CN106292657A - 可移动机器人及其巡逻路径设置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可移动机器人及其巡逻路径设置方法。一种用于可移动机器人的巡逻路径设置方法可包括：响应于用户的第一命令，进入巡逻路径设置模式；锁定所述用户，并且跟踪所述用户的移动；在跟踪所述用户的移动的同时，确定移动路径；以及将所确定的移动路径存储为巡逻路径。本发明的方法操作简单方便，且不需要额外设备，适用范围更加广泛。

Description

可移动机器人及其巡逻路径设置方法

技术领域

本发明总体上涉及人机交互技术领域，更特别地，涉及一种可移动机器人以及设置该可移动机器人的巡逻路径的方法。

背景技术

智能机器人涉及诸多学科的交叉领域，例如包括人工智能、无线通信、半导体、计算机、机械工程、电气工程等。随着科学和技术的持续发展，已经开发并且制造出了许多种类的智能机器人，服务于人类生产和生活的各个领域，例如，有扫地机器人、看护机器人、搬运机器人、安保巡逻机器人等。这些机器人可以在工作区域内自主地或者按照设定的路径移动，以实现其所设计的功能。

在现有技术中，一般通过便携设备例如手机、平板计算机等运行app程序来为可移动机器人设定移动路径，也称为巡逻路径。以手机为例，其可以通过例如蓝牙、无线局域网、因特网或者甚至通信网络与可移动机器人建立通信连接。通过运行app程序，手机可以显示可移动机器人上存储的工作环境地图，并且可以在该地图上编辑可移动机器人的巡逻路径。在完成巡逻路径的编辑后，app程序可以将该巡逻路径保存到可移动机器人所包括的存储器中，以供可移动机器人执行。

发明内容

然而，上述传统的巡逻路径设置方法存在许多缺陷。首先，该传统方法仅适合于可移动机器人已经具有了其工作环境的地图的情况，因为手机app应用程序需要在该地图的基础上编辑可移动机器人的巡逻路径。其次，该传统方法需要使用手机或平板计算机这样的额外设备，而且要求例如手机具有较大的显示屏幕，增加了***成本。再者，用于设置巡逻路径的app应用程序一般涉及复杂的操作，其对于不熟悉计算机操作的人，例如年长者而言，是困难的。

为了至少解决上述问题之一，本申请提出了一种新颖的用于可移动机器人的巡逻路径设置方案，其通过使可移动机器人跟踪人类用户的移动来方便快捷地为可移动机器人设置巡逻路径。

根据本申请的一个方面，提供一种用于可移动机器人的巡逻路径设置方法，其可包括：响应于用户的第一命令，进入巡逻路径设置模式；锁定所述用户，并且跟踪所述用户的移动；在跟踪所述用户的移动的同时，确定移动路径；以及将所确定的移动路径存储为巡逻路径。

在一些实施例中，所述巡逻路径设置方法还可包括：响应于所述用户的第二命令，或者响应于跟踪所述用户返回至原点，完成所述巡逻路径。

在一些实施例中，当所述第一命令是本地触发命令或远程通信命令时，锁定所述用户可包括基于图像识别来锁定所述用户。在一些实施例中，基于图像识别来锁定所述用户可包括：利用图像传感器捕获环境图像；识别所捕获的环境图像中的一个或多个***；当识别了一个***时，锁定所述一个***；以及当识别了多个***时，则锁定最接近的那个***。在一些实施例中，当识别了多个***时，则进一步判断所示第一命令的类型，如果所述第一命令是本地触发命令，则锁定所述多个***中的最接近的一个用户，如果所述第一命令是远程通信命令，则锁定所述多个***中的最先移动的那个用户，如果有多个用户都在移动，则锁定最接近的那个移动的用户。

在一些实施例中，当所述第一命令是语音命令时，锁定所述用户可包括基于图像识别和声源定位的组合来锁定所述用户。在一些实施例中，基于图像识别和声源定位的组合来锁定所述用户可包括：基于作为语音命令的所述第一命令确定声源方向；将图像传感器旋转至所述声源方向上；利用所述图像传感器在所述声源方向上捕获环境图像；识别并且锁定所捕获的环境图像中的在所述声源方向上的用户。在一些实施例中，基于图像识别和声源定位的组合来锁定所述用户可包括：步骤a，基于作为语音命令的所述第一命令确定声源方向；步骤b，将图像传感器旋转至所述声源方向上；步骤c，利用所述图像传感器在所述声源方向上捕获环境图像；步骤d，基于所捕获的环境图像识别所述用户；步骤e，如果基于所捕获的环境图像成功识别所述用户，则锁定所述用户；步骤f，如果基于所捕获的环境图像未能成功识别所述用户，则根据预设策略确定是否沿所述声源方向前进；步骤g，如果根据预设策略确定沿所述声源方向前进，则驱动所述可移动机器人沿所述声源方向前进，然后返回至步骤c；以及步骤h，如果根据预设策略确定不沿所述声源方向前进，则不驱动所述可移动机器人沿所述声源方向前进，并且也返回至步骤c。

在一些实施例中，跟踪所述用户的移动可包括：获得所述用户的轮廓信息；以及跟踪所述用户的轮廓来进行移动。在一些实施例中，所述轮廓信息可包括整个人体轮廓、头部轮廓或人体的其他局部轮廓中的一个或多个。

在一些实施例中，跟踪所述用户的移动还可包括：响应于来自所述用户的第三命令，执行相应的移动。所述第三命令可以是语音命令或远程通信命令。

在一些实施例中，确定移动路径可包括：确定所述可移动机器人经过的各个路径点相对于前一个路径点的相对坐标。

在一些实施例中，将所确定的移动路径存储为巡逻路径可包括：将所述可移动机器人经过的所有路径点存储为巡逻路径；或者将所述可移动机器人经过的所有路径点中的、由所述用户的第四命令所指示的一个或多个路径点存储为巡逻路径。所述第四命令可以是语音命令、本地触发命令和远程通信命令之一。

在一些实施例中，所述可移动机器人已经具有工作环境的地图。所存储的巡逻路径是位于所述工作环境的地图中的路径。

在一些实施例中，所述可移动机器人尚未具有工作环境的地图。此时，所述巡逻路径设置方法还可包括：在跟踪所述用户的移动的同时，运行SLAM算法以构建工作环境的地图。所存储的巡逻路径是位于所构建的工作环境的地图中的路径。

在一些实施例中，所述巡逻路径设置方法还可包括：响应于所述用户的第五命令，设置所述巡逻路径的巡逻时间和巡逻频率中的一个或多个。所述第五命令可以是语音命令、本地触发命令和远程通信命令之一。在一些实施例中，设置所述巡逻路径的巡逻时间和巡逻频率中的一个或多个可以在所述可移动机器人跟踪所述用户完成了所述巡逻路径时进行。在完成了巡逻时间和巡逻频率的设置之后，所述可移动机器人可以退出所述巡逻路线设置模式。

根据本申请的另一个方面，提供一种可移动机器人，其可包括：用于使所述可移动机器人移动的驱动部件；用于捕获图像的至少一个图像传感器；用于捕获声音的至少一个传声器；以及与所述图像传感器和所述传声器通信的至少一个处理器，所述处理器配置为运行存储在计算机可读介质中的计算机指令以执行上面所论述的方法。

在一些实施例中，所述至少一个传声器可以包括麦克风阵列。

根据本申请的又一个方面，提供一种计算机程序产品，其可包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被一个或多个处理器运行时使得所述处理器执行上面所论述的方法。

根据本申请的再一个方面，提供一种计算机可读介质，其可存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被一个或多个处理器运行时可使得所述处理器执行上面论述的方法。

与现有技术相比，本申请提出的方案不需要额外的设备，即可设置可移动机器人的巡逻路径。而且，本申请的方案规避了复杂的app应用程序操作，操作简单便捷，从而即使不熟悉计算机操作的人也能够容易地利用本申请的方案来设置可移动机器人的巡逻路径。此外，本申请的方案还可以适用于可移动机器人尚未具有工作环境的地图的情况，因此应用范围和场景更广阔。

附图说明

通过结合附图对本申请的示例性实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请的示例性实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的示例性实施例一起用于解释本申请，而不构成对本申请的限制。在附图中，相同或相似的附图标记通常代表相同或相似的部件或步骤。

图1是示出根据本发明一示例性实施例的用于可移动机器人的巡逻路径设置方法的流程图。

图2是示出根据本发明一示例性实施例的基于图像识别来锁定用户的方法的流程图。

图3A是示出根据本发明一示例性实施例的基于图像识别和声源定位的组合来锁定用户的方法的流程图。

图3B是示出根据本发明另一示例性实施例的基于图像识别和声源定位的组合来锁定用户的方法的流程图。

图4A是示出根据本发明一示例性实施例的可移动机器人跟踪用户移动时的示例场景的示意图。

图4B是示出根据本发明另一示例性实施例的可移动机器人跟踪用户移动时的示例场景的示意图。

图5是示出根据本发明另一示例性实施例的可移动机器人的结构的框图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

发明概述

如前所述，现有技术中为可移动机器人设置巡逻路径时，需要使用诸如手机、平板计算机之类的便携移动设备运行app应用程序来进行，并且app应用程序需要读取可移动机器人上存储的环境地图，基于该地图来绘制或编辑用于可移动机器人的巡逻路径。这种传统的巡逻路径设置方法存在诸多缺陷，例如需要额外的设备，操作复杂，并且还需要预先知晓环境地图。在例如动态环境的情况下，可移动机器人上存储的环境地图可能已经与实际环境并不一致，导致在app应用程序中设置的巡逻路径可能已经不可巡逻。

本发明通过简单的技术方案解决了上述问题。本发明的一个基本构思是，用户可以带领可移动机器人沿巡逻路径巡逻一次，可移动机器人即可记住巡逻路径，并且以后可以按该路径执行巡逻。这种方案也可以称为“教导-重现(teach-playback)”模式。这样，本发明避免了对手机以及app应用程序的需要，无需对app应用程序的复杂界面和功能进行操作，而只需要带领可移动机器人沿巡逻路径走一次，操作简单快捷。本发明的方案不仅适用于可移动机器人已经知晓环境地图的情况，而且也还适用于可移动机器人尚不知晓环境地图的情形。在后一种情况下，例如，可移动机器人可以在跟随用户沿巡逻路径行进以设置巡逻路径的同时，通过即时定位和地图构建(SLAM)算法来建立环境地图。由于本发明的巡逻路径设置方法是在沿实际路径巡逻的同时完成对巡逻路径的设置，其保证了所设置的巡逻路径与最新真实环境之间的一致性，从而避免了因例如手机app应用程序设置的巡逻路线与真实动态环境之间的矛盾而导致巡逻路径不可用的问题。

在介绍了本申请的基本原理之后，下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。

示例性实施例

图1是示出根据本发明一示例性实施例的用于可移动机器人的巡逻路径设置方法的流程图。如图1所示，用于可移动机器人的巡逻路径设置方法100可以始于步骤110，可移动机器人接收到来自于用户的第一命令而进入巡逻路径设置模式。第一命令可以是任何形式的命令。例如，在一些实施例中，第一命令可以是本地触发命令，诸如用户通过按可移动机器人自身上的物理按钮或者触摸屏而触发的命令；在一些实施例中，第一命令也可以是远程通信命令，例如用户使用专用于可移动机器人的遥控器发出的红外信号命令，或者用于使用自己的手机发出的命令，手机可以通过无线局域网、因特网、或通信网等与可移动机器人建立通信连接，并且运行特定的app应用程序来控制可移动机器人。应理解的是，这里在用手机app应用程序控制可移动机器人以设置巡逻路径时，可以不要求app应用程序读取可移动机器人中存储的环境地图。优选地，在一些实施例中，第一命令可以是来自用户的语音命令。例如，用户可以向可移动机器人发出语音命令“设置巡逻路径”，可移动机器人上的传声器部件例如麦克风阵列拾取用户语音并且通过语音识别算法提取出关键词“设置巡逻路径”，从而响应于该命令进入巡逻路径设置模式。在正确响应第一命令而进入巡逻路径设置模式之后，可移动机器人还可以向外提供一定的输出以表示成功进入了该模式，例如可以利用其具有发光部件向外发射特定颜色的光或闪烁光以表示进入了该模式，或者可以利用扬声器发出“已经进入巡逻路径设置模式”的声音来表示已经成功进入了该模式。

在进入巡逻路径设置模式后，可移动机器人可以在步骤120判断其所接收到的第一命令的形式，其是语音命令，还是非语音命令，例如前述本地触发命令或远程通信命令。基于第一命令的形式，可移动机器人可以执行不同的处理方式。例如，当第一命令是语音命令时，可移动机器人则可以基于图像识别和声源定位的组合来识别并且锁定用户，如步骤140所示；当第一命令不是语音命令时，可移动机器人则可以仅基于图像识别来识别并且锁定用户，如步骤130所示。识别并且锁定用户的步骤，例如步骤130和步骤140，将在下面再进行详细的说明。

在步骤130或步骤140成功锁定用户之后，可移动机器人则可以跟踪用户并且随用户而移动，如步骤150所示。用户可以带着可移动机器人在工作环境中沿想要设置的巡逻路径行进。可移动机器人除了利用跟踪算法跟随用户移动之外，还可以接收来自用户的第二命令来进行移动。例如，在某些特定应用场景，用户可以希望可移动机器人巡逻人类用户不能到达或者不适宜到达的区域，此时用户可以用第二命令来使机器人移动到该区域，而自己不必移动到该区域。因此可理解，第二命令优选是语音命令或远程通信命令。

在随用户移动的同时，可移动机器人可以执行定位算法以确定其移动路径。可移动机器人可以使用已有的多种定位方法，例如相对定位法，诸如航位推算法(DeadReckoning)等，绝对定位法，诸如GPS定位、信标定位、地图匹配定位和概率定位等，以及包括相对定位和绝对定位二者的组合定位法。可移动机器人可以根据不同的应用场景来选择不同的定位方法，例如室内机器人可以采用相对定位法，而室外机器人可以采用绝对定位法或组合定位等。

以适于室内机器人的相对定位法中的航位推算法为例，可移动机器人已知其初始位置，将其设置为原点。在机器人跟随用户移动时，其利用例如位移测量部件，诸如里程计和加速度计，航向传感器，诸如角速率陀螺仪、磁罗盘和差动里程计等，确定其每个路径点相对于上一个路径点的位移矢量。这种相对于上一个路径点的位移矢量也称为相对坐标，而将所有路径点的相对坐标累加起来，即可得到可移动机器人的当前位置相对于原点的位移矢量，其也称为绝对坐标。在一些实施例中，可移动机器人可以采用航位推算法来确定其移动路径上的各个路径点的相对坐标。

可以理解的是，航位推算是一个累加过程，测量误差和计算误差会随着时间而逐渐累积，导致定位精度随时间不断下降。因此，在一些实施例中，还可以将航位推算与其他传感器信息相结合来进行定位。例如，在一些实施例中，当可移动机器人中已经存储有当前工作环境的地图时，可移动机器人还可以利用例如激光传感器、声呐传感器等来确定可移动机器人相对于其他地图特征的距离，用于校正其当前位置的坐标。

当然应理解的是，本发明亦可应用到可移动机器人尚未具有工作环境的地图的情况。在该情况下，可移动机器人可以在跟随用于移动的同时，利用例如即时定位和地图构建(SLAM)算法来构建工作环境的地图，同时确定其在该地图中的移动路径。此时，可移动机器人可以采用多种算法来提高定位精度，例如用UMBmark校核来校正机器人的物理结构和惯性传感器精度因素引起的***误差，用Gyrodometry算法来校正地面不平导致的方向误差、用Scheding等人提出了传感器融合信息来校正轮子打滑对定位的影响等等。这些算法都是本领域已知的，因此这里不再对其进行详细描述。

虽然上面给出了较多的相对定位算法实施例，但是应理解，当可移动机器人处于适当的应用场景时，亦可使用绝对定位或组合定位。同样，这些定位算法也是本领域已知的，因此这里不再对其进行详细描述。

如上所述，可移动机器人在步骤160确定了其移动路径(或者说，移动路径上的各个路径点的坐标)。当可移动机器人跟随着用户返回到原点时，可移动机器人可以确定已经完成了整个移动路径，从而将该移动路径存储为巡逻路径，如步骤170所示。在另一些实施例中，也可以使可移动机器人在接收到用户的第三命令时，才确定已经完成了整个移动路径，并且执行巡逻路径存储步骤170。第三命令可以是任何形式的命令，例如前述语音命令、本地触发命令或远程通信命令等。例如，可移动机器人在接收到用户的语音命令“巡逻结束”时，才确定完成了整个巡逻路径。这有利于例如巡逻路径不是闭环，或者在经过原点形成闭环之后还要继续巡逻其他路径的情形。

虽然图1的流程图中未示出，但是在一些实施例中，在确定完成了整个巡逻路径之后，而在存储巡逻路径(步骤170)之前，还可以设置该巡逻路径的巡逻参数，例如巡逻时间、巡逻频率等。例如，可移动机器人可以播放提示语音“请设置巡逻时间”等来提示用户设置巡逻时间，用户则发出语音命令例如“13点30分”、“22点到次日7点”等来设置巡逻时间。可移动机器人还可以播放提示语音例如“请设置巡逻频率”等来提示用户设置巡逻频率，可移动机器人也可以进一步播放一些选项例如“选项A，每天”来供用户选择。用户可以语音地设置巡逻频率，或者可以从所提供的选项中进行选择。当然，用户也可以在其他时间用其他方式来设置巡逻参数。例如，可以在进入巡逻路径设置模式时首先就设置巡逻参数，可以利用可移动机器人上的触摸显示屏等来设置巡逻参数。在所设置的巡逻参数例如时间与其他巡逻路径相抵触时，还可以提示用户，让用户选择优先执行哪个巡逻，或者放弃哪个巡逻。在完成了各种巡逻参数的设置之后，可移动机器人可以将带有这些参数的移动路径存储为巡逻路径。

最后，在完成了巡逻路径的设置后，可移动机器人可以在步骤180退出巡逻路径设置模式，并且可以通过例如提示音或灯光信号来告知用户退出巡逻路径设置模式。

如前面参照步骤130和140所述，可移动机器人可以基于第一命令的类型利用图像识别或者图像识别和声源定位的组合来锁定用户。图2示出了根据本发明一示例性实施例的基于图像识别来锁定用户的方法的流程图，其可用于例如图1的步骤130。如图2所示，基于图像识别来锁定用户的方法200可始于首先捕获环境图像的步骤210。应理解，在本发明中提及捕获图像时，不仅涵盖捕获单帧图像的情况，而且还涵盖捕获图像序列的情况，即连续地或者以预定时间间隔捕获多帧图像，并且利用具有预定时间间隔的多帧图像来实现预期目的。这种理解也适用于例如拾取环境声音的情况。在步骤210中，可移动机器人可以进行旋转以捕获360度周围环境的图像。

接下来，在步骤220，可移动机器人可以基于所捕获的环境图像，利用图像识别算法来识别***。例如，可移动机器人可以利用人脸识别算法来识别***，亦可以利用其他算法来识别***，例如人体轮廓识别算法，人体特征部位轮廓识别算法例如头部轮廓识别算法、躯干轮廓识别算法等等来识别***。

然后，在步骤230可以检查识别结果，以确定是识别了一个***还是多个***。在理想的情况下，只识别了一个***时，可以判断这个***就是要带领可移动机器人进行巡逻路径设置的用户，因此直接锁定这个用户，如步骤240所示。另一方面，当在步骤220识别了两个或者更多个***时，则还需要进一步从这多个***中识别出向可移动机器人发出了第一命令的那个用户。虽然在图2的流程图中未示出，但是在一些实施例中，可以直接锁定这多个***中的最接近的那个用户。在另一些实施例中，也可以进展到步骤250以进一步判断第一命令的类型是本地命令还是远程命令。当确定第一命令是本地触发命令，例如通过可移动机器人本身上的物理按钮或触摸屏触发的命令时，可以判断发出第一命令的那个用户就在可移动机器人旁边，因此可移动机器人锁定最接近的那个用户，如步骤260所示。当确定第一命令是远程通信命令，例如通过手机或遥控器发出的命令时，则可以在步骤270中锁定最先移动的那个***，因为可以假设这个用户在触发了可移动机器人的巡逻路径设置模式之后，会立刻带领可移动机器人去进行巡逻。在一些特殊情况下，可能同时有多个***都在移动，作为缺省策略，此时可以锁定最接近的那个移动的用户。通过这些步骤，完成了利用图像识别来锁定用户的过程。

图3A示出了根据本发明一示例性实施例的基于图像识别和声源定位的组合来锁定用户的方法的流程图，图3B示出了根据本发明另一示例性实施例的基于图像识别和声源定位的组合来锁定用户的方法的流程图，图3A和图3B所示的方法可用于例如图1的步骤140。

首先参照图3A，基于图像识别和声源定位的组合来锁定用户的方法300可以始于步骤310，基于作为语音命令的第一命令来确定声源方向。可移动机器人可以利用例如麦克风阵列来进行声源定位步骤310。简言之，由于麦克风阵列中的各个麦克风的排列位置不同，用户发出的第一语音命令，即声波，在空气中传输后到达各个麦克风的相位也不同。根据各个麦克风对同一声音采集时的相位差别，可以计算出同一声音到达每对麦克风的时间差，则这个声源就处于以这对麦克风所处位置为焦点，到达时间差所对应的声音传输距离为参数的双曲面上。使用多对麦克风得到多个时间差，也就得到了多个双曲面，那么声源位置就处于这些双曲面的相交点上，这就是声源定位的基本原理。在步骤310中，可以不需要确定声源的准确位置(即，方向+距离)，而只需要确定声源方向即可。

然后在步骤320，可以将可移动机器人上的图像传感器旋转至步骤310所确定的声源方向上，并且在步骤330中捕获声源方向上的图像。在步骤340，利用所捕获的声源方向上的图像，识别并且锁定用户。捕获图像以及识别和锁定用户的步骤可以大体上如前面参照图2所述，这里不再赘述。

在图3A所示的方法中，由于采用了声源定位来确定用户的方向，因此能够大大提高用户锁定的准确度，并且节省锁定时间。例如，可以直接识别并且锁定在声源方向上的用户，而不必关心在其他方向上的用户。应理解，在图3A所示的方法中，还可以利用前述第一命令之后的后续语音命令来不断校正声源方向，以进一步提高用户锁定的准确度。

在一些情况下，即使确定了正确的声音方向，也有可能不能识别和锁定用户。图3B所示的方法300'在一定程度上解决了该问题。图3B的方法300'中的步骤310、320和330可以与图3A的方法300相同，因此这里省略对其的重复描述。

参照图3B，在步骤330捕获图像之后，进展到步骤350，确定是否成功识别了用户。如果成功识别了用户，则进展到步骤360，锁定该用户；否则进展到步骤370，基于预定策略判断是否可以向声源方向移动。所述预定策略例如包括是否已经处于特定位置而无法继续前进(例如已到墙边等)，或者因接收到新的语音命令而中断当前处理等。如果在步骤370确定可以向声源方向继续移动，则在步骤380向声源方向移动一距离，然后重复执行步骤330的图像捕获操作。由于离声源位置更近，所以捕获图像后成功识别用户的几率增大。另一方面，如果在步骤370确定不能继续向声源方向移动，那么该过程也返回到步骤330，重复图像捕获和识别的过程，以尝试锁定用户。

虽然上面描述了基于图像识别和声源定位的组合来识别和锁定用户的实施例，但是本发明不限于这些特定实施例，而是也可以采用其他实施方式，例如本申请人的在先中国发明专利申请201610341566.X中公开的那些，该文献的全部内容通过引用整体合并于此。

在上面描述的实施例中，用到了图像识别和语音识别技术。应理解，本发明不仅可以利用已有的图像和语音识别技术，而且还可以利用正在或未来开发的相关识别技术。还应理解，这里所述的图像识别不仅包括可视图像的识别，而且还可以包括例如红外图像、激光图像、超声波图像等的识别技术。

图4A示出了根据本发明一示例性实施例的可移动机器人跟踪用户移动时的示例场景。例如，可移动机器人10可以设置在工作环境400中，工作环境400中可具有若干不能到达的位置，例如402、404等。用于可移动机器人10的坞站410设置在工作环境400中的某位置处。不工作时，可移动机器人10可以停靠在坞站410处进行充电。可移动机器人10已经具有了整个工作环境400的地图，并且可以将坞站410的位置设置为原点。

通过执行前面描述的巡逻路径设置方法，可移动机器人10可以跟随用户20移动，从而生成移动路径420。虽然在前面描述的一些实施例中，可以将整个路径420保存为巡逻路径，但是在一些实施例中，也可以将路径420上的一些路径点，例如路径点422、424、426和428保存为巡逻路径。例如，当可移动机器人10到达某一路径点例如路径点422时，用户20可以发出命令“设置巡逻点”以将该路径点作为必须巡逻到的一个位置。在一些实施例中，用户20甚至还可以设置应巡逻该位置的时间。类似地，用户20可以在带领机器人10移动时设置多个这样的巡逻点，例如点424、426和428等。当完成了整个路径时，可移动机器人10可以将这些点的序列保存为巡逻路径。在以后执行巡逻时，可移动机器人10按照该路径，在预定的时间到达预定的巡逻点，而巡逻点之间的路径可以由可移动机器人10自主地确定。

图4B的示例场景与图4A类似，除了可移动机器人10事先没有工作环境400'的地图之外。因此，在图4B的情况中，可移动机器人10可以在跟随用户20移动的同时，执行即时定位和地图构建(SLAM)来生成工作环境的地图。如图4B所示，可移动机器人10已经生成了沿着路径420的一部分地图。当完成巡逻路径时，可移动机器人10可以先保存这一部分地图，等以后合适的时机再完成整个工作环境的地图。

上面描述了与用于可移动机器人的巡逻路径设置方法相关的一些操作的实施例，下面参照图5来描述可移动机器人的例子。图5是示出根据本发明另一示例性实施例的可移动机器人的结构的框图。如图5所示，可移动机器人10可包括图像传感器11、传声器12、存储器13、输出部件14、驱动部件15以及处理器17，这些部件通过总线***16彼此连接。

图像传感器11可以是例如一个或多个摄像头，其可以是单目摄像头、双目摄像头或者更多目的摄像头。但是应理解，本发明不限于可见光成像，而是，图像传感器11也可以是例如红外成像器件、超声波成像器件、激光成像器件等，这样这些器件可以捕获能用于用户识别的图像即可。此外，图像传感器11还可以用于在巡逻过程中对工作环境进行监视。

传声器12可以是例如麦克风，优选是麦克风阵列，其用于接收语音命令，进行声源定位等。

存储器13可以存储有供处理器17使用的数据或程序指令。例如，处理器17可以利用从图像传感器11和传声器12采集的数据，并且利用存储器13中存储的数据，执行存储器13中存储的程序指令以实施上面所描述的那些方法和步骤。处理器17执行的结果可以存储于存储器13中，或者通过输出部件14输出。输出部件14可以是各种类型的输出部件，例如扬声器、打印机、显示器、灯泡等。总线***16确保了数据能够在包括驱动部件15在内的这些部件之间传输。

驱动部件15可用于驱动可移动机器人10移动。例如，驱动部件15可包括电机以及受电机驱动的轮子或履带等。电机的运行可由处理器17控制。

处理器17可包括一个或多个处理器，或者可包括封装在一个处理器中的多个处理器核。除了常规的中央处理单元之外，处理器17也可以是所谓的协处理器，例如用于处理图像或视频信号的图形协处理器，用于处理音频信号的音频协处理器等。处理器17也可包括专用于处理某个部件或者某种信号的所谓的控制器等。

虽然未示出，但是可移动机器人10亦可包括许多其他部件，例如诸如陀螺仪、激光器、声呐之类的传感器，执行特定功能例如清扫、搬运、检测等功能的执行器，以及用于与外界建立无线通信连接的通信部件等。取决于可移动机器人10被设计来应用的领域，可移动机器人10可以具有各种各样不同的部件。

应用场景示例

本发明的可移动机器人10可应用于各种场景。例如，机器人10可用于家庭的扫地机器人，用于可以利用上述方法来设置扫地机器人的清扫路线。机器人10也可以是例如工厂中的搬运机器人，其可以在指定的时间按照指定的路线将货物从一处搬运到另一处。机器人10也可以是用于家庭、社区、工厂等处的安保巡逻机器人，其可以设置在在夜间沿固定路线巡逻，以确保家庭、社区和工厂的安全。这样的机器人可以执行例如传统的守夜人的作用。机器人10还可以是用于例如家庭、养老院、医院等的看护机器人，其可以按照预定路线巡逻以确保例如老人、病患等都处于正常的状态。例如，当机器人10“看”到老人或患者躺在地上，或者“听”到老人或患者的呼叫或呼救时，可以及时向相关的人或机构发出通知或警告等

应理解，上面描述的可移动机器人10及其相关方法还可以应用于需要使机器人10沿规定路径移动的许多其他方面。

示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质

除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书描述的根据本申请各种实施例的巡逻路径设置方法中的各个步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书描述的根据本申请各种实施例的巡逻路径设置方法中的各个步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、***的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、***。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

虽然上面按照一定的顺序描述了方法中的各个步骤，但是应理解，这些步骤也可以按照不同的顺序进行，或者多个步骤可以同时进行。或者在一些实施例中，某些步骤可以一直持续地进行。本发明的方法涵盖所有这些不同的执行顺序。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (19)

1.一种用于可移动机器人的巡逻路径设置方法，包括：

响应于用户的第一命令，进入巡逻路径设置模式；

锁定所述用户，并且跟踪所述用户的移动；

在跟踪所述用户的移动的同时，确定移动路径；以及

将所确定的移动路径存储为巡逻路径。

2.如权利要求1所述的巡逻路径设置方法，还包括：

响应于所述用户的第二命令，或者响应于跟踪所述用户返回至原点，完成所述巡逻路径。

3.如权利要求1所述的巡逻路径设置方法，其中，当所述第一命令是本地触发命令或远程通信命令时，锁定所述用户包括基于图像识别来锁定所述用户，且

其中，当所述第一命令是语音命令时，锁定所述用户包括基于图像识别和声源定位的组合来锁定所述用户。

4.如权利要求3所述的巡逻路径设置方法，其中，基于图像识别来锁定所述用户包括：

利用图像传感器捕获环境图像；

识别所捕获的环境图像中的一个或多个***；

当识别了一个***时，锁定所述一个***；以及

当识别了多个***时，锁定最接近的那个***。

5.如权利要求4所述的巡逻路径设置方法，其中，当识别了多个***时，则进一步判断所示第一命令的类型，如果所述第一命令是本地触发命令，则锁定所述多个***中的最接近的一个用户，如果所述第一命令是远程通信命令，则锁定所述多个***中的最先移动的那个用户，如果有多个用户都在移动，则锁定最接近的那个移动的用户。

6.如权利要求3所述的巡逻路径设置方法，其中，基于图像识别和声源定位的组合来锁定所述用户包括：

基于作为语音命令的所述第一命令确定声源方向；

将图像传感器旋转至所述声源方向上；

利用所述图像传感器在所述声源方向上捕获环境图像；

识别并且锁定所捕获的环境图像中的在所述声源方向上的用户。

7.如权利要求3所述的巡逻路径设置方法，其中，基于图像识别和声源定位的组合来锁定所述用户包括：

步骤a，基于作为语音命令的所述第一命令确定声源方向；

步骤b，将图像传感器旋转至所述声源方向上；

步骤c，利用所述图像传感器在所述声源方向上捕获环境图像；

步骤d，基于所捕获的环境图像识别所述用户；

步骤e，如果基于所捕获的环境图像成功识别所述用户，则锁定所述用户；

步骤f，如果基于所捕获的环境图像未能成功识别所述用户，则根据预设策略确定是否沿所述声源方向前进；

步骤g，如果根据预设策略确定沿所述声源方向前进，则驱动所述可移动机器人沿所述声源方向前进，然后返回至步骤c；以及

步骤h，如果根据预设策略确定不沿所述声源方向前进，则不驱动所述可移动机器人沿所述声源方向前进，并且也返回至步骤c。

8.如权利要求1所述的巡逻路径设置方法，其中，跟踪所述用户的移动包括：

获得所述用户的轮廓信息；以及

跟踪所述用户的轮廓来进行移动，

其中，所述轮廓信息包括整个人体轮廓、头部轮廓、躯干轮廓、或人体的其他局部轮廓中的一个或多个。

9.如权利要求8所述的巡逻路径设置方法，其中，跟踪所述用户的移动还包括：

响应于来自所述用户的第三命令，执行相应的移动，其中所述第三命令是语音命令或远程通信命令。

10.如权利要求1所述的巡逻路径设置方法，其中，确定移动路径包括：

确定所述可移动机器人经过的各个路径点相对于前一个路径点的相对坐标。

11.如权利要求10所述的巡逻路径设置方法，其中，将所确定的移动路径存储为巡逻路径包括：

将所述可移动机器人经过的所有路径点存储为巡逻路径；或者

将所述可移动机器人经过的所有路径点中的、由所述用户的第四命令所指示的一个或多个路径点存储为巡逻路径，其中，所述第四命令是语音命令、本地触发命令和远程通信命令之一。

12.如权利要求1所述的巡逻路径设置方法，其中，所述可移动机器人具有工作环境的地图，且

其中，所存储的巡逻路径是位于所述工作环境的地图中的路径。

13.如权利要求1所述的巡逻路径设置方法，还包括：

在跟踪所述用户的移动的同时，运行SLAM算法以构建工作环境的地图，

其中，所存储的巡逻路径是位于所构建的工作环境的地图中的路径。

14.如权利要求1所述的巡逻路径设置方法，还包括：

响应于所述用户的第五命令，设置所述巡逻路径的巡逻时间和巡逻频率中的一个或多个，其中，所述第五命令是语音命令、本地触发命令和远程通信命令之一。

15.如权利要求14所述的巡逻路径设置方法，其中，设置所述巡逻路径的巡逻时间和巡逻频率中的一个或多个在所述可移动机器人跟踪所述用户完成了所述巡逻路径时进行。

16.一种可移动机器人，包括：

用于使所述可移动机器人移动的驱动部件；

用于捕获图像的至少一个图像传感器；

用于捕获声音的至少一个传声器；以及

与所述图像传感器和所述传声器通信的至少一个处理器，所述处理器配置为运行存储在计算机可读介质中的计算机指令以执行权利要求1-15中的任一项所述的方法。

17.如权利要求16所述的可移动机器人，其中，所述至少一个传声器包括麦克风阵列。

18.一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被一个或多个处理器运行时使得所述处理器执行权利要求1-15中的任一项所述的方法。

19.一种计算机可读介质，其中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被一个或多个处理器运行时使得所述处理器执行权利要求1-15中的任一项所述的方法。