CN114190295B - 一种多宠物机器人控制方法、系统及芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多宠物机器人控制方法、系统及芯片，所述方法通过多对UWB传感器实现对多个宠物机器人的控制，提高了宠物机器人对宠物的吸引力，增加了宠物与宠物机器人的互动，有利于宠物的身心健康；另外，所述方法运算量小且没有复杂的运算逻辑，对处理器的算力要求较低，降低了成本，具有较强的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及宠物机器人领域，具体涉及一种多宠物机器人控制方法、系统及芯片。
背景技术
现代社会已经有越来越多的家庭选择饲养宠物，为此还购买了宠物机器人，以便在主人离家上班时陪宠物玩耍，解决家中宠物无人陪伴的问题。宠物机器人在一定程度上可以缓解宠物在生理和心理上产生的问题。然而，目前的宠物机器人在与宠物的交互方法上设计得比较单一，不够丰富，无法长时间保持对宠物的吸引力。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种多宠物机器人控制方法、系统及芯片，大大增加了宠物与宠物机器人的互动。本发明的具体技术方案如下：
一种多宠物机器人控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1，根据第一宠物机器人与动态锚点的距离，实时调整第一宠物机器人的位置，如果所述距离小于最小值，控制第一宠物机器人执行第一预设动作并发送信息给第二宠物机器人，然后进入步骤S2；步骤S2，当第二宠物机器人接收到第一宠物机器人发送的信息后，控制第二宠物机器人执行第二预设动作，然后进入步骤S3；步骤S3，根据动态锚点与第一宠物机器人和第二宠物机器人的距离，分别控制第一宠物机器人和第二宠物机器人执行相应的动作；其中，如果第一宠物机器人与动态锚点的距离大于脱离值，则控制第一宠物机器人结束第一预设动作并调整位置。
进一步地，所述步骤S1和步骤S3中，调整第一宠物机器人的位置的方法包括：如果第一宠物机器人与动态锚点的距离大于预设范围的上限，则控制第一宠物机器人向动态锚点靠近；如果第一宠物机器人与动态锚点的距离小于预设范围的下限，则控制第一宠物机器人远离动态锚点。
进一步地，所述步骤S1中，第一预设动作包括：第一宠物机器人在当前位置预设范围内作随机运动，所述随机运动包括任意路径的移动、原地旋转和播放内置语音任一项。
进一步地，所述步骤S2中，第二预设动作包括：第二宠物机器人播放内置语音，并投放宠物零食，然后监测与动态锚点的距离，并实时调整位置。
进一步地，所述方法还包括：当动态锚点与第一宠物机器人和第二宠物机器人的距离没有产生变化，或者距离逐渐增大时，控制第一宠物机器人或第二宠物机器人向动态锚点靠近直至距离变为所述最小值的两倍，然后控制第一宠物机器人或第二宠物机器人执行第二预设动作。
进一步地，所述方法还包括：根据第一宠物机器人与第二宠物机器人的距离，控制第一宠物机器人与第二宠物机器人调整位置，使得该距离大于预设值。
一种多宠物机器人控制系统，所述系统用于实现所述的多宠物机器人控制方法，所述系统包括第一宠物机器人、第二宠物机器人和动态锚点；其中，第一宠物机器人包括第一UWB基站和第一UWB标签；第二宠物机器人包括第二UWB基站和第二UWB标签；动态锚点包括第三UWB标签；其中，第一UWB基站用于与第二UWB标签和第三UWB标签通信，使得第一宠物机器人获取其与第二宠物机器人和动态锚点的距离；第二UWB基站用于与第一UWB标签和第三UWB标签通信，使得第二宠物机器人获取其与第一宠物机器人和动态锚点的距离。
一种芯片，所述芯片储存有计算机程序代码，该计算机程序代码被执行时实现所述的多宠物机器人控制方法的步骤。
本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明所述的方法通过多对UWB传感器实现对多个宠物机器人的控制，提高了宠物机器人对宠物的吸引力，增加了宠物与宠物机器人的互动，有利于宠物的身心健康；另外，所述方法运算量小且没有复杂的运算逻辑，对处理器的算力要求较低，降低了成本，具有较强的实用性。
附图说明
图1为本发明一种实施例所述多宠物机器人控制方法的流程图。
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。
应当理解，当在本申请中使用时，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，在本申请中使用的术语“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。
如在本申请中所使用的那样，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。在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
所述机器人在行走过程中，会遇到不同的障碍物，为了有效简化对室内环境的描述，便于在路径规划中提出合理的对应策略，可对室内障碍物做如下处理：1、只要障碍物与墙壁的距离不满足所述机器人通行的最小距离，机器人不能顺利通过，就按靠墙障碍物处理。2、对于直线型障碍物，用矩形代表其轮廓特征；对于非直线型障碍物，采用折线逼近法处理。3、当两个障碍物之间的距离很近而无法使所述机器人顺利通过时，可将二者看做一个障碍物进行处理。
现代社会已经有越来越多的家庭选择饲养宠物，为此还购买了宠物机器人，以便在主人离家上班时陪宠物玩耍，解决家中宠物无人陪伴的问题。宠物机器人在一定程度上可以缓解宠物在生理和心理上产生的问题。然而，目前的宠物机器人在与宠物的交互方法上设计得比较单一，不够丰富，无法长时间保持对宠物的吸引力。因此，本发明实施例提供一种多宠物机器人控制方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，根据第一宠物机器人与动态锚点的距离，实时调整第一宠物机器人的位置，如果所述距离小于最小值，控制第一宠物机器人执行第一预设动作并发送信息给第二宠物机器人，然后进入步骤S2。需要说明的是，所述动态锚点是指将定位传感器佩戴在宠物身上，比如将定位传感器设置在宠物的项圈上，或者绑在宠物的脚上。
在执行步骤S1的过程中，调整第一宠物机器人的位置的方法包括：如果第一宠物机器人与动态锚点的距离大于预设范围的上限，则控制第一宠物机器人向动态锚点靠近；如果第一宠物机器人与动态锚点的距离小于预设范围的下限，则控制第一宠物机器人远离动态锚点。本实施例所述的方法可以使得宠物机器人始终与宠物保持一定的距离，从而增加宠物的运动量。
显然，机器人的运动速度是比宠物慢的，因此当机器人与动态锚点的距离小于最小值时，即宠物追上第一宠物机器人时，机器人不再“逃跑”，被追上的机器人在当前位置执行第一预设动作，与宠物进行互动。所述第一预设动作包括：第一宠物机器人在当前位置预设范围内作随机运动，所述随机运动包括任意路径的移动、原地旋转和播放内置语音任一项。然后，第一宠物机器人发送“求救”信息给第二宠物机器人，使得第二宠物机器人做出设定的操作以吸引宠物。
步骤S2，当第二宠物机器人接收到第一宠物机器人发送的信息后，控制第二宠物机器人执行第二预设动作，然后进入步骤S3。在执行步骤S2的过程中，第二宠物机器人通过播放内置语音，比如宠物的叫声或者其他可以吸引宠物的声音，并投放宠物零食来吸引宠物的注意力，使得宠物向第二宠物机器人移动，从而离开第一宠物机器人。需要说明的是，第二宠物机器人跟第一宠物机器人一样，也通过与动态锚点的距离实时调整自己的位置，与宠物保持在一定的距离内。所以，当宠物被成功吸引，从而使得宠物与第二宠物机器人拉近距离后，第二宠物机器人会如同第一宠物机器人一样执行步骤S1中的方法。
步骤S3，根据动态锚点与第一宠物机器人和第二宠物机器人的距离，分别控制第一宠物机器人和第二宠物机器人执行相应的动作；其中，如果第一宠物机器人与动态锚点的距离大于脱离值，则控制第一宠物机器人结束第一预设动作并调整位置。在所述步骤S2中，当宠物成功被第二宠物机器人吸引后，便拉开了与第一宠物机器人的距离。所述距离大于脱离值时，第一宠物机器人结束第一预设动作，然后重新执行步骤S1。如此，宠物便可以在两个机器人或多个机器人之间来回运动，大大增加了宠物与机器人的互动以及宠物的运动量，有利于宠物的身心健康。需要说明的是，不同的宠物机器人可以设置不同的道具，比如第一宠物机器人可以设置激光（用于逗猫），第二宠物机器人可以设置逗猫棒，以及两个机器人可以设置不同种类的零食等，以增强对宠物的吸引力。
在一实施例中，当动态锚点与第一宠物机器人和第二宠物机器人的距离没有产生变化，或者距离逐渐增大时，控制第一宠物机器人或第二宠物机器人向动态锚点靠近直至距离变为所述最小值的两倍，然后控制第一宠物机器人或第二宠物机器人执行第二预设动作。可选地，第一宠物机器人或第二宠物机器人向动态锚点靠近后的距离也可为大于所述最小值的其他值，该距离应适中，能够引起宠物的注意即可。需要说明的是，根据第一宠物机器人与第二宠物机器人的距离，控制第一宠物机器人与第二宠物机器人调整位置，使得该距离大于预设值。也就是，第一宠物机器人与第二宠物机器人之间也保持一定的距离，使得宠物只能追逐其中一个，当任一机器人被“抓住”后，另一个机器人可以进行“施救”。
与现有技术相比，本发明所述的方法通过多对UWB传感器实现对多个宠物机器人的控制，提高了宠物机器人对宠物的吸引力，增加了宠物与宠物机器人的互动，有利于宠物的身心健康；另外，所述方法运算量小且没有复杂的运算逻辑，对处理器的算力要求较低，降低了成本，具有较强的实用性。
本发明还提供一种多宠物机器人控制系统，所述系统用于实现所述的多宠物机器人控制方法，所述系统包括第一宠物机器人、第二宠物机器人和动态锚点；其中，第一宠物机器人包括第一UWB基站和第一UWB标签；第二宠物机器人包括第二UWB基站和第二UWB标签；动态锚点包括第三UWB标签；其中，第一UWB基站用于与第二UWB标签和第三UWB标签通信，使得第一宠物机器人获取其与第二宠物机器人和动态锚点的距离；第二UWB基站用于与第一UWB标签和第三UWB标签通信，使得第二宠物机器人获取其与第一宠物机器人和动态锚点的距离。
需要说明的是，所述UWB是超宽频测距传感器，所述UWB标签和UWB基站之间通过飞行时间进行通信测距，其拥有厘米级的定位精度。相较于GPS、Zigbee等无线定位方式，精度更高，成本更低；相对于超声波传感器，信号探测角度更大。在一些实施场景中，T1时刻从预先设置在机器人的UWB基站向设置在宠物上的UWB标签（即动态锚点）发起测距请求脉冲，T2时刻测距请求脉冲到达UWB标签完成一次测距，脉冲在UWB基站与UWB标签之间的飞行时间就是T2减去T1的所得的结果，已知脉冲运动速度近似为光速C，从而得到机器人当前位置与动态锚点的位置之间的距离D=C*(T2-T1)。
本发明还提供一种芯片，所述芯片储存有计算机程序代码，该计算机程序代码被执行时实现所述的多宠物机器人控制方法的步骤。所述芯片可以装配于第一宠物机器人和第二宠物机器人上，使得机器人通过所述多宠物机器人控制方法与宠物进行互动，增加机器人的趣味性，提高宠物的运动量，有利于宠物的身心健康。
本领域的普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述个方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其他介质的引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器ROM、可编程存储器PROM、电可编程存储器DPROM、电可擦除可编程存储器DDPROM或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器RAM或者外部高速缓冲存储器。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上各实施例仅表达了本发明的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (3)
1.一种多宠物机器人控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，根据第一宠物机器人与动态锚点的距离，实时调整第一宠物机器人的位置，如果所述距离小于最小值，控制第一宠物机器人执行第一预设动作并发送信息给第二宠物机器人，然后进入步骤S2；其中，调整第一宠物机器人的位置的方法包括：如果第一宠物机器人与动态锚点的距离大于预设范围的上限，则控制第一宠物机器人向动态锚点靠近；如果第一宠物机器人与动态锚点的距离小于预设范围的下限，则控制第一宠物机器人远离动态锚点；其中，第一预设动作包括：第一宠物机器人在当前位置预设范围内作随机运动，所述随机运动包括任意路径的移动、原地旋转和播放内置语音任一项；
步骤S2，当第二宠物机器人接收到第一宠物机器人发送的信息后，控制第二宠物机器人执行第二预设动作，然后进入步骤S3；其中，第二预设动作包括：第二宠物机器人播放内置语音，并投放宠物零食，然后监测与动态锚点的距离，并实时调整位置；
步骤S3，根据动态锚点与第一宠物机器人和第二宠物机器人的距离，分别控制第一宠物机器人和第二宠物机器人执行相应的动作；其中，如果第一宠物机器人与动态锚点的距离大于脱离值，则控制第一宠物机器人结束第一预设动作并调整位置；
其中，当动态锚点与第一宠物机器人和第二宠物机器人的距离没有产生变化，或者距离逐渐增大时，控制第一宠物机器人或第二宠物机器人向动态锚点靠近直至距离变为所述最小值的两倍，然后控制第一宠物机器人或第二宠物机器人执行第二预设动作；
其中，根据第一宠物机器人与第二宠物机器人的距离，控制第一宠物机器人与第二宠物机器人调整位置，使得该距离大于预设值。
2.一种多宠物机器人控制系统，其特征在于，所述系统用于实现权利要求1所述的多宠物机器人控制方法，所述系统包括第一宠物机器人、第二宠物机器人和动态锚点；其中，
第一宠物机器人包括第一UWB基站和第一UWB标签；
第二宠物机器人包括第二UWB基站和第二UWB标签；
动态锚点包括第三UWB标签；其中，
第一UWB基站用于与第二UWB标签和第三UWB标签通信，使得第一宠物机器人获取其与第二宠物机器人和动态锚点的距离；
第二UWB基站用于与第一UWB标签和第三UWB标签通信，使得第二宠物机器人获取其与第一宠物机器人和动态锚点的距离。
3.一种芯片，所述芯片储存有计算机程序代码，其特征在于，该计算机程序代码被执行时实现权利要求1所述的多宠物机器人控制方法的步骤。
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