状态，所述环境数据库为预先通过真实环境采集到的数据经模拟测试后得到的。

在本发明实施例中的所述环境数据库可以理解为预先设置的包含有多种环境模式以及对应的参数的数据库。同时，每种环境模式中都对应一种运行状态。这样，当前述步骤采集到外界环境信息后，则可以基于该外界环境信息从该环境数据库中查找与之对应的环境模式，并基于该环境模式与运行状态的对应关系确定对应所述外界环境信息的运行状态，从而完成匹配。

需要说明的是，在本实施例中所述环境数据库可以为用户预先基于多种外界环境进行构建的，也可以为机器人厂商自行构建的，在此不做限定，可以基于用户的实际需要进行选取。

103、根据匹配得到的目标运行状态执行运行操作。

其中，所述目标运行状态为对应所述环境模式的运行状态。

当前述步骤102执行匹配后能够确定对应所述环境模式的运行状态，也就是所述外部环境信息对应的运行状态，即目标运行状态。由于目标运行状态对应外部环境信息，这样在基于该目标运行状态执行运行操作时，能够使机器人按照符合外部环境的运行状态运行，从而避免了运行状态不匹配外界环境带来的适应性较差的问题。

在一种可能的实施方式中，为了确保前述步骤中匹配过程的匹配结果的准确性，在本实施例中可以基于实体机器人预先对环境数据库进行构建，当然，在实际应用中，通过实体机器人可能存在机器人损耗的问题，例如在撞击、跌落等情况，因此在具体应用中还可以通过模拟测试的方式进行构建，从而避免对机器人的损耗。

基于此在前述步骤101中采集外界环境信息之前，所述方法还包括：

根据所述对应关系构建所述环境数据库。

通过上述方法，能够基于模拟测试得到每种环境模式以及对应的运行状态，由于测试过程中是基于虚拟机器人在虚拟场景中运行得到的，也就避免了利用实体机器人进行测试可能带来的损耗。

基于上述步骤101至103所述的方法，能够在采集外界环境信息后与环境数据库中的环境模式匹配，并基于最后匹配到的目标运行状态执行运行操作，可以确保在外界环境发生变化时调整运行状态与外界环境相对应，从而避免了外界环境发生变化时机器人仍使用之前的运行状态带来的适应性较差的问题，这就使得本发明的运行控制方法提高了机器人对外界环境得适应性，继而可以使用户得使用体验得到保障。同时，由于上述过程能够自动化执行，也就避免当机器人更换使用场景时还需人力调配机器人运行状态的问题，从而使本发明实施例所述的方法不仅能够提高机器人对外界环境的适应性，还能够在执行上述方案的同时节省人力成本。

在一种可能的实施方式中，当利用虚拟机器人进行模拟测试以得到环境模式与运行状态的对应关系时，具体的，前述步骤中根据所述外界环境数据执行模拟测试，得到所述环境模式与所述运行状态的对应关系在执行时可以按照图2所示，其中包括：

201、设置虚拟机器人，并根据外界环境数据构建虚拟场景。

所述虚拟机器人用于模拟实体的所述机器人的运行。

202、控制所述虚拟机器人在所述虚拟场景中运行，采集所述虚拟机器人运行时的虚拟运行参数，并根据所述虚拟运行参数确定所述运行状态。

203、确定所述虚拟场景对应的所述环境模式，并为所述环境模式及所述运行状态设置对应关系。

在上述步骤中，通过设置虚拟机器人以及基于外界环境数据构建虚拟场景，能够确保虚拟机器人和虚拟场景与实体机器人和实际环境相一致，确保了后续模拟测试的结果的准确性。同时，通过虚拟场景内控制虚拟机器人运行并采集虚拟运行参数，以及根据虚拟运行参数确定运行状态，实现了在虚拟环境下利用虚拟机器人模拟实体机器人在实际场景中运行的情况，从而使得到的运行状态的准确性，从而确保了运行状态与环境模式之间对应关系的准确性。

在一种可能的实施方式中，为了确保得到的虚拟机器人的准确性，前述步骤中设置虚拟机器人包括：

首先，通过所述机器人的立体结构图设置所述机器人的静态模型；

然后，设置机器人的移动配置信息，所述移动配置信息用于使所述静态模型在所述虚拟环境中运行时与所述机器人在实际运行时相同；

最后，根据所述静态模型与所述移动配置信息构建所述虚拟机器人。

由于虚拟机器人的静态模型时基于机器人的实际立体结构图设置的，这就确保了虚拟机器人的静态模型符合实际的立体结构，从而为后续模拟测试结果的准确奠定了基础。同时，由于移动配置信息能够确保静态模型在运行时与实体机器人的实际运行时一致，从而确保了该虚拟机器人在运行时的情况与实际情况一致，进一步确保了虚拟机器人的准确性。

在一种可能的实施方式中，由于外界环境数据作为构建虚拟场景的依据，为了确保机器人的不同场景的适应性，前述步骤中所述的外界环境数据可以包括下述多种环境，其中包括：空旷平地环境、坡道环境、长廊环境、电梯环境及落差环境。其中，所述落差环境用于表征地面存在高低不相连的落差。空旷平地环境可以理解为普通的平地环境，确保机器人在空旷环境下的适应性；坡道环境可以理解为存在坡度的道路环境，确保机器人在有坡路情况下的适应性；长廊环境可以理解为较长的走廊通道，确保机器人在这种长廊、走廊的适应性；电梯环境则可以理解为电梯中封闭环境，确保机器人在较小封闭空间的适应性；落差环境则可以理解为存在高度落差的情况，例如楼梯等可能跌落的环境，确保机器人在这种可能跌落的落下环境的适应性。

需要说明的是，在实际的应用中用户可以基于需要选取上述任何一种、多种乃至全部的组合，在此不做限定，可以根据用户实际模拟测试的需要而确定。

在一种可能的实施方式中，为了减少机器人内部数据的存储压力，所述环境数据库可以设置于云端；

基于此，在前述步骤102中根据所述外界环境信息与所述环境数据库中的环境模式进行匹配之前，所述方法还包括：

这样，通过机器人的标识信息从云端获取对应的环境数据库能够避免当云端保存有多个机器人的环境数据库时的数据混淆问题，提高后后续基于目标运行状态运行时的准确性。同时，由于环境数据库保存于云端，在需要时获取即可，从而能够减少平时机器人的存储负载的压力。

此外，在实际应用中，用户还可以将环境数据库设置于机器人中，这样，虽然会影响机器人存储数据的压力，但可以避免于云端交互时带来的延时、通信故障等问题。

在一种可能的实时方式中，还可能存在并未匹配到对应所述目标运行状态的情况，为了避免机器人按照之前的运行状态导致机器人损耗或碰到外界环境中障碍物或人体的情况，还可以采取发送提示信息或按照特殊运行状态运行的方式运行。

基于此，在前述步骤103的根据匹配得到的目标运行状态执行运行操作之前，所述方法还可以包括：

若确定未匹配到目标运行状态，则执行目标操作。其中，所述目标操作包括向云端发送提示信息和/或启动探索模式，所述探索模式用于在未知环境中探索外界环境并记录附近环境的地形。

这样，当未匹配到目标运行状态相云端发送提示信息，能够确保用户基于云端获知机器人当前存在的问题，以便及时处理。另外，通过启动探索模式进行运行，能确保机器人在较为谨慎的情况下进行运行，能够避免机器人按照之前运行状态运行带来的损耗或于障碍物或人体发生撞击的可能，同时还能基于探索模式对附近环境的地形进行记录，有助于后续按照该环境的地形进行环境数据库的更新。

对应上述方法，本发明实施例还提供了一种基于机器人的运行状态控制装置，其实施的步骤及能实现的效果皆与前述方法一致，在此不再赘述。具体的可如图3所示，其中包括：

采集单元31，可以用于采集外界环境信息，所述外界环境信息用于表征距离机器人预设范围内的物体分布情况；

匹配单元32，可以用于根据所述采集单元31采集的外界环境信息与所述环境数据库中的环境模式进行匹配，其中所述环境数据库中至少包含至少一种所述环境模式对应的运行状态，所述环境数据库为预先通过真实环境采集到的数据经模拟测试后得到的；

执行单元33，可以用于根据匹配单元32匹配得到的目标运行状态执行运行操作，所述目标运行状态为对应所述环境模式的运行状态。

对应于上述方法，本发明实施例还提供了一种基于机器人的运行状态控制系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述方法中任一项所述方法的步骤。

对应于上述方法，本发明实施例还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可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述方法的步骤。

本发明实施例提供的基于机器人的运行状态控制方法及相关设备，首先采集外界环境信息，所述外界环境信息用于表征距离机器人预设范围内的物体分布情况；然后，根据所述外界环境信息与所述环境数据库中的环境模式进行匹配，其中所述环境数据库中至少包含至少一种所述环境模式对应的运行状态，所述环境数据库为预先通过真实环境采集到的数据经模拟测试后得到的；最后，根据匹配得到的目标运行状态执行运行操作，所述目标运行状态为对应所述环境模式的运行状态，从而实现了一种基于机器人的运行状态控制方法，与现有技术相比，能够在采集外界环境信息后与环境数据库中的环境模式匹配，并基于最后匹配到的目标运行状态执行运行操作，可以确保在外界环境发生变化时调整运行状态与外界环境相对应，从而避免了外界环境发生变化时机器人仍使用之前的运行状态带来的适应性较差的问题，这就使得本发明的运行控制方法提高了机器人对外界环境得适应性，继而可以使用户得使用体验得到保障。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

又例如，所述单元的划分，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，再例如，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信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，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，在本发明提供的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。

所述功能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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明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(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，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。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于机器人的运行状态控制方法，其特征在于，其中，包括：

2.根据权利要求1所述的基于机器人的运行状态控制方法，其特征在于，在所述采集外界环境信息之前，所述方法还包括：

根据所述对应关系构建所述环境数据库。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器人的运行状态控制方法，其特征在于，所述根据所述外界环境数据执行模拟测试，得到所述环境模式与所述运行状态的对应关系包括：

4.根据权利要求3所述的基于机器人的运行状态控制方法，其特征在于，所述设置虚拟机器人包括：

通过所述机器人的立体结构图设置所述机器人的静态模型；

5.根据权利要求4所述的一种基于机器人的运行状态控制方法，其特征在于，所述外界环境数据包括：空旷平地环境、坡道环境、长廊环境、电梯环境及落差环境，所述落差环境用于表征地面存在高低不相连的落差。

6.根据权利要求1-5所述的基于机器人的运行状态控制方法，其特征在于，所述环境数据库设置于云端；

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种基于机器人的运行状态控制方法，其特征在于，在根据匹配得到的目标运行状态执行运行操作之前，所述方法还包括：

8.一种基于机器人的运行状态控制装置，其特征在于，其中，包括：

9.一种基于机器人的运行状态控制系统，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

10.一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存储有计算机可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行所述权利要求1至7任一项所述的方法。