CN110524541A - 一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法，在空间设置N个发射与接收信号装置，在发射与接收信号装置之间，形成信号围墙，用于确定机器人的运动空间，机器人运动到信号围墙边界时，改变运动方向，限定其运动范围位于信号围墙之内,其中，发射与接收信号装置的数量N，根据机器人运动范围的形状或大小决定。本申请在空间设置发射与接收信号装置，由信号装置发射的信号组成信号虚拟围墙，实现了空间的虚拟范围划分，限定了机器人的运动范围。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法。
背景技术
目前机器人在未知环境中运动时的定位与地图构建，主要采用同步定位与建图（SLAM=Simultaneous localization and mapping）方法，研究服务机器人自主定位导航的解决方案，基于传感器的不同，一种是基于激光雷达的激光SLAM，一种是基于视觉的视觉SLAM，激光SLAM采用2D或3D激光雷达，也叫单线或多线激光雷达，2D激光雷达一般用于室内机器人上，如扫地机器人，而3D激光雷达一般使用于无人驾驶领域。视觉SLAM的优点是它所利用的丰富纹理信息。例如两块尺寸相同内容却不同的广告牌，基于点云的激光SLAM算法无法区别他们，而视觉则可以轻易分辨，这带来了重定位、场景分类上无可比拟的巨大优势。同时，视觉信息可以较为容易的被用来跟踪和预测场景中的动态目标，如行人、车辆等，对于在复杂动态场景中的应用这是至关重要的。
但对于空间比较大、无明显标识的地方，比如车站广场，一个清洁机器人完成清洁有一定难度，需要多个机器人进行清洁，每个机器人如何区分自己的工作区域，目前的SLAM技术是无法对机器人提供定位的，如何对空间进行区分，让机器人工作在自己的指定范围内，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法，通过在空间设置多个发射与接收信号装置，由发射与接收信号装置发射的信号，在多个发射与接收信号装置之间形成信号围墙，确定机器人的运动空间，实现对机器人运动范围的确定。
本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法，在空间设置N个发射与接收信号装置，在发射与接收信号装置之间，形成信号围墙，用于确定机器人的运动空间，机器人运动到信号围墙边界时，改变运动方向，限定其运动范围位于信号围墙之内,其中，N是大于等于2的正整数。
本发明进一步设置为：发射与接收信号装置的数量，根据机器人运动范围的形状或大小决定。
本发明进一步设置为：发射与接收的是电磁波信号，包括可见光电磁波、不可见光电磁波。
本发明进一步设置为：发射与接收的是激光信号。
本发明进一步设置为：相邻两个发射与接收信号装置之间的信号，其运行轨迹是线性的，第一发射与接收信号装置发射的信号只能被第二发射与接收信号装置接收，第二发射与接收信号装置发射的信号只能被第三发射与接收信号装置接收，依次连接，第N发射与接收信号装置发射的信号只能被第一发射与接收信号装置接收，以组成一个封闭的虚拟围墙。
本发明进一步设置为：发射与接收的是单束信号，或是从上往下排列的多束信号。
本发明进一步设置为：对于多边形的虚拟信号围墙，在第奇数个角位置设置发射与接收信号装置，在第偶数个角位置不设置发射与接收信号装置，第偶数个角位置由相邻的两个奇数个角位置设置发射与接收信号装置发射的信号交点确定，机器人检测是否触及信号围墙。
本发明进一步设置为：机器人达到信号围墙边界时，发射与接收信号装置检测到机器人已达到信号围墙边界，发出边界信号给机器人，机器人接收到边界信号后，改变运动方向。
本发明的上述发明目的还通过以下技术方案得以实现：
一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法，在空间设置N个定位装置，定位装置上设置有机器人能够识别的标志信息，机器人扫描定位装置后，根据各定位装置与机器人之间的相对位置，绘制机器人运动的虚拟围墙，用于确定机器人的运动空间，机器人运动到信号围墙边界时，改变运动方向，限定其运动范围位于信号围墙之内,其中，N是大于等于3的正整数。
本发明进一步设置为：各定位装置与机器人之间的相对位置，包括方向、距离。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
1.本申请在空间设置发射与接收信号装置，由信号装置发射的信号组成信号虚拟围墙，实现了空间的虚拟范围划分，限定了机器人的运动范围；
2.进一步地，设置轨迹为线性的信号形成信号围墙，保证了形成围墙的单一性，为形成信号围墙提供了可能；
3.进一步地，采用间隔设置发射与接收信号装置的方法设置信号围墙，减小了发射与接收信号装置的数量，降低了成本；
4.进一步地，设置带有标志信息的定位装置，通过机器人扫描标志信息定位运动范围，绘制虚拟围墙，实现了虚拟空间的划分。
附图说明
图1是本发明的一个具体实施例的信号围墙结构示意图；
图2是本发明的又一个具体实施例的信号围墙结构示意图；
图3是本发明的再一个具体实施例的信号围墙结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一
本发明的一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法，如图1所示，在空间设置五个发射与接收信号装置1、2、3、4、5，每个发射与接收信号装置既发射信号也接收信号，发射与接收信号装置1发射的信号A被发射与接收信号装置2接收，信号A在发射与接收信号装置1、2之间形成信号墙，同样原理，在发射与接收信号装置2、3之间形成信号墙，在发射与接收信号装置3、4之间形成信号墙，在发射与接收信号装置4、5之间形成信号墙，在发射与接收信号装置5、1之间形成信号墙，这些信号墙围成一个封闭的空间，用于限定机器人的运动范围。
当机器人运动到信号围墙边界时，发射与接收装置检测到信号被阻断，接收不到信号，就判断机器人挡住了信号，发出到达边界信号给机器人，机器人在接收到达边界信号后，改变运动方向，限定其运动范围位于信号围墙之内。
在本申请的一个具体实施例中，发射与接收信号装置发射的是电磁信号，包括可见光电磁信号、不可见光电磁信号。可见光电磁信号包括激光信号。因为激光的运行轨迹为线性，有利于形成信号围墙。不可见光电磁信号包括红外光对管形成的信号围墙，当发射与接收信号装置1中的红外发射管发射的红外线信号只能被发射与接收信号装置2中的红外接收管接收，在发射与接收信号装置1、发射与接收信号装置2之间形成信号墙，同样地，发射与接收信号装置2中的红外发射管发射的红外线信号只能被发射与接收信号装置3中的红外接收管接收，在发射与接收信号装置2、发射与接收信号装置3之间形成信号墙，依次类推，发射与接收信号装置5中的红外发射管发射的红外线信号只能被发射与接收信号装置1中的红外接收管接收，在发射与接收信号装置5、发射与接收信号装置1之间形成信号墙，多个信号墙围成封闭区域后就形成了虚拟围墙。
在本申请的一个具体实施例中，由一束或多束线性轨迹的信号形成信号围墙，多束线性轨迹的信号从上至下依次排列，形成信号束墙体。
具体实施方式二
本发明的一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法，如图2所示，在空间设置三个发射与接收信号装置1、3、5，在2、4两个角位置不设置发射与接收信号装置，此时的发射与接收装置同时在二个不同方向发射信号，在发射处接收被反射回来的发射信号。发射与接收信号装置1、3分别在不同方向发射的信号，在角位置2的地方相交，从而确定角位置2，同样的，发射与接收信号装置3、5分别在不同方向发射的信号，在角位置4的地方相交，从而确定角位置4，发射与接收信号装置1、5之间，同时向相反方向发射信号，这样，在发射与接收信号装置1、3、5和角位置2、4之间的信号墙形成一个封闭的虚拟空间。
发射与接收信号装置1、3、5接收反射回来的信号，如果反射回来的信号一直存在，如发射与接收信号装置1将发射与接收信号装置5发射的信号反射回发射与接收信号装置5，则发射与接收信号装置5认为反射信号为无效信号；如果反射回来的信号突然出现，则判断为机器人到达信号边界，发射与接收信号装置发送到达信号边界信号给机器人，机器人在接收到达边界信号后，改变运动方向，限定其运动范围位于信号围墙之内。
在本申请的一个具体实施例中，如果虚拟空间是四边形，则只需要二个发射与接收信号装置，大大降低了信息围墙的成本。
本实施例说明了对于多边形的虚拟信号围墙的另一种设置方法，在多边形的第一个角位置设置第一发射与接收信号装置，在相邻的第二个角位置不设置发射与接收信号装置，在与第二个角位置相邻的第三个角位置设置第三发射与接收信号装置，第二个角位置由第一发射与接收信号装置与第三发射与接收信号装置发射的信号交点确定，以此类推。这种设置方法，极大地降低了信息围墙的成本。
具体实施方式三
本申请的一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法，如图3所示，在空间设置N个定位装置，定位装置上设置有机器人能够识别的标志信息，机器人扫描定位装置上的标志信息后，根据各定位装置与机器人之间的相对位置，包括角度、距离，确定各定位装置的相对位置，从而确定定位装置所形成的空间范围，绘制机器人运动的虚拟围墙，机器人计算出用于机器人运动的空间地图，机器人运动到信号围墙边界时，改变运动方向，限定其运动范围位于信号围墙之内。其中，N是大于等于3的正整数。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法，其特征在于：在空间设置N个发射与接收信号装置，在发射与接收信号装置之间，形成信号围墙，用于确定机器人的运动空间，机器人运动到信号围墙边界时，改变运动方向，限定其运动范围位于信号围墙之内,其中，N是大于等于2的正整数。
2.根据权利要求1所述的空间虚拟划分方法，其特征在于：发射与接收信号装置的数量，根据机器人运动范围的形状或大小决定。
3.根据权利要求1所述的空间虚拟划分方法，其特征在于：发射与接收的是电磁波信号，包括可见光电磁波、不可见光电磁波。
4.根据权利要求3所述的空间虚拟划分方法，其特征在于：发射与接收的是激光信号。
5.根据权利要求1所述的空间虚拟划分方法，其特征在于：相邻两个发射与接收信号装置之间的信号，其运行轨迹是线性的，第一发射与接收信号装置发射的信号只能被第二发射与接收信号装置接收，第二发射与接收信号装置发射的信号只能被第三发射与接收信号装置接收，依次连接，第N发射与接收信号装置发射的信号只能被第一发射与接收信号装置接收，以组成一个封闭的虚拟围墙。
6.根据权利要求1所述的空间虚拟划分方法，其特征在于：发射与接收的是单束信号，或是从上往下排列的多束信号。
7.根据权利要求1所述的空间虚拟划分方法，其特征在于：对于多边形的虚拟信号围墙，在第奇数或第偶数个角位置设置发射与接收信号装置，在第偶数或第奇数个角位置不设置发射与接收信号装置，第偶数或第奇数个角位置由相邻的两个奇数个角位置设置发射与接收信号装置发射的信号交点确定，机器人检测是否触及信号围墙。
8.根据权利要求1所述的空间虚拟划分方法，其特征在于：机器人达到信号围墙边界时，发射与接收信号装置检测到机器人已达到信号围墙边界，发出边界信号给机器人，机器人接收到边界信号后，改变运动方向。
9.一种用于限定机器人运动范围的空间虚拟划分方法，其特征在于：在空间设置N个定位装置，定位装置上设置有机器人能够识别的标志信息，机器人扫描定位装置后，根据各定位装置与机器人之间的相对位置，绘制机器人运动的虚拟围墙，用于确定机器人的运动空间，机器人运动到信号围墙边界时，改变运动方向，限定其运动范围位于信号围墙之内,其中，N是大于等于3的正整数。
10.根据权利要求9所述的空间虚拟划分方法，其特征在于：各定位装置与机器人之间的相对位置，包括方向、距离。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113081666A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-09 | 上海傅利叶智能科技有限公司 | 康复机器人的虚拟限位的方法、装置和康复机器人 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102759924A (zh) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 自动工作***、自动行走设备及其转向方法 |
| CN103076802A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-05-01 | 江苏大学 | 机器人虚拟边界建立与识别方法及*** |
| US20130218342A1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Micro-Star International Company Limited | Control method for cleaning robots |
| CN103891463A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 自动割草*** |
| CN104914857A (zh) * | 2014-03-10 | 2015-09-16 | 宝时得机械(中国)有限公司 | 智能边界柱 |
| CN106805855A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-06-09 | 广东探金电子科技有限公司 | 一种智能扫地机器人的控制*** |
-
2019
- 2019-09-17 CN CN201910876746.1A patent/CN110524541A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102759924A (zh) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 自动工作***、自动行走设备及其转向方法 |
| US20130218342A1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Micro-Star International Company Limited | Control method for cleaning robots |
| CN103076802A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-05-01 | 江苏大学 | 机器人虚拟边界建立与识别方法及*** |
| CN103891463A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 自动割草*** |
| CN104914857A (zh) * | 2014-03-10 | 2015-09-16 | 宝时得机械(中国)有限公司 | 智能边界柱 |
| CN106805855A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-06-09 | 广东探金电子科技有限公司 | 一种智能扫地机器人的控制*** |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113081666A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-09 | 上海傅利叶智能科技有限公司 | 康复机器人的虚拟限位的方法、装置和康复机器人 |
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