CN107972027B - 机器人的定位方法和装置、机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人的定位方法和装置、机器人。其中，该方法包括：获取多个第一预设区域中机器人的第一位置，其中，第一预设区域中包括至少一个机器人；获取第一预设区域相对第二预设区域的相对位置，其中，第二预设区域是多个第一预设区域的集合；根据相对位置和第一位置，将机器人在第一预设区域中的第一位置映射为机器人在第二预设区域中的第二位置。本发明解决了现有技术中室内多机器人定位不准确的技术问题。

Description

机器人的定位方法和装置、机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种机器人的定位方法和装置、机器人。

背景技术

机器人技术在国家政策的扶持下迅速发展中，为了向人们展示现在机器人技术发展的程度和以后的应用，很多地方都建立了机器人科技展馆，在科技展馆内放置多个机器人，通过机器人与人们的互动让人们感受到机器人的智能和科技水平给人们带来的便利和快乐体验。

机器人除了在与人们交互的过程中展示出来的语音识别、人脸识别、运动控制、协作能力外还有一个非常重要的隐性能力就是机器人定位和导航的能力，如果不能准确定位机器人，则无法为机器人规划正确的路径，会导致机器人互相碰撞或者机器人与周围物体产生碰撞。

现有的定位技术不适合室内多机器人定位，例如，GPS一般适用于室外定位，在室内信号较差，定位精度也较差；RFID、蓝牙、Zigbee、Wi-Fi指纹等定位方式定位的范围较小，定位精度也较差；惯性传感受外界条件约束，短期内可以保证较高精度，但是会随时间漂移，累计误差越来越大；激光雷达和超宽带定位精度较高，但是成本较高，不方便大量推广使用。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种机器人的定位方法和装置、机器人，以至少解决现有技术中室内多机器人定位不准确的技术问题。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种机器人的定位方法，包括：获取多个第一预设区域中机器人的第一位置，其中，所述第一预设区域中包括至少一个机器人；获取所述第一预设区域相对第二预设区域的相对位置，其中，所述第二预设区域是多个所述第一预设区域的集合；根据所述相对位置和所述第一位置，将所述机器人在所述第一预设区域中的所述第一位置映射为所述机器人在所述第二预设区域中的第二位置。

进一步地，所述第一位置为所述机器人在以第一参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x1，y1)，所述第一参考点为所述第一预设区域中的任意一个点，所述相对位置为所述第一参考点在以第二参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x2，y2)，所述第二参考点为所述第二预设区域中的任意一个点，根据所述相对位置和所述第一位置，将所述机器人在所述第一预设区域中的所述第一位置映射为所述机器人在所述第二预设区域中的第二位置包括：将x1与x2相加，得到x0；将y1与y2相加，得到y0；将坐标(x0，y0)所指示的位置作为所述机器人在所述第二预设区域中的所述第二位置。

进一步地，获取第一预设区域中机器人的第一位置包括：获取所述第一预设区域的图像；在所述图像中识别所述机器人；将所述机器人在所述图像中的位置映射为所述机器人在所述第一预设区域的位置，并且将所述机器人在所述第一预设区域的位置作为所述第一位置。

进一步地，将所述机器人在所述图像中的位置映射为所述机器人在所述第一预设区域的位置，并且将所述机器人在所述第一预设区域的位置作为所述第一位置包括：获取所述机器人在所述图像中的坐标；获取所述图像与所述第一预设区域的大小的比例；根据所述比例放大所述机器人在所述图像中的坐标，得到所述机器人在所述第一预设区域的坐标，并且将所述机器人在所述第一预设区域的坐标所指示的位置作为所述第一位置。

进一步地，所述第一预设区域中每个机器人具有不同的可见标识，在所述图像中识别所述机器人包括：通过所述可见标识来识别与所述可见标识相对应的所述机器人。

进一步地，所述可见标识为所述机器人的某一个部件的颜色、形状、或者颜色和形状的组合。

进一步地，所述定位方法还包括：根据所述第二位置计算所述机器人的位置信息；根据所述位置信息生成控制指令，所述控制指令用于指示所述机器人按照所述控制指令中的运动信息运动；向所述机器人发送所述控制指令。

进一步地，所述机器人的位置信息包括所述机器人与所述第一预设区域的边界线的距离信息，根据所述第二位置计算所述机器人的位置信息包括：计算所述第二位置与所述第一预设区域的边界线Li的距离d(i)，其中，i依次取1至N的整数，N为所述第一预设区域的边界线的数量；从距离d(1)至距离d(N)这N个距离中筛选出数值小于等于预设距离d0的距离，得到目标距离；根据所述位置信息生成控制指令包括：将所述目标距离对应的边界线作为目标边界线；根据所述目标边界线生成控制指令，所述控制指令用于控制所述机器人向远离所述目标边界线的方向运动。

进一步地，在根据所述第二位置计算所述机器人的运动信息之前，所述方法还包括：判断所述机器人是第一类机器人还是第二类机器人；如果判断出所述机器人是所述第一类机器人，所述控制指令允许所述机器人在一个所述第一预设区域内运动；如果判断出所述机器人是所述第二类机器人，所述控制指令允许所述机器人在多个所述第一预设区域内运动。

进一步地，判断所述机器人是第一类机器人还是第二类机器人包括：识别所述机器人的可见标识；判断所述可见标识是第一类标识还是第二类标识；如果所述可见标识是所述第一类标识，确定所述机器人是所述第一类机器人，其中，所述第一类机器人只允许在一个所述第一预设区域内运动；如果所述可见标识是所述第二类标识，确定所述机器人是所述第二类机器人，其中，所述第二类机器人允许在多个所述第一预设区域内运动。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种机器人的定位装置，包括：第一获取单元，用于获取多个第一预设区域中机器人的第一位置，其中，所述第一预设区域中包括至少一个机器人；第二获取单元，用于获取所述第一预设区域相对第二预设区域的相对位置，其中，所述第二预设区域是多个所述第一预设区域的集合；映射单元，用于根据所述相对位置和所述第一位置，将所述机器人在所述第一预设区域中的所述第一位置映射为所述机器人在所述第二预设区域中的第二位置。

进一步地，所述第一位置为所述机器人在以第一参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x1，y1)，所述第一参考点为所述第一预设区域中的任意一个点，所述相对位置为所述第一参考点在以第二参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x2，y2)，所述第二参考点为所述第二预设区域中的任意一个点，所述映射单元包括：第一计算子单元，用于将x1与x2相加，得到x0；第二计算子单元，用于将y1与y2相加，得到y0；第一确定子单元，用于将坐标(x0，y0)所指示的位置作为所述机器人在所述第二预设区域中的所述第二位置。

进一步地，所述第一获取单元包括：获取子单元，用于获取所述第一预设区域的图像；第一识别子单元，用于在所述图像中识别所述机器人；映射子单元，用于将所述机器人在所述图像中的位置映射为所述机器人在所述第一预设区域的位置，并且将所述机器人在所述第一预设区域的位置作为所述第一位置。

进一步地，所述第一识别子单元包括：第一获取模块，用于获取所述机器人在所述图像中的坐标；第二获取模块，用于获取所述图像与所述第一预设区域的大小的比例；放大模块，用于根据所述比例放大所述机器人在所述图像中的坐标，得到所述机器人在所述第一预设区域的坐标，并且将所述机器人在所述第一预设区域的坐标所指示的位置作为所述第一位置。

进一步地，所述第一预设区域中每个机器人具有不同的可见标识，所述第一识别子单元包括：识别模块，用于通过所述可见标识来识别与所述可见标识相对应的所述机器人。

进一步地，所述可见标识为所述机器人的某一个部件的颜色、形状、或者颜色和形状的组合。

进一步地，所述定位装置还包括：计算单元，根据所述第二位置计算所述机器人的位置信息；生成单元，根据所述位置信息生成控制指令，所述控制指令用于指示所述机器人按照所述控制指令中的运动信息运动；发送单元，用于向所述机器人发送所述控制指令。

进一步地，所述机器人的位置信息包括所述机器人与所述第一预设区域的边界线的距离信息，所述计算单元包括：第三计算子单元，用于计算所述第二位置与所述第一预设区域的边界线Li的距离d(i)，其中，i依次取1至N的整数，N为所述第一预设区域的边界线的数量；筛选子单元，用于从距离d(1)至距离d(N)这N个距离中筛选出数值小于等于预设距离d0的距离，得到目标距离；所述生成单元包括：第二确定子单元，用于将所述目标距离对应的边界线作为目标边界线；生成子单元，用于根据所述目标边界线生成控制指令，所述控制指令用于控制所述机器人向远离所述目标边界线的方向运动。

进一步地，所述定位装置还包括：判断单元，用于在所述计算单元根据所述第二位置计算所述机器人的运动信息之前，判断所述机器人是第一类机器人还是第二类机器人；如果判断出所述机器人是所述第一类机器人，所述控制指令允许所述机器人在一个所述第一预设区域内运动；如果判断出所述机器人是所述第二类机器人，所述控制指令允许所述机器人在多个所述第一预设区域内运动。

进一步地，所述判断单元包括：第二识别子单元，用于识别所述机器人的可见标识；判断子单元，用于判断所述可见标识是第一类标识还是第二类标识；第三确定子单元，用于如果所述可见标识是所述第一类标识，确定所述机器人是所述第一类机器人，其中，所述第一类机器人只允许在一个所述第一预设区域内运动；第四确定子单元，用于如果所述可见标识是所述第二类标识，确定所述机器人是所述第二类机器人，其中，所述第二类机器人允许在多个所述第一预设区域内运动。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种机器人，包括：以上所述的机器人的定位装置。

在本发明实施例中，多个较小的区域的集合构成了一个较大的区域，每个较小的区域相对较大的区域的相对位置是固定并且唯一的，获取机器人在较小的区域中的位置和该较小的区域相对于较大的区域的相对位置，根据机器人在较小的区域中的位置和该较小的区域相对于较大的区域的相对位置将机器人在较小的区域中的位置映射为机器人在较大的区域中的位置，达到了室内多机器人定位准确的技术效果，进而解决了现有技术中室内多机器人定位不准确的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的机器人的定位方法的流程图；

图2-1是根据本发明实施例的第一预设区域的示意图；

图2-2是根据本发明实施例的第一预设区域相对第二预设区域的相对位置的示意图；

图2-3是根据本发明实施例的机器人在第二预设区域中的第二位置的示意图。

图3-1是根据本发明实施例的机器人在第一预设区域的位置的示意图；

图3-2是根据本发明实施例的第一参考点D1在以第二参考点D2为坐标原点的二维坐标系中的位置的示意图；

图3-3是根据本发明实施例的机器人在以第二参考点D2为坐标原点的二维坐标系中的位置的示意图；

图4是根据本发明实施例的室内多机器人定位的示意图；

图5是根据本发明实施例的机器人的定位装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种机器人的定位方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的机器人的定位方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取多个第一预设区域中机器人的第一位置，其中，第一预设区域中包括至少一个机器人。

步骤S104，获取第一预设区域相对第二预设区域的相对位置，其中，第二预设区域是多个第一预设区域的集合。

步骤S106，根据相对位置和第一位置，将机器人在第一预设区域中的第一位置映射为机器人在第二预设区域中的第二位置。

本发明实施例所提供的机器人的定位方法对机器人的行走方式没有限制，例如，机器人的行走方式可以是双足行走、轮式移动(全方位、差速移动平台)。

第二预设区域包含多个第一预设区域。每个第一预设区域相对第二预设区域的相对位置是固定并且唯一的。每个第一预设区域中包含一个或多个机器人。若想定位机器人，需要获取两个位置信息，其中，一个位置信息是机器人在第一预设区域中的位置(第一位置)，另一个位置信息是第一预设区域相对第二预设区域的相对位置。根据这两个位置信息能够得到机器人在第二预设区域中的位置(第二位置)。

例如，假设第二预设区域包含9个第一预设区域，分别为第一预设区域Z1、第一预设区域Z2、第一预设区域Z3、……、第一预设区域Z9。图2-1示出了第一预设区域Z6，由图2-1中可以看到，在第一预设区域Z6中有2个机器人，分别为机器人A和机器人B。图2-2示出了9个第一预设区域相对第二预设区域的相对位置，其中，9个第一预设区域的集合为第二预设区域。根据第一预设区域Z6相对第二预设区域的相对位置和机器人A在第一预设区域Z6中的位置(第一位置)，能够得到机器人A在第二预设区域中的位置(第二位置)。根据第一预设区域Z6相对第二预设区域的相对位置和机器人B在第一预设区域Z6中的位置(第一位置)，能够得到机器人B在第二预设区域中的位置(第二位置)。图2-3示出了机器人A和机器人B在第二预设区域中的第二位置。

在本发明实施例中，多个较小的区域的集合构成了一个较大的区域，每个较小的区域相对较大的区域的相对位置是固定并且唯一的，获取机器人在较小的区域中的位置和该较小的区域相对于较大的区域的相对位置，根据机器人在较小的区域中的位置和该较小的区域相对于较大的区域的相对位置将机器人在较小的区域中的位置映射为机器人在较大的区域中的位置，达到了室内多机器人定位准确的技术效果，解决了现有技术中室内多机器人定位不准确的技术问题。

可以用坐标表示位置信息。可选地，第一位置为机器人在以第一参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x1，y1)，第一参考点为第一预设区域中的任意一个点，相对位置为第一参考点在以第二参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x2，y2)，第二参考点为第二预设区域中的任意一个点。根据相对位置和第一位置，将机器人在第一预设区域中的第一位置映射为机器人在第二预设区域中的第二位置的具体过程如下：将x1与x2相加，得到x0；将y1与y2相加，得到y0；将坐标(x0，y0)所指示的位置作为机器人在第二预设区域中的第二位置。

第一参考点为第一预设区域中的任意一个点；第二参考点为第二预设区域中的任意一个点。在以第一参考点为坐标原点的二维坐标系中，某个机器人R1的坐标为(x1，y1)。在以第二参考点为坐标原点的二维坐标系中，第一参考点的坐标为(x2，y2)。令x0＝x1+x2，y0＝y1+y2，坐标(x0，y0)即为机器人R1在以第二参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标，即，将坐标(x0，y0)所指示的位置作为机器人R1在第二预设区域中的位置(第二位置)。

例如，在图3-1、图3-2和图3-3中，D1表示第一参考点，D2表示第二参考点。在图3-1所示的坐标系中，机器人A的坐标是(0.5，0.8)，即，x1＝0.5，y1＝0.8。在图3-2所示的坐标系中，以第二参考点D2作为坐标原点，第一参考点D1的坐标为(2,1)，即，x2＝2，y2＝1。x0＝x1+x2＝0.5+2＝2.5。y0＝y1+y2＝0.8+1＝1.8。坐标(2.5，1.8)即为机器人A在以第二参考点D2为坐标原点的二维坐标系中的坐标，即，将坐标(2.5，1.8)所指示的位置作为机器人A在第二预设区域中的位置(第二位置)。在图3-1所示的坐标系中，机器人B的坐标是(0.9，0.3)，即，x1＝0.9，y1＝0.3。在图3-2所示的坐标系中，以第二参考点D2作为坐标原点，第一参考点D1的坐标为(2,1)，即，x2＝2，y2＝1。x0＝x1+x2＝0.9+2＝2.9。y0＝y1+y2＝0.3+1＝1.3。坐标(2.9，1.3)即为机器人B在以第二参考点D2为坐标原点的二维坐标系中的坐标，即，将坐标(2.9，1.3)所指示的位置作为机器人B在第二预设区域中的位置(第二位置)。

可选地，第一预设区域中每个机器人具有不同的可见标识。获取第一预设区域的图像；在图像中通过可见标识来识别与可见标识相对应的机器人，将机器人在图像中的位置映射为机器人在第一预设区域的位置，并且将机器人在第一预设区域的位置作为第一位置。

可见标识为机器人的某一个部件的颜色、形状、或者颜色和形状的组合。

使用多个摄像头，每个摄像头覆盖一个第一预设区域，第一预设区域内有多个机器人，每个机器人有一个可见标识与其ID相关联。

摄像头拍摄第一预设区域的图像，在图像中识别可见标识的位置，从而能够得到可见标识相关联的机器人的位置，需要注意的是，得到的是机器人在图像中的位置，而并不是机器人在第一预设区域的位置。

如果想要得到机器人在第一预设区域的位置(第一位置)，需要将机器人在图像中的位置映射为机器人在第一预设区域的位置，并且将机器人在第一预设区域的位置作为第一位置。映射的具体过程如下：获取机器人在图像中的坐标；获取图像与第一预设区域的大小的比例；根据比例放大机器人在图像中的坐标，得到机器人在第一预设区域的坐标，并且将机器人在第一预设区域的坐标所指示的位置作为第一位置。

即，根据图像与第一预设区域的大小的比例放大机器人在图像中的坐标，就得到了机器人在第一预设区域的位置(第一位置)。

例如，摄像机拍摄的第一预设区域的图像的大小是10cm×10cm，机器人R1在图像中的坐标是(8cm，9cm)。第一预设区域的大小是2m×2m。由于第一预设区域的边长是图像边长的20倍，将机器人R1在图像中的坐标乘以20，即，得到机器人在第一预设区域的坐标(1.6m×1.8m)，坐标(1.6m×1.8m)指示的位置即为机器人在第一预设区域的位置(第一位置)。

本发明实施例包括多个本地子模块主控***和一个服务器，其中，每个本地子模块主控***负责一个第一预设区域。摄像头采集的图像可以在本地子模块主控***中运算处理得到机器人在第二预设区域内的第二坐标后，将机器人在第二预设区域内的第二坐标通过通信模块(例如wifi模块)上传服务器，这种方法对服务器的要求较低，不容易产生延时。也可以将摄像头采集的图像压缩后上传到服务器进行集中处理。

例如，使用多个摄像头，每个摄像头覆盖一个第一预设区域，第一预设区域内有多个机器人，每个机器人有一个颜色色块与其ID相关联，此颜色色块可以是机器人身上的装饰物如帽子、围巾等，也可以是机器人的外观设计颜色，摄像头拍摄第一预设区域的图像，通过追踪第一预设区域的图像中特定色块来实时反映不同机器人在该图像中的位置。

可选地，在将机器人在第一预设区域中的第一位置映射为机器人在第二预设区域中的第二位置之后，根据第二位置计算机器人的位置信息；根据位置信息生成控制指令，控制指令用于指示机器人按照控制指令中携带的运动信息运动；向机器人发送控制指令。

当服务器获取到机器人在第二预设区域中的第二位置之后，通过算法比较运算可以实时计算机器人的运动信息，机器人的运动信息包括路径、方向、步数等。

根据运动信息生成控制指令。通过通信模块将控制指令传输到机器人的运动控制模块，机器人的运动控制模块根据控制指令控制机器人的运行，例如，控制机器人向哪个方向运动、运动多少步等，通过根据机器人在第二预设区域中的位置计算机器人的运动信息并控制机器人运动，能够使得机器人不会互相碰撞，机器人也不会碰撞到其他物品或人。

可选地，机器人的位置信息包括机器人与第一预设区域的边界线的距离信息，根据第二位置计算机器人的位置信息包括：计算第二位置与第一预设区域的边界线Li的距离d(i)，其中，i依次取1至N的整数，N为第一预设区域的边界线的数量；从距离d(1)至距离d(N)这N个距离中筛选出数值小于等于预设距离d0的距离，得到目标距离；根据位置信息生成控制指令包括：将目标距离对应的边界线作为目标边界线；根据目标边界线生成控制指令，控制指令用于控制机器人向远离目标边界线的方向运动。

对于某些机器人(例如第一类机器人)只允许在一个第一预设区域内运动，不允许从一个第一预设区域运动到另一个第一预设区域。因此，及时知道机器人与第一预设区域的边界线的距离就非常重要，在机器人距第一预设区域的边界较近时，应及时控制机器人的运动，使其远离第一预设区域的边界。

第一预设区域有N条边界线，分别为边界线L1、L2、……LN。分别计算机器人与这N条边界线的距离，得到距离d(1)至距离d(N)。

预设距离d0可以是事先设定好的，如果机器人与边界线的距离小于预设距离d0，则说明机器人与边界距离较近，需要调整机器人的运动方向，以避免机器人运行到第一预设区域以外的地方。

从距离d(1)至距离d(N)这N个距离中筛选出数值小于等于预设距离d0的距离，得到目标距离。将目标距离对应的边界线作为目标边界线。根据目标边界线生成控制指令，控制指令用于控制机器人向远离目标边界线的方向运动。

通过计算机器人与其所在的第一预设区域的各条边界线的距离，在机器人与某条边界的距离很近时，调整机器人的运行方向，使其远离该边界，能够将机器人精确地控制在一个第一预设区域内运行，避免了与其他第一预设区域的机器人发生碰撞。

可选地，在根据第二位置计算机器人的运动信息之前，判断机器人是第一类机器人还是第二类机器人；如果判断出机器人是第一类机器人，控制指令允许机器人在一个第一预设区域内运动；如果判断出机器人是第二类机器人，控制指令允许机器人在多个第一预设区域内运动。

判断机器人是第一类机器人还是第二类机器人包括：识别机器人的可见标识；判断可见标识是第一类标识还是第二类标识；如果可见标识是第一类标识，确定机器人是第一类机器人，其中，第一类机器人只允许在一个第一预设区域内运动；如果可见标识是第二类标识，确定机器人是第二类机器人，其中，第二类机器人允许在多个第一预设区域内运动。

每一个机器人身上都有一个装饰物，例如围巾、帽子、手套等，通过识别装饰物的颜色能够识别出机器人所属的类别。例如，如果装饰物的颜色是单一颜色，则装饰物为第一类标识，第一类标识对应的机器人为第一类机器人，第一类机器人只允许在一个第一预设区域内运动。如果装饰物的颜色是彩色的，则装饰物为第二类标识，第二类标识对应的机器人为第二类机器人，第二类机器人允许在多个第一预设区域内运动。

本发明实施例提供了两种不同的控制机器人活动范围的方法。方法一：所有机器人(第一类机器人)只允许在一个第一预设区域内活动。方法二：大部分机器人(第一类机器人)只允许在一个第一预设区域内活动，少部分机器人(第二类机器人)允许在多个第一预设区域内活动。

两种方法各有优势，现详细说明。

在方法一中，不同的第一预设区域内的机器人的运动的范围没有交叉，例如，第二预设区域一共包括3个第一预设区域，分别为第一预设区域Z1、第一预设区域Z2、第一预设区域Z3。其中，第一预设区域Z1中有2个机器人，那么这2个机器人只允许在第一预设区域Z1内活动，不允许在第一预设区域Z2或者第一预设区域Z3内活动。第一预设区域Z2中有3个机器人，那么这3个机器人只允许在第一预设区域Z2内活动，不允许在第一预设区域Z1或者第一预设区域Z3内活动。第一预设区域Z3中有7个机器人，那么这7个机器人只允许在第一预设区域Z3内活动，不允许在第一预设区域Z1或者第一预设区域Z2内活动。这种方法的优点是：由于在单个摄像头覆盖的范围内设定机器人的活动范围，使得每个摄像头覆盖范围内的机器人较少，从而可见标识的数量较少，在图像处理过程中识别可见标识时，由于可见标识的数量较少，使得图像处理的难度大大降低，并且不同摄像头覆盖的范围内可以有相同的可见标识，即，同一个第一预设区域内不能有相同的可见标识，不同的第一预设区域内可以有相同的可见标识。

在方法二中，大部分机器人只允许在一个第一预设区域内活动，少部分机器人允许在多个第一预设区域内活动。可以给少部分机器人设置特殊的可见标识(例如，特殊颜色)，这些具有特殊的可见标识的机器人允许在多个第一预设区域内活动，能够从一个摄像头覆盖的范围内运动到另一个摄像头覆盖的范围内，其余的机器人只允许在一个第一预设区域内活动。方法二中图像处理的难度比方法一中图像处理的难度并没有增加很多，但是这种方法中机器人的灵活程度增加了很大，由于一部分机器人可以大范围活动，使得在展示机器人的过程中，使观众产生更大的兴趣，提升观众的好感度。

本发明实施例提供的机器人的定位方法的定位准确性好，定位精度很高，误差能够控制在30cm以内，远高于Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、RFID等定位方式的定位精度，并且由于使用多个摄像头，扩大了定位范围，并且成本也远低于超宽带和激光雷达定位。

本发明实施例提供了一种机器人的定位***。该***包括摄像头模块40、主控***模块42、通信模块44、服务器模块46和运动控制模块48。摄像头模块40包括多个摄像头。

如图4所示出的，每个摄像头覆盖一个范围，摄像头安装在展馆顶部，在展馆地面上，每个机器人有一定的活动范围，每个摄像头将拍摄的第一预设区域的图像上传到主控***模块42，主控***模块42根据机器人在第一预设区域的位置和第一预设区域相对第二预设区域的相对位置，计算出机器人在第二预设区域的位置(第二位置)。主控***模块42将机器人在第二预设区域的位置(第二位置)通过通信模块44传输给服务器模块46。服务器模块46根据机器人在第二预设区域的位置(第二位置)实时规划机器人的运动路径，生成控制信号，将控制信号通过通信模块44传输给机器人的运动控制模块48。机器人的运动控制模块48根据控制信号控制机器人向哪个方向运动以及运动的距离，从而避免了机器人互相碰撞，也避免了机器人与其他物体或人相撞。

本发明实施例中还可以增加红外传感器或者声纳，使得对机器人的定位更加准确。

根据本发明实施例，还提供了一种机器人的定位装置。该机器人的定位装置可以执行上述机器人的定位方法，上述机器人的定位方法也可以通过该机器人的定位装置实施。

图5是根据本发明实施例的机器人的定位装置的示意图，如图5所示，该装置包括第一获取单元10、第二获取单元20和映射单元30。

第一获取单元10，用于获取第一预设区域中机器人的第一位置，其中，第一预设区域中包括至少一个机器人。

第二获取单元20，用于获取第一预设区域相对第二预设区域的相对位置，其中，第二预设区域是多个第一预设区域的集合。

映射单元30，用于根据相对位置和第一位置，将机器人在第一预设区域中的第一位置映射为机器人在第二预设区域中的第二位置。

可选地，第一位置为机器人在以第一参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x1，y1)，第一参考点为第一预设区域中的任意一个点，相对位置为第一参考点在以第二参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x2，y2)，第二参考点为第二预设区域中的任意一个点。映射单元包括：第一计算子单元，用于将x1与x2相加，得到x0；第二计算子单元，用于将y1与y2相加，得到y0；第一确定子单元，用于将坐标(x0，y0)所指示的位置作为机器人在第二预设区域中的第二位置。

可选地，第一获取单元包括：获取子单元，用于获取第一预设区域的图像；第一识别子单元，用于在图像中识别机器人；映射子单元，用于将机器人在图像中的位置映射为机器人在第一预设区域的位置，并且将机器人在第一预设区域的位置作为第一位置。

可选地，第一识别子单元包括：第一获取模块，用于获取机器人在图像中的坐标；第二获取模块，用于获取图像与第一预设区域的大小的比例；放大模块，用于根据比例放大机器人在图像中的坐标，得到机器人在第一预设区域的坐标，并且将机器人在第一预设区域的坐标所指示的位置作为第一位置。

可选地，第一预设区域中每个机器人具有不同的可见标识，第一识别子单元包括：识别模块，用于通过可见标识来识别与可见标识相对应的机器人。

可选地，可见标识为机器人的某一个部件的颜色、形状、或者颜色和形状的组合。

可选地，定位装置还包括：计算单元，根据第二位置计算机器人的位置信息；生成单元，根据位置信息生成控制指令，控制指令用于指示机器人按照控制指令中的运动信息运动；发送单元，用于向机器人发送控制指令。

可选地，机器人的位置信息包括机器人与第一预设区域的边界线的距离信息，计算单元包括：第三计算子单元，用于计算第二位置与第一预设区域的边界线Li的距离d(i)，其中，i依次取1至N的整数，N为第一预设区域的边界线的数量；筛选子单元，用于从距离d(1)至距离d(N)这N个距离中筛选出数值小于等于预设距离d0的距离，得到目标距离；生成单元包括：第二确定子单元，用于将目标距离对应的边界线作为目标边界线；生成子单元，用于根据目标边界线生成控制指令，控制指令用于控制机器人向远离目标边界线的方向运动。

可选地，定位装置还包括：判断单元，用于在计算单元根据第二位置计算机器人的运动信息之前，判断机器人是第一类机器人还是第二类机器人；如果判断出机器人是第一类机器人，控制指令允许机器人在一个第一预设区域内运动；如果判断出机器人是第二类机器人，控制指令允许机器人在多个第一预设区域内运动。

可选地，判断单元包括：第二识别子单元，用于识别机器人的可见标识；判断子单元，用于判断可见标识是第一类标识还是第二类标识；第三确定子单元，用于如果可见标识是第一类标识，确定机器人是第一类机器人，其中，第一类机器人只允许在一个第一预设区域内运动；第四确定子单元，用于如果可见标识是第二类标识，确定机器人是第二类机器人，其中，第二类机器人允许在多个第一预设区域内运动。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种机器人，包括：以上所述的机器人的定位装置。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种机器人的定位方法，其特征在于，包括：

获取多个第一预设区域中机器人的第一位置，其中，所述第一预设区域中包括至少一个机器人；

获取所述第一预设区域相对第二预设区域的相对位置，其中，所述第二预设区域是多个所述第一预设区域的集合；

根据所述相对位置和所述第一位置，将所述机器人在所述第一预设区域中的所述第一位置映射为所述机器人在所述第二预设区域中的第二位置；

其中，通过使用多个摄像头，基于每个摄像头覆盖一个第一预设区域，当所述第一预设区域内有多个机器人时，通过每个机器人有一个可见标识与其ID相关联确定所述机器人在所述第一预设区域中的位置。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述第一位置为所述机器人在以第一参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x1，y1)，所述第一参考点为所述第一预设区域中的任意一个点，所述相对位置为所述第一参考点在以第二参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x2，y2)，所述第二参考点为所述第二预设区域中的任意一个点，

根据所述相对位置和所述第一位置，将所述机器人在所述第一预设区域中的所述第一位置映射为所述机器人在所述第二预设区域中的第二位置包括：

将x1与x2相加，得到x0；

将y1与y2相加，得到y0；

将坐标(x0，y0)所指示的位置作为所述机器人在所述第二预设区域中的所述第二位置。

3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，获取第一预设区域中机器人的第一位置包括：

获取所述第一预设区域的图像；

在所述图像中识别所述机器人；

将所述机器人在所述图像中的位置映射为所述机器人在所述第一预设区域的位置，并且将所述机器人在所述第一预设区域的位置作为所述第一位置。

4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，将所述机器人在所述图像中的位置映射为所述机器人在所述第一预设区域的位置，并且将所述机器人在所述第一预设区域的位置作为所述第一位置包括：

获取所述机器人在所述图像中的坐标；

获取所述图像与所述第一预设区域的大小的比例；

根据所述比例放大所述机器人在所述图像中的坐标，得到所述机器人在所述第一预设区域的坐标，并且将所述机器人在所述第一预设区域的坐标所指示的位置作为所述第一位置。

5.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述第一预设区域中每个机器人具有不同的可见标识，

在所述图像中识别所述机器人包括：

通过所述可见标识来识别与所述可见标识相对应的所述机器人。

6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述可见标识为所述机器人的某一个部件的颜色、形状、或者颜色和形状的组合。

7.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：

根据所述第二位置计算所述机器人的位置信息；

根据所述位置信息生成控制指令，所述控制指令用于指示所述机器人按照所述控制指令中的运动信息运动；

向所述机器人发送所述控制指令。

8.根据权利要求7所述的定位方法，其特征在于，所述机器人的位置信息包括所述机器人与所述第一预设区域的边界线的距离信息，根据所述第二位置计算所述机器人的位置信息包括：

计算所述第二位置与所述第一预设区域的边界线Li的距离d(i)，其中，i依次取1至N的整数，N为所述第一预设区域的边界线的数量；

从距离d(1)至距离d(N)这N个距离中筛选出数值小于等于预设距离d0的距离，得到目标距离；

根据所述位置信息生成控制指令包括：

将所述目标距离对应的边界线作为目标边界线；

根据所述目标边界线生成控制指令，所述控制指令用于控制所述机器人向远离所述目标边界线的方向运动。

9.根据权利要求7所述的定位方法，其特征在于，

在根据所述第二位置计算所述机器人的运动信息之前，所述方法还包括：

判断所述机器人是第一类机器人还是第二类机器人；

如果判断出所述机器人是所述第一类机器人，所述控制指令允许所述机器人在一个所述第一预设区域内运动；

如果判断出所述机器人是所述第二类机器人，所述控制指令允许所述机器人在多个所述第一预设区域内运动。

10.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于，判断所述机器人是第一类机器人还是第二类机器人包括：

识别所述机器人的可见标识；

判断所述可见标识是第一类标识还是第二类标识；

如果所述可见标识是所述第一类标识，确定所述机器人是所述第一类机器人，其中，所述第一类机器人只允许在一个所述第一预设区域内运动；

如果所述可见标识是所述第二类标识，确定所述机器人是所述第二类机器人，其中，所述第二类机器人允许在多个所述第一预设区域内运动。

11.一种机器人的定位装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取多个第一预设区域中机器人的第一位置，其中，所述第一预设区域中包括至少一个机器人；

第二获取单元，用于获取所述第一预设区域相对第二预设区域的相对位置，其中，所述第二预设区域是多个所述第一预设区域的集合；

映射单元，用于根据所述相对位置和所述第一位置，将所述机器人在所述第一预设区域中的所述第一位置映射为所述机器人在所述第二预设区域中的第二位置；

其中，通过使用多个摄像头，基于每个摄像头覆盖一个第一预设区域，当所述第一预设区域内有多个机器人时，通过每个机器人有一个可见标识与其ID相关联确定所述机器人在所述第一预设区域中的位置。

12.根据权利要求11所述的定位装置，其特征在于，所述第一位置为所述机器人在以第一参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x1，y1)，所述第一参考点为所述第一预设区域中的任意一个点，所述相对位置为所述第一参考点在以第二参考点为坐标原点的二维坐标系中的坐标(x2，y2)，所述第二参考点为所述第二预设区域中的任意一个点，

所述映射单元包括：

第一计算子单元，用于将x1与x2相加，得到x0；

第二计算子单元，用于将y1与y2相加，得到y0；

第一确定子单元，用于将坐标(x0，y0)所指示的位置作为所述机器人在所述第二预设区域中的所述第二位置。

13.根据权利要求11所述的定位装置，其特征在于，所述第一获取单元包括：

获取子单元，用于获取所述第一预设区域的图像；

第一识别子单元，用于在所述图像中识别所述机器人；

映射子单元，用于将所述机器人在所述图像中的位置映射为所述机器人在所述第一预设区域的位置，并且将所述机器人在所述第一预设区域的位置作为所述第一位置。

14.根据权利要求13所述的定位装置，其特征在于，所述第一识别子单元包括：

第一获取模块，用于获取所述机器人在所述图像中的坐标；

第二获取模块，用于获取所述图像与所述第一预设区域的大小的比例；

放大模块，用于根据所述比例放大所述机器人在所述图像中的坐标，得到所述机器人在所述第一预设区域的坐标，并且将所述机器人在所述第一预设区域的坐标所指示的位置作为所述第一位置。

15.根据权利要求13所述的定位装置，其特征在于，所述第一预设区域中每个机器人具有不同的可见标识，

所述第一识别子单元包括：

识别模块，用于通过所述可见标识来识别与所述可见标识相对应的所述机器人。

16.根据权利要求15所述的定位装置，其特征在于，所述可见标识为所述机器人的某一个部件的颜色、形状、或者颜色和形状的组合。

17.根据权利要求11所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括：

计算单元，根据所述第二位置计算所述机器人的位置信息；

生成单元，根据所述位置信息生成控制指令，所述控制指令用于指示所述机器人按照所述控制指令中的运动信息运动；

发送单元，用于向所述机器人发送所述控制指令。

18.根据权利要求17所述的定位装置，其特征在于，所述机器人的位置信息包括所述机器人与所述第一预设区域的边界线的距离信息，所述计算单元包括：

第三计算子单元，用于计算所述第二位置与所述第一预设区域的边界线Li的距离d(i)，其中，i依次取1至N的整数，N为所述第一预设区域的边界线的数量；

筛选子单元，用于从距离d(1)至距离d(N)这N个距离中筛选出数值小于等于预设距离d0的距离，得到目标距离；

所述生成单元包括：

第二确定子单元，用于将所述目标距离对应的边界线作为目标边界线；

生成子单元，用于根据所述目标边界线生成控制指令，所述控制指令用于控制所述机器人向远离所述目标边界线的方向运动。

19.根据权利要求17所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括：

判断单元，用于在所述计算单元根据所述第二位置计算所述机器人的运动信息之前，判断所述机器人是第一类机器人还是第二类机器人；

如果判断出所述机器人是所述第一类机器人，所述控制指令允许所述机器人在一个所述第一预设区域内运动；

如果判断出所述机器人是所述第二类机器人，所述控制指令允许所述机器人在多个所述第一预设区域内运动。

20.根据权利要求19所述的定位装置，其特征在于，所述判断单元包括：

第二识别子单元，用于识别所述机器人的可见标识；

判断子单元，用于判断所述可见标识是第一类标识还是第二类标识；

第三确定子单元，用于如果所述可见标识是所述第一类标识，确定所述机器人是所述第一类机器人，其中，所述第一类机器人只允许在一个所述第一预设区域内运动；

第四确定子单元，用于如果所述可见标识是所述第二类标识，确定所述机器人是所述第二类机器人，其中，所述第二类机器人允许在多个所述第一预设区域内运动。

21.一种机器人，其特征在于，包括权利要求11至20任一项所述的机器人的定位装置。

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