CN107322594B - 一种涉水机器人控制方法及涉水机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涉水机器人控制方法，所述的涉水机器人与智能终端通信连接，其特征在于，所述的方法包括，监测所述的涉水机器人与智能终端之间的通信信号强度，并判断监测到的通信信号强度是否低于设定阈值，若判断结果为是，则控制所述的涉水机器人返航。本发明中通过在检测到涉水机器人与智能终端的信号强度弱时，控制涉水机器人主动返航或返回至信号较强的位置，从而避免了因为误操作造成涉水机器人失联，失控问题的出现，保证了涉水机器人在智能终端的控制下安全作业。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种涉水机器人控制方法及涉水机器人。
背景技术
涉水机器人的出现，使人们可以进行水下可视化捕鱼和水下拍照等活动，随着技术水平的发展，涉水机器人的应用领域也将越来越广。因此如何定位和导航涉水机器人，也成为涉水机器人研究领域的一项重要技术。
目前，声呐导航与测距，是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，进行水下目标探测、定位和跟踪的技术。而GPS即全球定位***，是一个由24颗通信卫星组成的，可以覆盖全球的定位和导航的通信***。它可以采集到观测点的经纬度和高度，以实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线返航。
涉水机器人领域的现有技术的缺点如下：
(1)两种定位导航技术即声呐导航和GPS均无法同时应用于水上和水下，声呐定位技术只能用来探测水下的地形，形成图像，而GPS技术只能对水上物体进行定位和导航。
(2)涉水机器人在水中与水上控制设备断线、失去通信控制的情况下，涉水机器人无法知道水上人或控制设备的位置，无法返航。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种涉水机器人控制方法及***，通过在检测到涉水机器人与智能终端的信号强度弱时，控制涉水机器人主动返航或返回至信号较强的位置，从而避免了因为误操作造成涉水机器人失联，失控问题的出现，保证了涉水机器人在智能终端的控制下安全作业。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案的基本构思是：
一种涉水机器人控制方法，所述的涉水机器人与智能终端通信连接，所述的方法包括，涉水机器人的控制单元监测所述的涉水机器人与智能终端之间的通信信号强度，并判断监测到的通信信号强度是否低于设定阈值，若判断结果为是，则控制所述的涉水机器人返航。
优选的，所述的涉水机器人根据当前位置和存储的出发前采集的初始位置信息，生成由当前位置行进至所述的初始位置的返航路线，所述的涉水机器人根据该返航路线返航。
或所述的涉水机器人根据当前位置和智能终端所在的位置，生成由当前位置行进至智能终端所在位置的返航路线，所述的涉水机器人根据该返航路线返航。
优选的，所述的涉水机器人上设置有第一定位模块。
所述的涉水机器人在出发前其控制单元控制所述的第一定位模块获取初始位置信息，在返航时，所述的控制单元控制第一定位模块获取当前位置信息，从而得到返航路线，涉水机器人根据该返航路线返航。
优选的，所述的涉水机器人上设置有第一定位模块，所述的智能终端设置有第二定位模块，所述的涉水机器人返航时，其控制单元根据所述的第一定位模块采集的当前位置信息和第二定位模块采集的智能终端所在的位置信息生成返航路线，所述的涉水机器人根据该返航路线返航。
优选的，所述的涉水机器人与智能终端通过线缆连接，所述的第一定位模块为GPS模块，所述的控制单元首先控制涉水机器人浮于水面，然后控制所述的GPS模块开启以获取所述的当前位置信息。
在上述方案中，因为涉水机器人可通过远程控制***远程控制，但是当涉水机器人潜入水下时，GPS模块无法获得当前位置，需要在涉水机器人浮于水面后该GPS模块方可获取到当前位置信息。
或所述的涉水机器人包括有潜水主体和浮于水面与所述的潜水主体通过线缆连接的通讯站，所述的通讯站与智能终端无线连接，所述的第一定位模块设置在通讯站上。
在上述方案中，将第一定位模块设置在通讯站上时，则在获取当前位置时不需要控制涉水机器人浮于水面。
当然的，所述的第一定位模块也可以设置在潜水主体上，涉水机器人的控制单元首先控制潜水主体浮于水面，然后控制所述的第一定位模块(GPS模块)开启以获取所述的当前位置信息。
在上述方案中，因为GPS模块设置在潜水主体上，则潜水主体在潜入水中时，无法获取到潜水主体的位置信息，因此，此时在涉水机器人需要返航时，其控制单元首先控制涉水机器人的动力***动作控制潜水主体浮于水面，将GPS模块露出水面，从而可获取到当前的位置信息。
优选的，所述的涉水机器人包括有水下视频采集模块，用于实时采集水下视频信息并发送至智能终端以通过智能终端实时显示给用户，所述的设定阈值为可保证智能终端流畅播放实时采集的水下视频时所对应的通信信号强度值的最低值。
在上述方案中，涉水机器人在距离智能终端较远时，两者的通信信号强度不高，当该通信信号不能满足保证智能终端流畅播放实时采集的水下视频，则涉水机器人潜水作业基本上也失去了大的意义，此时涉水机器人主动返航或行进至通信信号强度值在正常的范围内，从而增强了该涉水机器人的智能化水平，用户体验好。
优选的，所述的涉水机器人在返航过程中，监测到通信信号高于所述的设定阈值后，发送提醒信息至智能终端，询问用户是否选择取消返航，并在用户选择确认后，取消返航，接收用户控制指令，并执行相应的动作。
在上述方案中，用户可能在涉水机器人的信号不佳时并不希望涉水机器人直接返航，而是在返航途中，当涉水机器人检测到与智能终端的通信信号高于所述的设定阈值，则提示用户，以防备用户并不希望涉水机器人返航。
优选的，所述的方法包括以下步骤：
S1、涉水机器人潜水作业，并监测与智能终端之间的通信信号强度，若监测到所述的通信信号强度低于设定阈值，则进入步骤S2，否则进入步骤S1；
S2、判断涉水机器人与智能终端之间的信号通道是否断开，若判断结果为是，则进入步骤S3，否则进入步骤S4；
S3、涉水机器人浮于水面，控制第一定位模块采集当前位置信息，并根据初始位置信息行进至所述的初始位置处，控制结束；
S4、涉水机器人浮于水面，控制第一定位模块采集当前位置信息并在接收由第二定位模块采集的智能终端的位置信息后，朝向智能终端所在位置行进，直至通信信号强度高于所述的设定阈值后，发送提示信息至智能终端，询问用户是否选择取消返航，若检测到用户选择确认则进入步骤S1，否则涉水机器人继续返航至智能终端所在位置处，控制结束。
优选的，在步骤S1中，还包括涉水机器人的控制单元在监测所述的涉水机器人与智能终端之间的通信信号强度接近所述的设定阈值时，发送提示信息至智能终端，智能终端接收到该提示信息后提示用户改变涉水机器人行进方向。
在上述方案中，通过提醒用户涉水机器人的信号接近所述的设定阈值，用户可在提醒后主动通过智能终端控制涉水机器人改变航向，以避免涉水机器人自动返航。
本发明同时还提供一种采用所述的涉水机器人控制方法的涉水机器人。
本发明中通过在检测到涉水机器人与智能终端的信号强度弱时，控制涉水机器人主动返航或返回至信号较强的位置，从而避免了因为误操作造成涉水机器人失联，失控问题的出现，保证了涉水机器人在智能终端的控制下安全作业。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：
图1是实施例三中涉水机器人控制方法流程图；
图2是涉水机器人的一种通信实施图；
图3是涉水机器人的另一种通信实施图。
图中：1、涉水机器人；11、潜水主体；12、通讯站；2、智能终端；3、声呐探测模块。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
本实施例中提供一种涉水机器人控制方法，所述的涉水机器人与智能终端通信连接，所述的方法包括，涉水机器人的控制单元监测所述的涉水机器人与智能终端之间的通信信号强度，并判断监测到的通信信号强度是否低于设定阈值，若判断结果为是，则控制所述的涉水机器人返航。
优选的，所述的涉水机器人根据当前位置和存储的出发前采集的初始位置信息，生成由当前位置行进至所述的初始位置的返航路线，所述的涉水机器人根据该返航路线返航。
或所述的涉水机器人根据当前位置和智能终端所在的位置，生成由当前位置行进至智能终端所在位置的返航路线，所述的涉水机器人根据该返航路线返航。
优选的，所述的涉水机器人上设置有第一定位模块。
所述的涉水机器人在出发前其控制单元控制所述的第一定位模块获取初始位置信息，在返航时，所述的控制单元控制第一定位模块获取当前位置信息，从而得到返航路线，涉水机器人根据该返航路线返航。
在上述方案中，只设置一个定位模块即可实现涉水机器人返航，优选的，所述的定位模块为GPS模块，本实施例中，只设置一个GPS模块在涉水机器人出发时获取到初始位置信息，而在要返航时，获取到当前位置信息，从而通过两个位置坐标可获得返航路线。
实施例二
实施例二与实施例一的不同在于，共包括有两个定位模块，参见图2所示，所述的涉水机器人1上设置有第一定位模块，所述的智能终端2设置有第二定位模块，所述的涉水机器人1返航时，其控制单元根据所述的第一定位模块采集的当前位置信息和第二定位模块采集的智能终端所在的位置信息生成返航路线，所述的涉水机器人1根据该返航路线返航。
本实施例中，通过在智能终端上设置第二定位模块，则涉水机器人可返航至智能终端所在的位置，从而智能性更高。用户在操作涉水机器人时可能会在岸上走动，改变了地理位置，此时则在涉水机器人要返航时，智能终端发送其位置信息至涉水机器人，涉水机器人获得智能终端的位置和当前位置后，可生成返航路线，涉水机器人根据该返航路线，返航至初始智能终端所在的位置。
实施例三
参见图2所示，在实施例三在实施例一和实施例二的基础上进一步公开了所述的涉水机器人1与智能终端2通过线缆连接，所述的第一定位模块为GPS模块，所述的控制单元首先控制涉水机器人浮于水面，然后控制所述的GPS模块开启以获取所述的当前位置信息。
在上述方案中，因为涉水机器人可通过远程控制***远程控制，但是当涉水机器人潜入水下时，GPS模块无法获得当前位置，需要在涉水机器人浮于水面后该GPS模块方可获取到当前位置信息。所述的涉水机器人在浮于水面后控制第一定位模块获取当前位置信息，并根据存储的初始位置信息控制涉水机器人返航，或者，智能终端上设置有第二定位模块(也是GPS模块)，第二定位模块将采集的智能终端所在的位置信息通过线缆发送至涉水机器人端，从而控制单元可根据两个定位模块的位置信息生产返航路线，从而控制涉水机器人返航。
另一方面，所述的涉水机器人也可以包括以下结构：
参见图3所示，所述的涉水机器人1包括有潜水主体11和浮于水面与所述的潜水主11通过线缆连接的通讯站12，所述的通讯站12与智能终端2无线连接，所述的第一定位模块设置在通讯站12上。
在上述方案中，将第一定位模块设置在通讯站12上时，则在获取当前位置时不需要控制涉水机器人浮于水面。
其中，智能终端发送无线控制信号至通讯站，通讯站接收信号后，将无线信号转换为有线信号通过线缆传输至潜水主体上，潜水主体采集的信号首先通过线缆传输至通讯站，再由通讯站转换为无线信号发送至智能终端。
当然的，第一定位模块也可以不设置在通讯站上，而设置在潜水主体上，当潜水主体潜入水下时，无法直接与水介质外部的智能终端实现无线通信，因此设置所述的浮于水面的通讯站，潜水主体与通讯站通过线缆连接，该通讯站包括有无线模块以与智能终端无线连接。
因为GPS模块设置在潜水主体上，则潜水主体在潜入水中时，无法获取到潜水主体的位置信息，因此，此时在涉水机器人需要返航时，其控制单元首先控制涉水机器人的动力***动作控制潜水主体浮于水面，将GPS模块露出水面，从而可获取到当前的位置信息。
优选的，所述的涉水机器人包括有水下视频采集模块，用于实时采集水下视频信息并发送至智能终端以通过智能终端实时显示给用户，所述的设定阈值为可保证智能终端流畅播放实时采集的水下视频时所对应的通信信号强度值的最低值。
在上述方案中，涉水机器人在距离智能终端较远时，两者的通信信号强度不高，当该通信信号不能满足保证智能终端流畅播放实时采集的水下视频，则涉水机器人潜水作业基本上也失去了大的意义，此时涉水机器人主动返航或行进至通信信号强度值在正常的范围内，从而增强了该涉水机器人的智能化水平，用户体验好。
其中，所述的控制单元通过控制涉水机器人沿着返航路线行进至通信信号强度值高于所述的设定阈值时，控制涉水机器人停止返航，等待用户下达控制指令。
另一方面，所述的涉水机器人在返航过程中，监测到通信信号高于所述的设定阈值后，发送提醒信息至智能终端，询问用户是否选择取消返航，并在用户选择确认后，取消返航，接收用户控制指令，并执行相应的动作。
在上述方案中，用户可能在涉水机器人的信号不佳时并不希望涉水机器人直接返航，而是在返航途中，当涉水机器人检测到与智能终端的通信信号高于所述的设定阈值，则提示用户，以防备用户并不希望涉水机器人返航。
优选的，参见图1所示，所述的控制方法包括以下步骤：
S1、涉水机器人潜水作业，并监测与智能终端之间的通信信号强度，若监测到所述的通信信号强度低于设定阈值，则进入步骤S2，否则进入步骤S1；
S2、判断涉水机器人与智能终端之间的信号通道是否断开，若判断结果为是，则进入步骤S3，否则进入步骤S4；
S3、涉水机器人浮于水面，控制第一定位模块采集当前位置信息，并根据初始位置信息行进至所述的初始位置处，控制结束；
S4、涉水机器人浮于水面，控制第一定位模块采集当前位置信息并在接收由第二定位模块采集的智能终端的位置信息后，朝向智能终端所在位置行进，直至通信信号强度高于所述的设定阈值后，发送提示信息至智能终端，询问用户是否选择取消返航，若检测到用户选择确认则进入步骤S1，否则涉水机器人继续返航至智能终端所在位置处，控制结束。
需要注意的是当涉水机器包括有潜水主体和通讯站时，且第一定位模块设置在潜水主体上，则在上述控制步骤中，涉水机器人是指潜水主体。
优选的，在步骤S1中，还包括涉水机器人的控制单元在监测所述的涉水机器人与智能终端之间的通信信号强度接近所述的设定阈值时，发送提示信息至智能终端，智能终端接收到该提示信息后提示用户改变涉水机器人行进方向。
在上述方案中，通过提醒用户涉水机器人的信号接近所述的设定阈值，用户可在提醒后主动通过智能终端控制涉水机器人改变航向，以避免涉水机器人自动返航。
优选的，涉水机器人的控制单元检测到涉水机器人潜入水下，则控制GPS模块关闭，控制单元检测到涉水机器人浮于水面则控制GPS模块为开启状态，从而节约了电能。
进一步的，所述的控制单元还可检测涉水机器人的电池模块的电量信息，并在检测到所述电池模块的电量低于电量设定阈值时，控制涉水机器人直接返航。
实施例四
实施例四中与上述各实施例的不同之处在于，所述的涉水机器人上还设置有声呐探测模块，用于在潜水主体潜入水下时，探测水下的环境信息，则此时，在涉水机器人检测到与智能终端的通信信号低于所述的设定阈值时，提示用户控制涉水机器人返航，则用户可通过声呐探测模块探测的水下环境实现对涉水机器人的定位，从而控制涉水机器人返航。同时因为涉水机器人还设置有水下视频采集模块，则进一步结合声呐探测模块和水下视频采集模块采集的涉水机器人周围的环境信息可确定涉水机器人的位置信息，从而用户可通过智能终端控制涉水机器人返航，而不需要涉水机器人自动返航。
实施例五
实施例五中，公开了涉水机器人采用了声呐探测和GPS导航相结合的定位和返航的技术。其中，涉水机器人可以与岸上的智能终端无线通讯连接，也可以通过线缆连接通信。
比如在水下时，声纳探测模块发射声音波束，波束经过障碍物反射，声纳头接收反射的声音信号，将其转化为电信号。声纳探测模块的控制模块将声纳头扫描到的信息以图像的形式传输到水上的智能终端上。智能终端根据探测到的障碍物信息，来有线或无线控制涉水机器人动力***，使机器人前进或返航。
当出现水下通信断路或信号弱的情况时，涉水机器人会给其自身动力***发出指令，使其自动浮到水面上。此时机器人中的GPS开始工作，接收卫星定位信息。并获取岸上智能终端的GPS位置信息，向智能终端的位置返航。
当然的，在水下通信正常的情况下，这种方式也可以用来控制机器人一键返航或自动返航，即控制设备发送一个返航指令，涉水机器人自动浮到水面，通过GPS导航返航。此方案尤其适合智能终端与涉水机器人之间通过线缆连接通信的情况。
实施例六
本实施例提供一种采用上述各实施例中的涉水机器人控制方法的涉水机器人。
所述的涉水机器人1包括有壳体，以及设置在壳体内的控制单元、动力***、通信模块等，所述的涉水机器人与智能终端之间通过线缆连接，所述的壳体内还设置有第一定位模块，该第一定位模块为GPS模块，所述的控制单元在返航时控制动力***动作，使得壳体浮于水面，并在检测到壳体浮于水面后，控制GPS模块获取到涉水机器人所在的当前位置。
另一方面，所述的智能终端设置有第二定位模块，所述的智能终端将第二定位模块采集的位置信息通过线缆发送至涉水机器人，控制单元根据第一定位模块和第二定位模块采集的位置信息生成返航路线，从而控制涉水机器人返航。
优选的，所述壳体内还设置有声呐探测模块3，用于探测水下环境信息，并通过线缆发送至智能终端2，所述的智能终端2通过图像的形式将所述的水下环境信息展示在智能终端的显示屏上，用户可直接根据探测模块探测的水下环境信息手动控制涉水机器人返航。
优选的，智能终端上设置有一键返航按键，涉水机器人检测到该一键返航按键被触发后，控制涉水机器人执行返航程序，返航程序即为上述各实施例中的返航方法。
当然的，参见图3所示，涉水机器人1也可以包括潜水主体11和通讯站12，所述的第一定位模块设置在潜水主体11上或通讯站12上，其具体的控制过程在上述各实施例中均已描述，在此不再赘述。
本发明中通过在检测到涉水机器人与智能终端的信号强度弱时，控制涉水机器人主动返航或返回至信号较强的位置，从而避免了因为误操作造成涉水机器人失联，失控问题的出现，保证了涉水机器人在智能终端的控制下安全作业。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (7)
1.一种涉水机器人控制方法，所述的涉水机器人与智能终端通信连接，涉水机器人具有定位模块，其特征在于，所述的方法包括，涉水机器人的控制单元监测所述的涉水机器人与智能终端之间的通信信号强度，并判断监测到的通信信号强度是否低于设定阈值，若判断结果为是，则控制所述的涉水机器人返航；
所述的方法包括以下步骤：
S1、涉水机器人潜水作业，并监测与智能终端之间的通信信号强度，若监测到所述的通信信号强度低于设定阈值，则进入步骤S2，否则进入步骤S1；
S2、判断涉水机器人与智能终端之间的信号通道是否断开，若判断结果为是，则进入步骤S3，否则进入步骤S4；
S3、涉水机器人浮于水面，获取当前位置信息，并控制返航，控制结束；
S4、涉水机器人浮于水面，获取当前位置信息，执行返航过程，直至监测到通信信号强度高于所述的设定阈值后，发送提示信息至智能终端，询问用户是否选择取消返航，若检测到用户选择确认则进入步骤S1，否则涉水机器人继续返航，控制结束；
所述的涉水机器人包括有水下视频采集模块，用于实时采集水下视频信息并发送至智能终端以通过智能终端实时显示给用户，所述的设定阈值为可保证智能终端流畅播放实时采集的水下视频时所对应的通信信号强度值的最低值；
所述的控制单元还可检测涉水机器人的电池模块的电量信息，并在检测到所述电池模块的电量低于电量设定阈值时，控制涉水机器人直接返航。
2.根据权利要求1所述的一种涉水机器人控制方法，其特征在于，所述的涉水机器人根据当前位置和存储的出发前采集的初始位置信息，生成由当前位置行进至所述的初始位置的返航路线，所述的涉水机器人根据该返航路线返航；
或所述的涉水机器人根据当前位置和智能终端所在的位置，生成由当前位置行进至智能终端所在位置的返航路线，所述的涉水机器人根据该返航路线返航。
3.根据权利要求1所述的一种涉水机器人控制方法，其特征在于，所述的涉水机器人上设置有第一定位模块；
所述的涉水机器人在出发前其控制单元控制所述的第一定位模块获取初始位置信息，在返航时，所述的控制单元控制第一定位模块获取当前位置信息，从而得到返航路线，涉水机器人根据该返航路线返航。
4.根据权利要求3所述的一种涉水机器人控制方法，其特征在于，所述的涉水机器人上设置有第一定位模块，所述的智能终端设置有第二定位模块，所述的涉水机器人返航时，其控制单元根据所述的第一定位模块采集的当前位置信息和第二定位模块采集的智能终端所在的位置信息生成返航路线，所述的涉水机器人根据该返航路线返航。
5.根据权利要求3所述的一种涉水机器人控制方法，其特征在于，所述的第一定位模块为GPS模块，所述的控制单元首先控制涉水机器人浮于水面，然后控制所述的GPS模块开启以获取所述的当前位置信息。
6.根据权利要求1所述的一种涉水机器人控制方法，其特征在于，在步骤S1中，还包括涉水机器人的控制单元在监测所述的涉水机器人与智能终端之间的通信信号强度接近所述的设定阈值时，发送提示信息至智能终端，智能终端接收到该提示信息后提示用户改变涉水机器人行进方向。
7.一种采用权利要求1-6任一所述的一种涉水机器人控制方法的涉水机器人。
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