TW201701091A - 一種移動控制裝置及移動控制方法 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種機器人裝置的定位控制技術領域，尤其涉及一種移動控制裝置及移動控制方法，包括採集單元，用以獲取機器人於當前所處環境中的點雲數據，並根據點雲數據形成一採集數據輸出；控制單元，用以接收採集數據，並根據採集數據形成一控制信號輸出；移動機構，並於控制信號的作用下，驅動機器人執行相應的移動。與現有技術相比，本發明的優點是：本發明中，通過採集單元實時採集機器人與當前環境中的各個障礙物之間的距離信息判斷機器人所處位置，無需設置多個發射器，成本較低，且測距方式從被動的接收發射器發射的信號轉爲主動發出測距信息，資源利用率提高，同時採集裝置實施採集，測距信息準確，根據較爲準確的測距信息，定位準確率高，效率較高。
Description
本發明涉及一種機器人裝置的定位控制技術領域，尤其涉及一種移動控制裝置及控制方法。
機器人是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，目前室內移動機器人一般通過藍牙或者WIFI爲進行室內的定位與尋航，於室內多個地方布局發射器（藍牙發射裝置或WIFI熱點）機器人根據接收的不同發射點信號的强弱，結合內置的與該環境相匹配的室內平面圖計算判斷所處位置於發射器的距離，進而獲取自身所處爲位置信息。但是現有此種室內定位的技術存在以下缺陷：（1）機器人自身需要室內平面圖的先驗知識；（2）需要在室內合理地安裝儘量多的發射點，發射點越多，則成本就越高，而發射點的數量越少，定位的精度越低；發射點的信號會因爲牆壁的阻隔或反射，會給定位的誤差帶來不確定的因素；（3）機器人進入一個新的未知環境無法馬上進行定位。
針對現有技術的不足，本發明提供一種定位準確、結構簡單的移動控制裝置及控制方法。
本發明通過如下方法實現：
一種移動控制裝置，應用於機器人控制系統，其中：包括，
採集單元，設置於所述機器人的預定位置處，用以獲取所述機器人於當前所處環境中的點雲數據，並根據所述點雲數據形成一採集數據輸出；
控制單元，用以接收所述採集數據，並根據所述採集數據形成一控制信號輸出；
移動機構，接收所述控制信號，並於所述控制信號的作用下，驅動所述機器人執行相應的移動。
上述的移動控制裝置，其中：所述控制單元包括
一建模單元，用以接收所述採集數據，並根據所述採集數據結合所述機器人當前位姿信息形成一與當前所處環境相匹配的空間平面圖。
上述的移動控制裝置，其中：於所述建模單元中形成有一與當前所述環境相匹配的空間平面圖，所述控制單元還包括
一判斷單元，分別讀取所述採集數據與所述空間平面圖，並根據所述採集數據與所述空間平面圖形成一判斷結果，
一計算單元，接受所述判斷結果，並根據所述判斷結果形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
上述的移動控制裝置，其中：於所述控制單元中預製一與當前所述環境相匹配的空間平面圖，還包括
一判斷單元，分別讀取所述採集數據與所述空間平面圖，並根據所述採集數據與所述空間平面圖形成一判斷結果，
一計算單元，接受所述判斷結果，並根據所述判斷結果形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
上述的移動控制裝置，其中：還包括一更新單元，所述採集單元實時採集所述點雲數據，所述更新單元根據所述點雲數據實時更新所述空間平面圖。
上述的移動控制裝置，其中：所述採集單元爲雷射掃描測距傳感器，所述雷射掃描測距傳感器用以獲取所述機器人當前所處環境中的所述點雲數據。
上述的移動控制裝置，其中：所述移動機構主要由複數個驅動輪和一個萬向輪形成，所述驅動輪與所述萬向輪按照一三角形狀設置於所述機器人底部。
一種移動控制方法，應用於機器人控制系統，其中：包括，
步驟S1，控制採集單元用以獲取所述機器人於當前所處環境中的點雲數據，並根據所述點雲數據形成一採集數據輸出；
步驟S2，控制單元接收所述採集數據，並根據所述採集數據形成一控制信號輸出；
步驟S3、控制移動機構於所述控制信號的作用下，驅動所述機器人執行相應的移動。
上述的移動控制方法，其中：所述步驟S2具體包括如下步驟：
步驟S21、判斷所述控制單元中是否設置有一空間平面圖；
步驟S22，於所述控制單元中未設置有所述空間平面圖的狀態下，建模單元接收所述採集數據，並根據所述採集數據結合所述機器人當前位姿信息形成一與當前所處環境相匹配的空間平面圖，
步驟S23、判斷單元分別讀取所述採集數據與所述空間平面圖，並根據所述採集數據與所述空間平面圖形成一判斷結果，
步驟S24，計算單元接受所述判斷結果，並根據所述判斷結果形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
與現有技術相比，本發明的優點是：
本發明中，通過採集單元實時採集機器人與當前環境中的各個障礙物之間的距離信息判斷機器人所處位置，無需設置多個發射器，成本較低，且測距方式從被動的接收發射器發射的信號轉爲主動發出測距信息，資源利用率提高，同時採集裝置實施採集，測距信息準確，根據較爲準確的測距信息，定位準確率高，效率較高。
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作爲本發明的限定。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，在不衝突的情况下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作爲本發明的限定。
如圖1所示，一種移動控制裝置，應用於機器人控制系統，其中：包括，
採集單元，設置於所述機器人的預定位置處，用以獲取所述機器人於當前所處環境中的複數個點雲數據，並根據所述點雲數據形成一採集數據輸出；進一步地，所述採集單元爲雷射掃描測距傳感器，其中所述雷射掃描測距傳感器可設置距離水平面150mm的位置，雷射掃描測距傳感器可360°旋轉，所述雷射掃描測距傳感器用以獲取所述機器人當前所處環境中的所述點雲數據。每個所述點雲數據包含有三維坐標信息、顔色信息、以及反射强度信息。其中雷射掃描測距傳感器通過不行旋轉內部的雷射測距模塊，每旋轉1°即可測量到機器人與障礙物的距離，雷射測距模塊成水平方向旋轉，通過多次旋轉測距，可以獲取機器人當前所述位置與障礙物的距離，同時也可獲取機器人當前所處環境中的室內平面圖。
控制單元，用以接收所述採集數據，並根據所述採集數據形成一控制信號輸出；控制單元根據採集單元獲取的採集數據判斷機器人所處的空間位置信息，進而根據用戶輸入的控制命令，結合空間位置信息形成一控制信號。
移動機構，接收所述控制信號，並於所述控制信號的作用下，驅動所述機器人執行相應的移動。
本發明中，通過採集單元實時採集機器人與當前環境中的各個障礙物之間的距離信息判斷機器人所處位置，無需設置多個發射器，成本較低，且測距方式從被動的接收發射器發射的信號轉爲主動發出測距信息，資源利用率提高，同時採集裝置實施採集，測距信息準確，根據較爲準確的測距信息，定位準確率高，效率較高。
此處列舉一具體實施方式：以傳菜機器人爲例，傳菜機器人需要從廚房到不同步的目標位置之間來回走動，用戶設置機器人的目標位置，採集裝置實時採集判斷當前所處位置與障礙物（障礙物包括固定障礙物和可移動障礙物）之間的距離，控制單元根據採集數據結合當前所處環境的空間平面圖、以及用戶設置的目標位置形成控制信號，控制信號驅動傳動機構根據該控制信號執行與之相匹配的移動，直至到達目標位置。
上述的移動控制裝置，其中：所述控制單元包括
一建模單元，用以接收所述採集數據，並根據所述採集數據結合所述機器人當前位姿信息形成一與當前所處環境相匹配的空間平面圖。當機器人進入一個未知環境或者用戶首次使用機器人時，機器人內部未保存有與當前所處環境相匹配的空間平面圖，則機器人進入該環境中，不發生位置移動。首先通過採集裝置獲取所述機器人於當前所處環境中的複數個點雲數據，建模單元根據所述採集數據結合所述機器人當前位姿信息形成一與當前所處環境相匹配的空間平面圖。
上述的移動控制裝置，其中：於所述建模單元中形成有一與當前所述環境相匹配的空間平面圖，所述控制單元還包括
一判斷單元，分別讀取所述採集數據與所述空間平面圖，並根據所述採集數據與所述空間平面圖形成一判斷結果，
一計算單元，接受所述判斷結果，並根據所述判斷結果形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
於所述建模單元中形成有一與當前所述環境相匹配的空間平面圖，判斷單元讀取所述採集數據與所述空間平面圖，並根據所述採集數據與所述空間平面圖形成一判斷結果，計算單元，接受所述判斷結果，並根據所述判斷結構形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
上述的移動控制裝置，其中：於所述控制單元中預製一與當前所述環境相匹配的空間平面圖，還包括
一判斷單元，分別讀取所述採集數據與所述空間平面圖，並根據所述採集數據與所述空間平面圖形成一判斷結果，
一計算單元，接受所述判斷結果，並根據所述判斷結果形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
上述的移動控制裝置，其中：還包括一更新單元，所述採集單元實時採集所述點雲數據，所述更新單元根據所述點雲數據實時更新所述空間平面圖。通過更新單元，實時更新所述空間平面圖，提高機器人定位的準確度。
上述的移動控制裝置，其中：所述移動機構主要由複數個驅動輪和一個萬向輪形成，所述驅動輪與所述萬向輪按照一三角形狀設置於所述機器人底部。
如圖2所示，一種移動控制方法，應用於機器人控制系統，其中：包括，
步驟S1，控制採集單元用以獲取所述機器人於當前所處環境中的點雲數據，並根據所述點雲數據形成一採集數據輸出；
步驟S2，控制單元接收所述採集數據，並根據所述採集數據形成一控制信號輸出；
步驟S3、控制移動機構於所述控制信號的作用下，驅動所述機器人執行相應的移動。
本發明提供的一種移動控制方法，與上述的移動控制裝置工作原理相似，此處不做贅述。
上述的移動控制方法，其中：所述步驟S2具體包括如下步驟：
步驟S21、判斷所述控制單元中是否設置有一空間平面圖；
步驟S22，於所述控制單元中未設置有所述空間平面圖的狀態下，建模單元接收所述採集數據，並根據所述採集數據結合所述機器人當前位姿信息形成一與當前所處環境相匹配的空間平面圖，
步驟S23、判斷單元分別讀取所述採集數據與所述空間平面圖，並根據所述採集數據與所述空間平面圖形成一判斷結果，
步驟S24，計算單元接受所述判斷結果，並根據所述判斷結果形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
以上所述僅爲本發明較佳的實施例，並非因此限制本發明的實施方式及保護範圍，對於本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護範圍內。
S1-S3‧‧‧步驟
圖1爲本發明一種移動控制裝置結構示意圖； 圖2爲本發明一種移動控制方法流程示意圖。
Claims (9)
- 一種移動控制裝置，應用於機器人控制系統，包括， 採集單元，設置於所述機器人的預定位置處，用以獲取所述機器人於當前所處環境中的點雲數據，並根據所述點雲數據形成一採集數據輸出； 控制單元，用以接收所述採集數據，並根據所述採集數據形成一控制信號輸出； 移動機構，接收所述控制信號，並於所述控制信號的作用下，驅動所述機器人執行相應的移動。
- 根據申請專利範圍第1項所述的移動控制裝置，所述控制單元包括 一建模單元，用以接收所述採集數據，並根據所述採集數據結合所述機器人當前位姿信息形成一與當前所處環境相匹配的空間平面圖。
- 根據申請專利範圍第2項所述的移動控制裝置，於所述建模單元中形成有一與當前所述環境相匹配的空間平面圖，所述控制單元還包括 一判斷單元，分別讀取所述採集數據與所述空間平面圖，並根據所述採集數據與所述空間平面圖形成一判斷結果， 一計算單元，接受所述判斷結果，並根據所述判斷結果形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
- 根據申請專利範圍第1項所述的移動控制裝置，於所述控制單元中預製一與當前所述環境相匹配的空間平面圖，還包括 一判斷單元，分別讀取所述採集數據與所述空間平面圖，並根據所述採集數據與所述標準空間平面圖形成一判斷結果， 一計算單元，接受所述判斷結果，並根據所述判斷結果形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
- 根據申請專利範圍第3項或第4项所述的移動控制裝置，還包括一更新單元，所述採集單元實時採集所述點雲數據，所述更新單元根據所述點雲數據實時更新所述空間平面圖。
- 根據申請專利範圍第1項所述的移動控制裝置，所述採集單元爲雷射掃描測距傳感器，所述雷射掃描測距傳感器用以獲取所述機器人當前所處環境中的所述點雲數據。
- 根據申請專利範圍第1項所述的移動控制裝置，所述移動機構主要由複數個驅動輪和一個萬向輪形成，所述驅動輪與所述萬向輪按照一三角形狀設置於所述機器人底部。
- 一種移動控制方法，應用於機器人控制系統，包括， 步驟S1，控制採集單元用以獲取所述機器人於當前所處環境中的點雲數據，並根據所述點雲數據形成一採集數據輸出； 步驟S2，控制單元接收所述採集數據，並根據所述採集數據形成一控制信號輸出； 步驟S3、控制移動機構於所述控制信號的作用下，驅動所述機器人執行相應的移動。
- 根據申請專利範圍第8項所述的移動控制方法，所述步驟S2具體包括如下步驟： 步驟S21、判斷所述控制單元中是否設置有一空間平面圖； 步驟S22，於所述控制單元中未設置有所述空間平面圖的狀態下，建模單元接收所述採集數據，並根據所述採集數據結合所述機器人當前位姿信息形成一與當前所處環境相匹配的空間平面圖， 步驟S23、判斷單元分別讀取所述採集數據與所述標準空間平面圖，並根據所述採集數據與所述標準空間平面圖形成一判斷結果， 步驟S24，計算單元接受所述判斷結果，並根據所述判斷結果形成一含有所述機器人位置信息的計算結果輸出。
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