CN115291614A - 基于移动机器人的控制方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于移动机器人的控制方法及控制系统,其根据包含用户所处的区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域,对应得到第一特征信息和第二特征信息,并将送货请求消息发送至移动机器人;获取移动机器人沿移动路径运动过程中的障碍物存在信息,以此调整移动机器人的运动状态;指示移动机器人到达用户所处的区域位置时,根据移动机器人对当前自身所处区域的影像,得到相应的第三特征信息;根据第三特征信息与第二特征信息之间的比对结果,控制移动机器人是否进行物品卸载操作,其根据用户所处区域确定移动机器人的运动路径,来选择高效运输路径,还会对目的地的实时情况进行验证,保证物品正常成功送达,降低机器人对物品运输的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及机器人控制的技术领域,特别涉及基于移动机器人的控制方法及控制系统。
背景技术
机器人具有可移动性和可负重性,其能够承担相应的物品运输工作。现有的机器人在进行物品运输过程中,通常都是以点对点的方式进行运动,其只能沿着固定的路径进行物品运输,这无法适应不同实际物品运输需求,对物品进行不同路径的运输,降低机器人对物品的运输效率。此外,现有的机器人到达目的地后直接将物品进行卸载,其并不会对目的地的实时情况进行验证,这样无法保证物品的正常成功送达,降低机器人对物品运输的可靠性。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供基于移动机器人的控制方法及控制系统,其根据包含用户所处的区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域,对应得到第一特征信息和第二特征信息,并将送货请求消息发送至移动机器人;获取移动机器人沿移动路径运动过程中的障碍物存在信息,以此调整移动机器人的运动状态;指示移动机器人到达用户所处的区域位置时,根据移动机器人对当前自身所处区域的影像,得到相应的第三特征信息;根据第三特征信息与第二特征信息之间的比对结果,控制移动机器人是否进行物品卸载操作,其根据用户所处区域确定移动机器人的运动路径,使得移动机器人能够适应不同物品运输目的地,来选择高效运输路径,并且还会对目的地的实时情况进行验证,保证物品的正常成功送达,降低机器人对物品运输的可靠性。
本发明提供基于移动机器人的控制方法,其包括如下步骤:
步骤S1,对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对所述第一影像进行分析处理,得到关于所述特定目标物体的第一特征信息和关于所述用户脸部区域的第二特征信息;根据所述第一特征信息、所述第二特征信息和所述用户的物品运输信息,生成送货请求消息,并将所述送货请求消息发送至相应的移动机器人;
步骤S2,根据所述送货请求消息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径;获取所述移动机器人沿所述移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据所述障碍物存在信息,调整所述移动机器人的运动状态,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止;
步骤S3,指示所述移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从所述第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息;根据所述第三特征信息与所述第二特征信息之间的比对结果,控制所述移动机器人是否进行物品卸载操作。
进一步,在所述步骤S1中,对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对所述第一影像进行分析处理,得到关于所述特定目标物体的第一特征信息和关于所述用户脸部区域的第二特征信息具体包括:
对用户所处的区域环境和用户自身的脸部区域进行扫描拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;其中,所述特定目标物体包括所述区域环境存在的环境位置标识符号;
对所述第一影像进行影像画面元素轮廓识别处理,得到所述特定目标物体在影像画面中的第一轮廓特征信息以及所述用户脸部区域在影像画面中的第二轮廓特征信息。
以及,
在所述步骤S1中,根据所述第一特征信息和所述第二特征信息,生成送货请求消息,并将所述送货请求消息发送至相应的移动机器人具体包括:
根据所述第一轮廓特征信息,确定所述环境位置标识符号的符号语义信息,再根据所述符号语义信息,确定用户所处的区域环境的位置信息;
根据所述用户的物品运输信息,确定所述用户需要移动机器人运输的物品的重量信息;
根据所述位置信息和所述重量信息,确定完成当前物品运输任务对应的移动机器人的运动耗电量,并根据所述运动耗电量,选择相匹配的移动机器人;
将所述位置信息和所述第二轮廓特征信息打包形成送货请求消息,并将所述送货请求消息至相匹配的所述移动机器人。
进一步,在所述步骤S2中,根据所述送货请求消息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径具体包括:
根据用户所处的区域环境的位置信息和所述选择的移动机器人当前所处的位置信息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径;
以及,
在所述步骤S2中,获取所述移动机器人沿所述移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据所述障碍物存在信息,调整所述移动机器人的运动状态,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止具体包括:
在所述移动机器人验证所述移动路径运动过程中,指示所述移动机器人的摄像头采集相应的运动环境场景影像,并对所述运动环境场景影像进行识别处理,确定在所述移动机器人运动的移动路径上存在的障碍物的体积信息和所述障碍物与所述移动机器人的相对位置信息;
根据所述体积信息和所述相对位置信息,调整所述移动机器人的运动速度大小和方向,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止。
进一步,在所述步骤S2中,根据所述体积信息和所述相对位置信息,调整所述移动机器人的运动速度大小和方向,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止具体包括:
步骤S201,利用下面公式(1),根据所述相对位置信息中所述移动机器人与所述障碍物的最左侧边缘位置点或最右侧边缘位置点之间的距离,所述最左侧边缘位置点或所述最右侧边缘位置点的高度值,以及所述移动机器人的宽度,得到所述移动机器人从所述障碍物的最左侧边缘或最右侧边缘进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值,
在上述公式(1)中,θ(a)表示所述移动机器人从所述障碍物的第a个最边缘侧进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值,即所述移动机器人当前移动路径方向正对所述障碍物的第a个最边缘侧时,还需要至少转动θ(a)的角度才能避让通行,其中a的取值为1或2,当a=1时,θ(a)表示所述移动机器人从所述障碍物的最右侧边缘进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值;当a=2时,θ(a)表示所述移动机器人从所述障碍物的最左侧边缘进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值;L表示所述移动机器人的宽度;H(a)表示所述障碍物的第a个方向最边缘侧的位置点的高度值;S(a)表示所述移动机器人的相对位置信息中所述移动机器人与所述障碍物的第a个方向最边缘侧的位置点之间的距离;
步骤S202,利用下面公式(2),根据所述移动机器人从所述障碍物的最左侧边缘或最右侧边缘进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值,以及所述移动机器人从当前移动路径方向转动到最左侧边缘方向或最右侧边缘方向的转动角度,得到所述移动机器人的最优控制调整方向,
在上述公式(2)中,表示所述移动机器人从当前移动路径方向进行避让的最优
控制调整方向,若,则表示所述移动机器人从当前移动路径方向向右转动角度后
向前前进进行避让,若,则表示所述移动机器人从当前移动路径方向向左转动
角度后向前前进进行避让;β(a)表示所述移动机器人从当前移动路径方向转动到第a个最
边缘侧方向的转动角度值;表示将a=1和2代入到括号内
得到使得括号内取得最小值的a值;
步骤S203,利用下面公式(3),根据所述障碍物的体积信息以及所述相对位置信息中所述移动机器人与所述障碍物的最小距离值,确定所述移动机器人的运动速度,
在上述公式(3)中,V(t)表示当前时刻所述移动机器人的运动速度;Vm表示所述移动机器人的最大运动速度;V0表示所述移动机器人的最小运动速度;t表示当前时刻;D(t)表示当前时刻所述相对位置信息中所述移动机器人与所述障碍物的最小距离值;Q表示所述障碍物的体积信息中所述障碍物的体积值;e表示自然常数。
进一步,在所述步骤S3中,指示所述移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从所述第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息具体包括:
当所述移动机器人达到所述用户所处的区域位置时,指示所述移动机器人对当前自身所述区域进行扫描拍摄,以此得到第二影像;
从所述第二影像中提取得到其存在的人脸画面部分,并对所述人脸画面部分进行人脸轮廓识别处理,从而得到所述人脸画面部分对应的第三轮廓特征信息;
以及,
在所述步骤S3中,根据所述第三特征信息与所述第二特征信息之间的比对结果,控制所述移动机器人是否进行物品卸载操作具体包括:
将所述第三轮廓特征信息与所述第二轮廓特征信息进行比对,以此得到两者的轮廓相似度值;若所述轮廓相似度值大于或等于预设相似度阈值,则指示所述移动机器人进行物品卸载操作;否则,指示所述移动机器人不进行物品卸载操作。
本发明还提供基于移动机器人的控制系统,其包括:
用户终端,其用于对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对所述第一影像进行分析处理,得到关于所述特定目标物体的第一特征信息和关于所述用户脸部区域的第二特征信息
所述用户终端还用于根据所述第一特征信息、所述第二特征信息和所述用户的物品运输信息,生成送货请求消息,并将所述送货请求消息发送至相应的移动机器人;
第一机器人控制终端,其用于根据所述送货请求消息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径;
所述第一机器人控制终端还用于获取所述移动机器人沿所述移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据所述障碍物存在信息,调整所述移动机器人的运动状态,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止;
第二机器人控制终端,其用于指示所述移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从所述第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息;
所述第二机器人控制终端还用于根据所述第三特征信息与所述第二特征信息之间的比对结果,控制所述移动机器人是否进行物品卸载操作。
进一步,所述用户终端对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对所述第一影像进行分析处理,得到关于所述特定目标物体的第一特征信息和关于所述用户脸部区域的第二特征信息具体包括:
所述用户终端对用户所处的区域环境和用户自身的脸部区域进行扫描拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;其中,所述特定目标物体包括所述区域环境存在的环境位置标识符号;
再对所述第一影像进行影像画面元素轮廓识别处理,得到所述特定目标物体在影像画面中的第一轮廓特征信息以及所述用户脸部区域在影像画面中的第二轮廓特征信息;
以及,
所述用户终端根据所述第一特征信息、所述第二特征信息和所述用户的物品运输信息,生成送货请求消息,并将所述送货请求消息发送至相应的移动机器人具体包括:
所述用户终端根据所述第一轮廓特征信息,确定所述环境位置标识符号的符号语义信息,再根据所述符号语义信息,确定用户所处的区域环境的位置信息;
根据所述用户的物品运输信息,确定所述用户需要移动机器人运输的物品的重量信息;
根据所述位置信息和所述重量信息,确定完成当前物品运输任务对应的移动机器人的运动耗电量,并将所述运动耗电量发送至移动机器人管理平台中,以此选择相匹配的移动机器人;
再将所述位置信息和所述第二轮廓特征信息打包形成送货请求消息,并将所述送货请求消息至所述选择的移动机器人。
进一步,所述第一机器人控制终端根据所述送货请求消息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径具体包括:
根据用户所处的区域环境的位置信息和所述选择的移动机器人当前所处的位置信息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径;
以及,
所述第一机器人控制终端获取所述移动机器人沿所述移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据所述障碍物存在信息,调整所述移动机器人的运动状态,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止具体包括:
所述第一机器人控制终端在所述移动机器人验证所述移动路径运动过程中,指示所述移动机器人的摄像头采集相应的运动环境场景影像,并对所述运动环境场景影像进行识别处理,确定在所述移动机器人运动的移动路径上存在的障碍物的体积信息和所述障碍物与所述移动机器人的相对位置信息;
根据所述体积信息和所述相对位置信息,调整所述移动机器人的运动速度大小和方向,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止。
进一步,所述第二机器人控制终端指示所述移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从所述第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息具体包括:
所述第二机器人控制终端当所述移动机器人达到所述用户所处的区域位置时,指示所述移动机器人对当前自身所述区域进行扫描拍摄,以此得到第二影像;
从所述第二影像中提取得到其存在的人脸画面部分,并对所述人脸画面部分进行人脸轮廓识别处理,从而得到所述人脸画面部分对应的第三轮廓特征信息;
以及,
所述第二机器人控制终端根据所述第三特征信息与所述第二特征信息之间的比对结果,控制所述移动机器人是否进行物品卸载操作具体包括:
所述第二机器人控制终端将所述第三轮廓特征信息与所述第二轮廓特征信息进行比对,以此得到两者的轮廓相似度值;若所述轮廓相似度值大于或等于预设相似度阈值,则指示所述移动机器人进行物品卸载操作;否则,指示所述移动机器人不进行物品卸载操作。
相比于现有技术,该基于移动机器人的控制方法及控制系统根据包含用户所处的区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域,对应得到第一特征信息和第二特征信息,并将送货请求消息发送至移动机器人;获取移动机器人沿移动路径运动过程中的障碍物存在信息,以此调整移动机器人的运动状态;指示移动机器人到达用户所处的区域位置时,根据移动机器人对当前自身所处区域的影像,得到相应的第三特征信息;根据第三特征信息与第二特征信息之间的比对结果,控制移动机器人是否进行物品卸载操作,其根据用户所处区域确定移动机器人的运动路径,使得移动机器人能够适应不同物品运输目的地,来选择高效运输路径,并且还会对目的地的实时情况进行验证,保证物品的正常成功送达,降低机器人对物品运输的可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,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发明的一些实施例,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他的附图。
图1为本发明提供的基于移动机器人的控制方法的流程示意图。
图2为本发明提供的基于移动机器人的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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作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。
参阅图1,为本发明实施例提供的基于移动机器人的控制方法的流程示意图。该基于移动机器人的控制方法包括如下步骤:
步骤S1,对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含该区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对该第一影像进行分析处理,得到关于该特定目标物体的第一特征信息和关于该用户脸部区域的第二特征信息;根据该第一特征信息、该第二特征信息和该用户的物品运输信息,生成送货请求消息,并将该送货请求消息发送至相应的移动机器人;
步骤S2,根据该送货请求消息,确定该移动机器人进行物品运输的移动路径;获取该移动机器人沿该移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据该障碍物存在信息,调整该移动机器人的运动状态,直到该移动机器人到达该用户所处的区域位置为止;
步骤S3,指示该移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从该第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息;根据该第三特征信息与该第二特征信息之间的比对结果,控制该移动机器人是否进行物品卸载操作。
上述技术方案的有益效果为:该基于移动机器人的控制方法根据包含用户所处的区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域,对应得到第一特征信息和第二特征信息,并将送货请求消息发送至移动机器人;获取移动机器人沿移动路径运动过程中的障碍物存在信息,以此调整移动机器人的运动状态;指示移动机器人到达用户所处的区域位置时,根据移动机器人对当前自身所处区域的影像,得到相应的第三特征信息;根据第三特征信息与第二特征信息之间的比对结果,控制移动机器人是否进行物品卸载操作,其根据用户所处区域确定移动机器人的运动路径,使得移动机器人能够适应不同物品运输目的地,来选择高效运输路径,并且还会对目的地的实时情况进行验证,保证物品的正常成功送达,降低机器人对物品运输的可靠性。
优选地,在该步骤S1中,对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含该区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对该第一影像进行分析处理,得到关于该特定目标物体的第一特征信息和关于该用户脸部区域的第二特征信息具体包括:
对用户所处的区域环境和用户自身的脸部区域进行扫描拍摄,得到包含该区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;其中,该特定目标物体包括该区域环境存在的环境位置标识符号;
对该第一影像进行影像画面元素轮廓识别处理,得到该特定目标物体在影像画面中的第一轮廓特征信息以及该用户脸部区域在影像画面中的第二轮廓特征信息。
以及,
在该步骤S1中,根据该第一特征信息和该第二特征信息,生成送货请求消息,并将该送货请求消息发送至相应的移动机器人具体包括:
根据该第一轮廓特征信息,确定该环境位置标识符号的符号语义信息,再根据该符号语义信息,确定用户所处的区域环境的位置信息;
根据该用户的物品运输信息,确定该用户需要移动机器人运输的物品的重量信息;
根据该位置信息和该重量信息,确定完成当前物品运输任务对应的移动机器人的运动耗电量,并根据该运动耗电量,选择相匹配的移动机器人;
将该位置信息和该第二轮廓特征信息打包形成送货请求消息,并将该送货请求消息至该选择的移动机器人。
上述技术方案的有益效果为:在实际工作中,可利用智能手机等用户终端对用户所处的区域环境和用户自身的脸部区域进行扫描拍摄,这样能够同时拍摄得到用户所处的区域环境的场景部分的特定目标物体和用户的脸部;其中,特定目标物体可为但不限于是用户所处的区域环境存在的门牌号码等环境位置标识符号,接着对拍摄得到的影像进行分析处理,得到分别关于特定目标物体和用户脸部区域的第一轮廓特征信息和第二轮廓特征信息,便于后续准确生成送货请求消息。
通过对第一轮廓特征信息进行分析,确定其对应的环境位置标识符号的符号语义信息,可以得到用户当前所处区域的位置信息,即需要将物品运输至的目的地位置信息;而根据该位置信息和需要运输的物品的重量信息,可以估算出移动机器人在执行物品运输任务过程中的运动耗电量,便于后续选择剩余电量大于该运动耗电量的移动机器人执行该物品运输任务,确保物品运输任务的正常完成;而将该位置信息和该第二轮廓特征信息打包形成送货请求消息,能够正确指示移动机器人运动至目的地以及在到达目的地后进行相应的用户认证操作,确保物品的正常成功送达。
优选地,在该步骤S2中,根据该送货请求消息,确定该移动机器人进行物品运输的移动路径具体包括:
根据用户所处的区域环境的位置信息和该选择的移动机器人当前所处的位置信息,确定该移动机器人进行物品运输的移动路径;
以及,
在该步骤S2中,获取该移动机器人沿该移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据该障碍物存在信息,调整该移动机器人的运动状态,直到该移动机器人到达该用户所处的区域位置为止具体包括:
在该移动机器人验证该移动路径运动过程中,指示该移动机器人的摄像头采集相应的运动环境场景影像,并对该运动环境场景影像进行识别处理,确定在该移动机器人运动的移动路径上存在的障碍物的体积信息和该障碍物与该移动机器人的相对位置信息;
根据该体积信息和该相对位置信息,调整该移动机器人的运动速度大小和方向,直到该移动机器人到达该用户所处的区域位置为止。
上述技术方案的有益效果为:通过上述方式,能够在移动机器人运动过程中指示移动机器人准确地避开障碍物,比如当在该移动机器人运动的移动路径上存在的障碍物时,根据障碍物的体积信息,指示移动机器人改变运动速度方向,以此绕开障碍物,或者根据障碍物与移动机器人的相对位置信息,指示移动机器人及时进行减速,以此避免移动机器人与障碍物发生碰撞。
优选地,在该步骤S2中,根据该体积信息和该相对位置信息,调整该移动机器人的运动速度大小和方向,直到该移动机器人到达该用户所处的区域位置为止具体包括:
步骤S201,利用下面公式(1),根据该相对位置信息中该移动机器人与该障碍物的最左侧边缘位置点或最右侧边缘位置点之间的距离,该最左侧边缘位置点或该最右侧边缘位置点的高度值,以及该移动机器人的宽度,得到该移动机器人从该障碍物的最左侧边缘或最右侧边缘进行避让通行时,该移动机器人的运动方向角度值,
在上述公式(1)中,θ(a)表示该移动机器人从该障碍物的第a个最边缘侧进行避让通行时,该移动机器人的运动方向角度值,即该移动机器人当前移动路径方向正对该障碍物的第a个最边缘侧时,还需要至少转动θ(a)的角度才能避让通行,其中a的取值为1或2,当a=1时,θ(a)表示该移动机器人从该障碍物的最右侧边缘进行避让通行时,该移动机器人的运动方向角度值;当a=2时,θ(a)表示该移动机器人从该障碍物的最左侧边缘进行避让通行时,该移动机器人的运动方向角度值;L表示该移动机器人的宽度;H(a)表示所述障碍物的第a个方向最边缘侧的位置点的高度值;S(a)表示所述移动机器人的相对位置信息中所述移动机器人与所述障碍物的第a个方向最边缘侧的位置点之间的距离;
步骤S202,利用下面公式(2),根据该移动机器人从该障碍物的最左侧边缘或最右侧边缘进行避让通行时,该移动机器人的运动方向角度值,以及该移动机器人从当前移动路径方向转动到最左侧边缘方向或最右侧边缘方向的转动角度,得到该移动机器人的最优控制调整方向,
在上述公式(2)中,表示该移动机器人从当前移动路径方向进行避让的最优控
制调整方向,若,则表示该移动机器人从当前移动路径方向向右转动角度后向前
前进进行避让,若,则表示该移动机器人从当前移动路径方向向左转动角度后向
前前进进行避让;β(a)表示该移动机器人从当前移动路径方向转动到第a个最边缘侧方向
的转动角度值;表示将a=1和2代入到括号内得到使得括号
内取得最小值的a值;
步骤S203,利用下面公式(3),根据该障碍物的体积信息以及该相对位置信息中该移动机器人与该障碍物的最小距离值,确定该移动机器人的运动速度,
在上述公式(3)中,V(t)表示当前时刻该移动机器人的运动速度;Vm表示该移动机器人的最大运动速度;V0表示该移动机器人的最小运动速度;t表示当前时刻;D(t)表示当前时刻该相对位置信息中该移动机器人与该障碍物的最小距离值;Q表示该障碍物的体积信息中该障碍物的体积值;e表示自然常数。
上述技术方案的有益效果为:利用上述公式(1),根据该相对位置信息中该移动机器人与该障碍物的最左侧边缘位置点或最右侧边缘位置点之间的距离,该最左侧边缘位置点或该最右侧边缘位置点的高度值,以及该移动机器人的宽度,得到该移动机器人从该障碍物的最左侧边缘或最右侧边缘进行避让通行时,该移动机器人的运动方向角度值,从而求取出合适的角度进行可靠避障,确保避障的可靠性以及后续自动化避障的安全性;然后利用上述公式(2),根据该移动机器人从该障碍物的最左侧边缘或最右侧边缘进行避让通行时,该移动机器人的运动方向角度值,以及该移动机器人从当前移动路径方向转动到最左侧边缘方向或最右侧边缘方向的转动角度,得到该移动机器人的最优控制调整方向,从而选择出最优的避障方式进行避障节省系统时间,提高系统的工作效率;最后利用上述公式(3),根据该障碍物的体积信息以及该相对位置信息中该移动机器人与该障碍物的最小距离值,确定该移动机器人的运动速度,从而确保在避障过程中的安全,并且在障碍物较大时减缓速度防止速度过快影响到障碍物倒塌损坏到机器人,确保系统的安全性。
优选地,在该步骤S3中,指示该移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从该第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息具体包括:
当该移动机器人达到该用户所处的区域位置时,指示该移动机器人对当前自身该区域进行扫描拍摄,以此得到第二影像;
从该第二影像中提取得到其存在的人脸画面部分,并对该人脸画面部分进行人脸轮廓识别处理,从而得到该人脸画面部分对应的第三轮廓特征信息;
以及,
在该步骤S3中,根据该第三特征信息与该第二特征信息之间的比对结果,控制该移动机器人是否进行物品卸载操作具体包括:
将该第三轮廓特征信息与该第二轮廓特征信息进行比对,以此得到两者的轮廓相似度值;若该轮廓相似度值大于或等于预设相似度阈值,则指示该移动机器人进行物品卸载操作;否则,指示该移动机器人不进行物品卸载操作。
上述技术方案的有益效果为:通过上述方式,当该移动机器人达到该用户所处的区域位置时,指示移动机器人自带的摄像头对当前自身该区域进行扫描拍摄,继而得到相应的第三轮廓特征信息,从而对移动机器人当前所处环境的人员存在情况进行标定。当第三轮廓特征信息与第二轮廓特征信息之间的轮廓相似度值大于或等于预设相似度阈值,表明移动机器人当前所处环境存在的人员与发出送货请求消息的用户的身份相一致,此时指示移动机器人进行物品卸载操作,这样能够确保用户成功接收到物品,保证物品的正常可靠送达。
参阅图2,为本发明实施例提供的基于移动机器人的控制系统的结构示意图。该基于移动机器人的控制系统包括:
用户终端,其用于对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含该区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对该第一影像进行分析处理,得到关于该特定目标物体的第一特征信息和关于该用户脸部区域的第二特征信息
该用户终端还用于根据该第一特征信息、该第二特征信息和该用户的物品运输信息,生成送货请求消息,并将该送货请求消息发送至相应的移动机器人;
第一机器人控制终端,其用于根据该送货请求消息,确定该移动机器人进行物品运输的移动路径;
该第一机器人控制终端还用于获取该移动机器人沿该移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据该障碍物存在信息,调整该移动机器人的运动状态,直到该移动机器人到达该用户所处的区域位置为止;
第二机器人控制终端,其用于指示该移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从该第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息;
该第二机器人控制终端还用于根据该第三特征信息与该第二特征信息之间的比对结果,控制该移动机器人是否进行物品卸载操作。
上述技术方案的有益效果为:该基于移动机器人的控制系统根据包含用户所处的区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域,对应得到第一特征信息和第二特征信息,并将送货请求消息发送至移动机器人;获取移动机器人沿移动路径运动过程中的障碍物存在信息,以此调整移动机器人的运动状态;指示移动机器人到达用户所处的区域位置时,根据移动机器人对当前自身所处区域的影像,得到相应的第三特征信息;根据第三特征信息与第二特征信息之间的比对结果,控制移动机器人是否进行物品卸载操作,其根据用户所处区域确定移动机器人的运动路径,使得移动机器人能够适应不同物品运输目的地,来选择高效运输路径,并且还会对目的地的实时情况进行验证,保证物品的正常成功送达,降低机器人对物品运输的可靠性。
优选地,该用户终端对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含该区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对该第一影像进行分析处理,得到关于该特定目标物体的第一特征信息和关于该用户脸部区域的第二特征信息具体包括:
该用户终端对用户所处的区域环境和用户自身的脸部区域进行扫描拍摄,得到包含该区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;其中,该特定目标物体包括该区域环境存在的环境位置标识符号;
再对该第一影像进行影像画面元素轮廓识别处理,得到该特定目标物体在影像画面中的第一轮廓特征信息以及该用户脸部区域在影像画面中的第二轮廓特征信息;
以及,
该用户终端根据该第一特征信息、该第二特征信息和该用户的物品运输信息,生成送货请求消息,并将该送货请求消息发送至相应的移动机器人具体包括:
该用户终端根据该第一轮廓特征信息,确定该环境位置标识符号的符号语义信息,再根据该符号语义信息,确定用户所处的区域环境的位置信息;
根据该用户的物品运输信息,确定该用户需要移动机器人运输的物品的重量信息;
根据该位置信息和该重量信息,确定完成当前物品运输任务对应的移动机器人的运动耗电量,并将该运动耗电量发送至移动机器人管理平台中,以此选择相匹配的移动机器人;
再将该位置信息和该第二轮廓特征信息打包形成送货请求消息,并将该送货请求消息至该选择的移动机器人。
上述技术方案的有益效果为:在实际工作中,可利用智能手机等用户终端对用户所处的区域环境和用户自身的脸部区域进行扫描拍摄,这样能够同时拍摄得到用户所处的区域环境的场景部分的特定目标物体和用户的脸部;其中,特定目标物体可为但不限于是用户所处的区域环境存在的门牌号码等环境位置标识符号,接着对拍摄得到的影像进行分析处理,得到分别关于特定目标物体和用户脸部区域的第一轮廓特征信息和第二轮廓特征信息,便于后续准确生成送货请求消息。
通过对第一轮廓特征信息进行分析,确定其对应的环境位置标识符号的符号语义信息,可以得到用户当前所处区域的位置信息,即需要将物品运输至的目的地位置信息;而根据该位置信息和需要运输的物品的重量信息,可以估算出移动机器人在执行物品运输任务过程中的运动耗电量,便于后续选择剩余电量大于该运动耗电量的移动机器人执行该物品运输任务,确保物品运输任务的正常完成;而将该位置信息和该第二轮廓特征信息打包形成送货请求消息,能够正确指示移动机器人运动至目的地以及在到达目的地后进行相应的用户认证操作,确保物品的正常成功送达。
优选地,该第一机器人控制终端根据该送货请求消息,确定该移动机器人进行物品运输的移动路径具体包括:
根据用户所处的区域环境的位置信息和该选择的移动机器人当前所处的位置信息,确定该移动机器人进行物品运输的移动路径;
以及,
该第一机器人控制终端获取该移动机器人沿该移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据该障碍物存在信息,调整该移动机器人的运动状态,直到该移动机器人到达该用户所处的区域位置为止具体包括:
该第一机器人控制终端在该移动机器人验证该移动路径运动过程中,指示该移动机器人的摄像头采集相应的运动环境场景影像,并对该运动环境场景影像进行识别处理,确定在该移动机器人运动的移动路径上存在的障碍物的体积信息和该障碍物与该移动机器人的相对位置信息;
根据该体积信息和该相对位置信息,调整该移动机器人的运动速度大小和方向,直到该移动机器人到达该用户所处的区域位置为止。
上述技术方案的有益效果为:通过上述方式,能够在移动机器人运动过程中指示移动机器人准确地避开障碍物,比如当在该移动机器人运动的移动路径上存在的障碍物时,根据障碍物的体积信息,指示移动机器人改变运动速度方向,以此绕开障碍物,或者根据障碍物与移动机器人的相对位置信息,指示移动机器人及时进行减速,以此避免移动机器人与障碍物发生碰撞。
优选地,该第二机器人控制终端指示该移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从该第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息具体包括:
该第二机器人控制终端当该移动机器人达到该用户所处的区域位置时,指示该移动机器人对当前自身该区域进行扫描拍摄,以此得到第二影像;
从该第二影像中提取得到其存在的人脸画面部分,并对该人脸画面部分进行人脸轮廓识别处理,从而得到该人脸画面部分对应的第三轮廓特征信息;
以及,
该第二机器人控制终端根据该第三特征信息与该第二特征信息之间的比对结果,控制该移动机器人是否进行物品卸载操作具体包括:
该第二机器人控制终端将该第三轮廓特征信息与该第二轮廓特征信息进行比对,以此得到两者的轮廓相似度值;若该轮廓相似度值大于或等于预设相似度阈值,则指示该移动机器人进行物品卸载操作;否则,指示该移动机器人不进行物品卸载操作。
上述技术方案的有益效果为:通过上述方式,当该移动机器人达到该用户所处的区域位置时,指示移动机器人自带的摄像头对当前自身该区域进行扫描拍摄,继而得到相应的第三轮廓特征信息,从而对移动机器人当前所处环境的人员存在情况进行标定。当第三轮廓特征信息与第二轮廓特征信息之间的轮廓相似度值大于或等于预设相似度阈值,表明移动机器人当前所处环境存在的人员与发出送货请求消息的用户的身份相一致,此时指示移动机器人进行物品卸载操作,这样能够确保用户成功接收到物品,保证物品的正常可靠送达。
从上述实施例的内容可知,该基于移动机器人的控制方法及控制系统根据包含用户所处的区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域,对应得到第一特征信息和第二特征信息,并将送货请求消息发送至移动机器人;获取移动机器人沿移动路径运动过程中的障碍物存在信息,以此调整移动机器人的运动状态;指示移动机器人到达用户所处的区域位置时,根据移动机器人对当前自身所处区域的影像,得到相应的第三特征信息;根据第三特征信息与第二特征信息之间的比对结果,控制移动机器人是否进行物品卸载操作,其根据用户所处区域确定移动机器人的运动路径,使得移动机器人能够适应不同物品运输目的地,来选择高效运输路径,并且还会对目的地的实时情况进行验证,保证物品的正常成功送达,降低机器人对物品运输的可靠性。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.基于移动机器人的控制方法,其特征在于,其包括如下步骤:
步骤S1,对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对所述第一影像进行分析处理,得到关于所述特定目标物体的第一特征信息和关于所述用户脸部区域的第二特征信息;根据所述第一特征信息、所述第二特征信息和所述用户的物品运输信息,生成送货请求消息,并将所述送货请求消息发送至相应的移动机器人;
步骤S2,根据所述送货请求消息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径;获取所述移动机器人沿所述移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据所述障碍物存在信息,调整所述移动机器人的运动状态,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止;
步骤S3,指示所述移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从所述第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息;根据所述第三特征信息与所述第二特征信息之间的比对结果,控制所述移动机器人是否进行物品卸载操作。
2.如权利要求1所述的基于移动机器人的控制方法,其特征在于:
在所述步骤S1中,对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对所述第一影像进行分析处理,得到关于所述特定目标物体的第一特征信息和关于所述用户脸部区域的第二特征信息具体包括:
对用户所处的区域环境和用户自身的脸部区域进行扫描拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;其中,所述特定目标物体包括所述区域环境存在的环境位置标识符号;
对所述第一影像进行影像画面元素轮廓识别处理,得到所述特定目标物体在影像画面中的第一轮廓特征信息以及所述用户脸部区域在影像画面中的第二轮廓特征信息;
以及,在所述步骤S1中,根据所述第一特征信息和所述第二特征信息,生成送货请求消息,并将所述送货请求消息发送至相应的移动机器人具体包括:
根据所述第一轮廓特征信息,确定所述环境位置标识符号的符号语义信息,再根据所述符号语义信息,确定用户所处的区域环境的位置信息;
根据所述用户的物品运输信息,确定所述用户需要移动机器人运输的物品的重量信息;
根据所述位置信息和所述重量信息,确定完成当前物品运输任务对应的移动机器人的运动耗电量,并根据所述运动耗电量,选择相匹配的移动机器人;
将所述位置信息和所述第二轮廓特征信息打包形成送货请求消息,并将所述送货请求消息至选择的相匹配的所述移动机器人。
3.如权利要求2所述的基于移动机器人的控制方法,其特征在于:
在所述步骤S2中,根据所述送货请求消息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径具体包括:
根据用户所处的区域环境的位置信息和所述选择的移动机器人当前所处的位置信息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径;
以及,
在所述步骤S2中,获取所述移动机器人沿所述移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据所述障碍物存在信息,调整所述移动机器人的运动状态,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止具体包括:
在所述移动机器人验证所述移动路径运动过程中,指示所述移动机器人的摄像头采集相应的运动环境场景影像,并对所述运动环境场景影像进行识别处理,确定在所述移动机器人运动的移动路径上存在的障碍物的体积信息和所述障碍物与所述移动机器人的相对位置信息;
根据所述体积信息和所述相对位置信息,调整所述移动机器人的运动速度大小和方向,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止。
4.如权利要求3所述的基于移动机器人的控制方法,其特征在于:
在所述步骤S2中,根据所述体积信息和所述相对位置信息,调整所述移动机器人的运动速度大小和方向,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止具体包括:
步骤S201,利用下面公式(1),根据所述相对位置信息中所述移动机器人与所述障碍物的最左侧边缘位置点或最右侧边缘位置点之间的距离,所述最左侧边缘位置点或所述最右侧边缘位置点的高度值,以及所述移动机器人的宽度,得到所述移动机器人从所述障碍物的最左侧边缘或最右侧边缘进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值,
在上述公式(1)中,θ(a)表示所述移动机器人从所述障碍物的第a个最边缘侧进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值,即所述移动机器人当前移动路径方向正对所述障碍物的第a个最边缘侧时,还需要至少转动θ(a)的角度才能避让通行,其中a的取值为1或2,当a=1时,θ(a)表示所述移动机器人从所述障碍物的最右侧边缘进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值;当a=2时,θ(a)表示所述移动机器人从所述障碍物的最左侧边缘进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值;L表示所述移动机器人的宽度;H(a)表示所述障碍物的第a个方向最边缘侧的位置点的高度值;S(a)表示所述移动机器人的相对位置信息中所述移动机器人与所述障碍物的第a个方向最边缘侧的位置点之间的距离;
步骤S202,利用下面公式(2),根据所述移动机器人从所述障碍物的最左侧边缘或最右侧边缘进行避让通行时,所述移动机器人的运动方向角度值,以及所述移动机器人从当前移动路径方向转动到最左侧边缘方向或最右侧边缘方向的转动角度,得到所述移动机器人的最优控制调整方向,
在上述公式(2)中,表示所述移动机器人从当前移动路径方向进行避让的最优控制
调整方向,若,则表示所述移动机器人从当前移动路径方向向右转动角度后向
前前进进行避让,若,则表示所述移动机器人从当前移动路径方向向左转动
角度后向前前进进行避让;β(a)表示所述移动机器人从当前移动路径方向转动到第a个最
边缘侧方向的转动角度值;表示将a=1和2代入到括号
内得到使得括号内取得最小值的a值;
步骤S203,利用下面公式(3),根据所述障碍物的体积信息以及所述相对位置信息中所述移动机器人与所述障碍物的最小距离值,确定所述移动机器人的运动速度,
在上述公式(3)中,V(t)表示当前时刻所述移动机器人的运动速度;Vm表示所述移动机器人的最大运动速度;V0表示所述移动机器人的最小运动速度;t表示当前时刻;D(t)表示当前时刻所述相对位置信息中所述移动机器人与所述障碍物的最小距离值;Q表示所述障碍物的体积信息中所述障碍物的体积值;e表示自然常数。
5.如权利要求3所述的基于移动机器人的控制方法,其特征在于:
在所述步骤S3中,指示所述移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从所述第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息具体包括:
当所述移动机器人达到所述用户所处的区域位置时,指示所述移动机器人对当前自身所述区域进行扫描拍摄,以此得到第二影像;
从所述第二影像中提取得到其存在的人脸画面部分,并对所述人脸画面部分进行人脸轮廓识别处理,从而得到所述人脸画面部分对应的第三轮廓特征信息;
以及,
在所述步骤S3中,根据所述第三特征信息与所述第二特征信息之间的比对结果,控制所述移动机器人是否进行物品卸载操作具体包括:
将所述第三轮廓特征信息与所述第二轮廓特征信息进行比对,以此得到两者的轮廓相似度值;若所述轮廓相似度值大于或等于预设相似度阈值,则指示所述移动机器人进行物品卸载操作;否则,指示所述移动机器人不进行物品卸载操作。
6.基于移动机器人的控制系统,其特征在于,其包括:
用户终端,其用于对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对所述第一影像进行分析处理,得到关于所述特定目标物体的第一特征信息和关于所述用户脸部区域的第二特征信息
所述用户终端还用于根据所述第一特征信息、所述第二特征信息和所述用户的物品运输信息,生成送货请求消息,并将所述送货请求消息发送至相应的移动机器人;
第一机器人控制终端,其用于根据所述送货请求消息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径;
所述第一机器人控制终端还用于获取所述移动机器人沿所述移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据所述障碍物存在信息,调整所述移动机器人的运动状态,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止;
第二机器人控制终端,其用于指示所述移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从所述第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息;
所述第二机器人控制终端还用于根据所述第三特征信息与所述第二特征信息之间的比对结果,控制所述移动机器人是否进行物品卸载操作。
7.如权利要求6所述的基于移动机器人的控制系统,其特征在于:
所述用户终端对用户所处的区域环境和用户自身进行拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;对所述第一影像进行分析处理,得到关于所述特定目标物体的第一特征信息和关于所述用户脸部区域的第二特征信息具体包括:
所述用户终端对用户所处的区域环境和用户自身的脸部区域进行扫描拍摄,得到包含所述区域环境存在的特定目标物体和用户脸部区域的第一影像;其中,所述特定目标物体包括所述区域环境存在的环境位置标识符号;
再对所述第一影像进行影像画面元素轮廓识别处理,得到所述特定目标物体在影像画面中的第一轮廓特征信息以及所述用户脸部区域在影像画面中的第二轮廓特征信息;
以及,
所述用户终端根据所述第一特征信息、所述第二特征信息和所述用户的物品运输信息,生成送货请求消息,并将所述送货请求消息发送至相应的移动机器人具体包括:
所述用户终端根据所述第一轮廓特征信息,确定所述环境位置标识符号的符号语义信息,再根据所述符号语义信息,确定用户所处的区域环境的位置信息;
根据所述用户的物品运输信息,确定所述用户需要移动机器人运输的物品的重量信息;
根据所述位置信息和所述重量信息,确定完成当前物品运输任务对应的移动机器人的运动耗电量,并将所述运动耗电量发送至移动机器人管理平台中,以此选择相匹配的移动机器人;
再将所述位置信息和所述第二轮廓特征信息打包形成送货请求消息,并将所述送货请求消息至所述选择的移动机器人。
8.如权利要求7所述的基于移动机器人的控制系统,其特征在于:
所述第一机器人控制终端根据所述送货请求消息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径具体包括:
根据用户所处的区域环境的位置信息和所述选择的移动机器人当前所处的位置信息,确定所述移动机器人进行物品运输的移动路径;
以及,
所述第一机器人控制终端获取所述移动机器人沿所述移动路径运动过程中的障碍物存在信息,并根据所述障碍物存在信息,调整所述移动机器人的运动状态,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止具体包括:
所述第一机器人控制终端在所述移动机器人验证所述移动路径运动过程中,指示所述移动机器人的摄像头采集相应的运动环境场景影像,并对所述运动环境场景影像进行识别处理,确定在所述移动机器人运动的移动路径上存在的障碍物的体积信息和所述障碍物与所述移动机器人的相对位置信息;
根据所述体积信息和所述相对位置信息,调整所述移动机器人的运动速度大小和方向,直到所述移动机器人到达所述用户所处的区域位置为止。
9.如权利要求8所述的基于移动机器人的控制系统,其特征在于:
所述第二机器人控制终端指示所述移动机器人对当前自身所处区域进行拍摄,以此得到第二影像,并从所述第二影像中提取得到关于影像画面的第三特征信息具体包括:
所述第二机器人控制终端当所述移动机器人达到所述用户所处的区域位置时,指示所述移动机器人对当前自身所述区域进行扫描拍摄,以此得到第二影像;
从所述第二影像中提取得到其存在的人脸画面部分,并对所述人脸画面部分进行人脸轮廓识别处理,从而得到所述人脸画面部分对应的第三轮廓特征信息;
以及,
所述第二机器人控制终端根据所述第三特征信息与所述第二特征信息之间的比对结果,控制所述移动机器人是否进行物品卸载操作具体包括:
所述第二机器人控制终端将所述第三轮廓特征信息与所述第二轮廓特征信息进行比对,以此得到两者的轮廓相似度值;若所述轮廓相似度值大于或等于预设相似度阈值,则指示所述移动机器人进行物品卸载操作;否则,指示所述移动机器人不进行物品卸载操作。
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Application publication date: 20221104 Assignee: OMS MACHINERY Co.,Ltd. Assignor: GUANGDONG POLYTECHNIC NORMAL University Contract record no.: X2023980054197 Denomination of invention: Control methods and systems based on mobile robots Granted publication date: 20221220 License type: Common License Record date: 20231227 |