WO2018228072A1 - 机器人及机器人系统 - Google Patents
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Abstract
一种机器人（10）包括：获取模块（100），用于获取机器人所在环境的地图；划分模块（200），用于根据地图中记录的特征信息将地图划分为多个目标区域；标记模块（300），用于为每个目标区域标记相应的属性以及对应于属性的任务类别，以便机器人在进入任意一个目标区域后根据对应的属性和任务类别执行相应的动作。以及一种包括上述机器人的机器人系统。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年06月14日提交中国专利局，申请号为201710449851.8，发明名称为“机器人及机器人系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及智能控制技术领域，特别涉及一种机器人及机器人系统。
在机器人技术中，家用机器人扮演了重要的角色，家用机器人的典型示例包括清洁机器人，而清洁机器人的最基本和重要的功能室精确地识别自己的位置，从而执行相应的动作。其中，在机器人的路径规划中，每当机器人被应用于一个新的环境或者旧地图发生变化，机器人就需要对周围环境进行探索并建立或更新地图。机器人执行任务的时候通常需要人为干预操控，能自动执行的任务单一，有了地图分区的算法后机器可以智能有序地分区域完成任务。
例如，现在市面上的扫地机器人通常都是全局清扫或者仅能扫机器人所在位置附近进行局部清扫，却无法执行用户的指定命令如客厅清扫指令；又例如，
安防巡逻机器人无法完成用户的指令命令如查看奶奶卧室指令，即现有机器人无法有效满足用户的使用需求，降低用户使用体验，有待改进。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的一个目的在于提出一种机器人，该机器人可以提高划分 的准确性，提高机器人的智能性、适用性和可靠性，优化用户操作使简单便捷，提高用户使用体验。
本申请的另一个目的在于提出一种机器人系统。
为达到上述目的，本申请一方面实施例提出了一种机器人，包括：获取模块，用于获取机器人所在环境的地图；划分模块，用于根据所述地图中记录的特征信息将所述地图划分为多个目标区域；标记模块，用于为每个目标区域标记相应的属性以及对应于所述属性的任务类别，以便所述机器人在进入任意一个目标区域后根据对应的属性和任务类别执行相应的动作。
本申请实施例的机器人，通过特征信息将地图划分为多个目标区域，从而为每个目标区域标记相应的属性以及对应于属性的任务类别，实现机器人的智能控制，不但提高地图划分的准确性，而且提高机器人的适用性和可靠性，优化用户操作，使得更加简单便捷，提高用户使用体验。
另外，根据本申请上述实施例的机器人还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本申请的一个实施例中，还包括：生成模块，用于根据所述为每个目标区域标记相应的属性和/或目标区域对应于所述属性的任务类别生成区域标签；转换模块，用于根据所述区域标签转换成所述机器人匹配的遥控设备的控制指令。
进一步地，在本申请的一个实施例中，所述划分模块具体用于在所述地图上绘制所述多个目标区域。
进一步地，在本申请的一个实施例中，所述划分模块具体用于根据地图的地形特征对所述地图进行分类，并根据分类结果划分所述多个目标区域。
进一步地，在本申请的一个实施例中，所述划分模块具体用于根据机器人在所述地图中不同区域执行的历史任务划分所述多个目标区域。
进一步地，在本申请的一个实施例中，所述属性包括区域名称、类别以及标签，所述任务类别包括工作模式、工作时间以及工作强度。
进一步地，在本申请的一个实施例中，还包括：编号模块，用于为所述多个目标区域中每个目标区域进行编号。
进一步地，在本申请的一个实施例中，还包括：建立模块，用于建立多个目标区域的属性及编号与遥控设备中多个按键之间的关联关系，以在所述多个按键中任意一个按键被触发后向所述机器人发送相应的控制指令，以便所述机器人根据相应的属性和编号进入相应的目标区域后执行相应的动作。
为达到上述目的，本申请另一方面实施例提出了一种机器人系统，其包括：遥控设备和上述的机器人。该机器人系统可以通过特征信息将地图划分为多个目标区域，从而为每个目标区域标记相应的属性以及对应于属性的任务类别，实现机器人的智能控制，不但提高划分的准确性，而且提高机器人的适用性和可靠性，简单易实现，提高用户使用体验。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述遥控设备为遥控器。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为根据本申请一个实施例的机器人的结构示意图；
图2为根据本申请一个具体实施例的地图划分和遥控器的原理示意图。
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参照附图描述根据本申请实施例提出的地图的区域划分方法、机器 人及机器人系统，首先将参照附图描述根据本申请实施例提出的地图的区域划分方法。
图1是本申请一个实施例的机器人的结构示意图。
如图1所示，该机器人10包括：获取模块100、划分模块200和标记模块300。
其中，获取模块100用于获取机器人所在环境的地图。划分模块200用于根据地图中记录的特征信息将地图划分为多个目标区域。标记模块300用于为每个目标区域标记相应的属性以及对应于属性的任务类别，以便机器人在进入任意一个目标区域后根据对应的属性和任务类别执行相应的动作。本申请实施例的机器人10可以将地图划分为多个目标区域，从而标记相应的属性以及对应于属性的任务类别，提高地图划分的准确性，提高机器人的适用性和可靠性，优化用户操作，使得更加简单便捷，提高用户使用体验。
可以理解的是，获取地图的方式可以有很多种，例如可以通过建图和定位算法建立出扫地机或其他种类移动机器人所在环境的地图，且所需的信号来源可以有多种，可以在移动机器人身上安装激光雷达、深度相机、红外测距、超声波、IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)、里程计等单个或多个传感器组合，实现建图和定位算法的输入数据来源。
其中，地图上可以记录有所在环境障碍物位置信息、机器人可以移动无障碍物的区域、和未知机器人未探索的区域。
可以理解的是，在获取地图之后，可以通过软件操作方式划分区域，或者通过机器学习算法智能识别分割的方法划分区域，或者通过历史任务划分区域，下面对划分方法进行详细描述，但不仅限于以下描述。
其中，在本申请的一个实施例中，划分模块200具体用于在地图上绘制多个目标区域。
进一步地，在本申请的一个实施例中，划分模块200具体用于根据地图的地形特征对地图进行分类，并根据分类结果划分多个目标区域。
另外，在本申请的一个实施例中，划分模块具体200用于根据机器人在 地图中不同区域执行的历史任务划分多个目标区域。
也就是说，根据地图中记录的特征信息将地图划分为多个目标区域的步骤，包括：在地图上绘制多个目标区域；或者利用训练好的分类器对地图中每个像素块的地形特征进行分类，并根据分类结果划分多个目标区域，如搜集地图数据库，包括地图数据和属性标签数据，利用机器学习方法对数据库中每个像素块的特征和对应属性标签进行训练学习，得到区域属性分类器，再用此分类器对地图中每个像素块的特征进行分类，通过预设的算法将分类的结果进行处理，将地图自动划分成多个目标区域；或者根据机器人在地图中不同区域执行的历史任务划分多个目标区域。
例如，用户可以通过软件应用，在地图上绘制区域进行划分。地图绘制的方式可以是在手机APP(Application，应用程序)、微信公众号小应用、网页应用、电脑应用等等软件应用上，绘制线条、连点成线、多点定制区域等多种操作方式。另外，由于地图精度受限、用户操作方式受限等原因，用户的操作数据与实际想要的操作有误差，因此可以添加相应的方法优化用户绘制区域，如可以通过分析用户所绘制的区域内障碍物的情况，自动收缩、膨胀、形变区域，使其与地图上的障碍物分布情况一致，并可设置与障碍物的安全距离，智能优化用户的分区操作，在此不做具体赘述。
又例如，可以用机器学习的方法智能识别分割地图，标记地图每个区域的属性。例如，首先采集大量的地图数据，划分地图区域，并标记每个区域的属性，如客厅、卧室、书房、阳台等。通过提取每个像素块的特征，特征有纹理特征和与周围像素的差异特征，其次采用机器学习的方法学习出像素块属性识别的分类器，识别出地图中每个像素块的可能属性和相应的置信度。由于地图中各个区域的常见形状是方形，虽然由于障碍物的原因，地图上看不到完整的方形，可以通过图像上的矩形近似的方法划分出可能的矩形分区，再结合前面计算的像素块属性和置信度，可估算出地图中区域和区域属性。
又例如，可以通过历史机器人的任务划分区域，如对于扫地机，可以根据历史机器人的任务指令自动识别区域的属性，如扫地机器人，可以根据历 史的清扫区域分布情况和清扫过程中记录的垃圾分布和量的情况，智能识别每个区域的清扫等级，如可以分为精细打扫区域和普通打扫区域。
可选地，在本申请的一个实施例中，属性包括区域名称、类别以及标签，任务类别包括工作模式、工作时间以及工作强度。
也就是说，划分区域后，用户可以标记每个区域的属性，如客厅、厨房、书房等，也可以根据机器学习的算法进行智能识别，除名称外还可以标记移动机器人在此区域内的任务类别，从而机器人进入相应的区域进行作业时，可以根据区域的不同属性如清扫模式、清洁度等信息智能实施不同的任务方案，同时用户还可以自定义每个区域任务的生效时间，实现机器人定时在某个区域执行不同的任务，在此不做具体限制。
进一步地，在本申请的一个实施例中，本申请实施例的机器人10还包括：编号模块。其中，编号模块用于为多个目标区域中每个目标区域进行编号。
举例而言，如图2所示，将划分的区域进行编号以制作成机器人输入设备的指令，如用户可以通过与机器人匹配的输入设备(手机、遥控器以及平板等终端设备)进行输入移动指令，可控制机器人移动至与指令对应的区域进行作业。扫地机与输入设备之间的指令传输可以是以无线通信方式进行传输，具体不做限制。
进一步地，在本申请的一个实施例中，本申请实施例的机器人10还包括：建立模块。
其中，建立模块用于建立多个目标区域的属性及编号与遥控设备中多个按键之间的关联关系，以在多个按键中任意一个按键被触发后向机器人发送相应的控制指令，以便机器人根据相应的属性和编号进入相应的目标区域后执行相应的动作。
进一步地，在本申请的一个实施例中，本申请实施例的机器人10还包括：生成模块和转换模块。
其中，生成模块用于根据为每个目标区域标记相应的属性和/或目标区域对应于属性的任务类别生成区域标签。转换模块用于根据区域标签转换成机 器人匹配的遥控设备的控制指令。
也就是说，通过区域标签制作通用遥控设备操控机器人执行区域相关任务，利用地图区域标签转换成控制机器人的固定指令，从而制作控制机器人的遥控设备。
如图2所示，如制作一个对应区域信息的遥控器。如对于扫地机器人101，可以制作一个遥控器102，上面的按键可以有客厅、书房、卧室、办公室等等，用户只需要摁遥控器102上的客厅按钮，扫地机即可知道需要清扫客厅区域，智能识别地图中客厅的区域进行清扫，用户也可自定义遥控器的按键对应的区域。在本申请的实施例中，遥控器可以很大地提升用户体验，方便用户操作。
另外，根据本申请实施例的机器人的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
根据本申请实施例的机器人，通过特征信息将地图划分为多个目标区域，从而为每个目标区域标记相应的属性以及对应于属性的任务类别，实现机器人的智能控制，通过智能划分机器人所处环境的地图区域，方便用户对不同的区域设定不同的任务，可根据划分的结果生成控制机器人的固定指令，以制作通用的遥控设备，有了区域划分后，机器人就可以根据不同区域制定不同的任务，并且可以制作通用的遥控器操控机器人去固定标签位置去执行某项任务，不但提高地图划分的准确性，而且提高机器人的适用性和可靠性，并且可以直接对应家庭区域名称的遥控器或应用软件进行控制，使用户操作智能简便，提高用户操控移动机器人的体验，优化用户操作，使得更加简单便捷。
此外，本申请的实施例还提出了一种机器人系统，该系统包括上述的机器人和遥控设备。该系统可以通过特征信息将地图划分为多个目标区域，从而为每个目标区域标记相应的属性以及对应于属性的任务类别，实现机器人的智能控制，通过智能划分机器人所处环境的地图区域，方便用户对不同的区域设定不同的任务，不但提高划分的准确性，而且提高机器人的适用性和 可靠性，并且可以直接对应家庭区域名称的遥控器或应用软件进行控制，使用户操作智能简便，提高用户操控移动机器人的体验，简单易实现。
可选地，在本申请的一个实施例中，遥控设备可以为遥控器。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特 征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (18)
- 一种机器人，其特征在于，包括：获取模块，用于获取机器人所在环境的地图；划分模块，用于根据所述地图中记录的特征信息将所述地图划分为多个目标区域；标记模块，用于为每个目标区域标记相应的属性以及对应于所述属性的任务类别，以便所述机器人在进入任意一个目标区域后根据对应的属性和任务类别执行相应的动作；生成模块，用于根据所述为每个目标区域标记相应的属性和/或目标区域对应于所述属性的任务类别生成区域标签；转换模块，用于根据所述区域标签转换成所述机器人匹配的遥控设备的控制指令。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述划分出的目标区域是按照区域的功能进行划分的。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述划分模块还用于利用训练好的分类器对地图中每个像素块的地形特征进行分类，并根据分类结果划分多个目标区域。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述划分模块还用于获取用户的划分操作，根据所述用户的划分操作将所述地图划分为多个目标区域，所述用户的划分操作为在移动终端的显示界面上用手指触碰操作完成。
- 根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述用户的划分操作包括连线以绘制出目标区域。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述划分模块还用于采用机器学习的方法智能识别分割地图。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述划分模块具体用于在所述地图上绘制所述多个目标区域。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述划分模块具体用于 根据地图的地形特征对所述地图进行分类，并根据分类结果划分所述多个目标区域。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述划分模块具体用于根据机器人在所述地图中不同区域执行的历史任务划分所述多个目标区域。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述标记模块用于采用训练好的分类器识别出地图中每个像素块的属性和相应的置信度。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述标记模块用于根据历史机器人的任务指令自动识别区域的属性。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述标记模块用于获取用户的标记操作，根据所述用户的标记操作来标记区域的属性。
- 根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述属性包括区域名称、类别以及标签，所述任务类别包括工作模式、工作时间以及工作强度。
- 根据权利要求1-13任一项所述的机器人，其特征在于，还包括：编号模块，用于为所述多个目标区域中每个目标区域进行编号。
- 根据权利要求14所述的机器人，其特征在于，还包括：建立模块，用于建立多个目标区域的属性及编号与遥控设备中多个按键之间的关联关系，以在所述多个按键中任意一个按键被触发后向所述机器人发送相应的控制指令，以便所述机器人根据相应的属性和编号进入相应的目标区域后执行相应的动作。
- 一种机器人系统，其特征在于，包括：遥控设备；和如权利要求1-15任一项所述的机器人。
- 根据权利要求16所述的机器人系统，其特征在于，所述遥控设备为遥控器。
- 根据权利要求16所述的机器人系统，其特征在于，所述机器人系统适用于室内扫地机器人领域。
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