机器人及机器人的测距控制方法、存储介质和设备与流程

1.本技术涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人及机器人的测距控制方法、存储介质和设备。


背景技术：

2.众所周知，机器人在运行过程中或多或少需要用到测距功能。目前市场上大部分机器人的测距功能是利用红外线来实现，更具体地则是通过红外线发射装置和红外线接收装置来实现此功能。如图5所示，红外线发射装置和红外线接收装置实现测距功能的原理是：红外线发射装置朝向检测目标发射特定频率的红外线信号，红外线通过检测目标表面反射，被红外线接收装置接收，引起红外线接收电路的电压变化。且其电压变化差值越大，说明反射的红外线强度越强，即机器人与检测目标的距离越近；电压变化差值越小，说明反射的红外线强度越弱，即机器人与检测目标的距离越远。同时机器人控制单元上会设置判断机器人状态的标准电压差值(即判断阈值)，该判断阈值对应的机器人与检测目标的距离为标准距离，此距离为机器人执行第一动作、第二动作的判断依据。机器人控制单元与红外线接收装置的电路进行通信并计算红外线接收电路的电压差值，当红外线接收电路的电压变化差值超过设置的判断阈值，即机器人与检测目标的距离小于标准距离时，机器人执行相应的第一动作；而当红外线接收电路的电压变化差值低于设置判断阈值时，即机器人与检测目标的距离大于标准距离时，机器人则会执行第二动作。
3.现有机器人采用红外测距存在的弊端是：当机器人处于深色环境时，机器人的测距功能往往会出现误判，其误判原因主要是不同颜色对光线的反射程度不一样，深色会吸收掉红外线发射装置发出的大部分光线，导致检测目标反射的红外线强度较弱，因此红外线接收装置接收到的红外线也很弱。此时即使机器人与检测目标的距离小于标准距离，反射的红外线也只能引起红外线接收装置微弱的电压变化(如图6所示)，差值无法达到所设置的判断阈值，从而使机器一直执行第二动作，不会执行第一动作，使机器人无法正确工作。目前采用将判断阈值对应地调低至机器人在深色环境时红外线接收电路的电压差值，或增强红外线发射装置的发射功率，或增大红外线接收装置输出的信号，从而使机器人在深色环境时依然能正确执行第一动作和第二动作。但该方案同时会造成机器人在浅色环境时错误地执行第一动作和第二动作。例如，如机器人在浅色环境时运行的原判断阈值为50mv，对应的标准距离为10cm。当红外线接收电路的电压差值超过50mv，即机器人与检测目标距离小于10cm时执行第一动作；当电压差值低于50mv，即机器人与检测目标距离大于10cm时执行第二动作。但当机器人在深色环境时，由于上述原因，需将判断阈值调整至20，机器人切换第一动作和第二动作对应的距离才为标准距离。但机器人如果回到浅色环境运行时，新判断阈值对应的标准距离则不是原有的10cm，从而会使机器人无法正确工作。即设置的判断阈值如果保证了机器人在浅色环境中的正确运行，则无法保证机器人在深色环境中的正确运行；反之，如设置的判断阈值如果保证了机器人在深色环境中的正确运行，则无法保证机器人在浅色环境中的正确运行。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种机器人及机器人的测距控制方法、存储介质和设备，用于解决现有机器人的测距功能不能在浅色环境和深色环境中执行正确动作的技术问题。
5.为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：
6.一种机器人，包括：机器人本体和控制单元，所述机器人本体上设置有与所述控制单元通信连接的颜色识别元件、红外发射元件和红外接收元件；
7.所述颜色识别元件，用于实时采集检测目标的颜色信息并将采集的所述颜色信息传送至所述控制单元；
8.所述控制单元，用于根据所述颜色信息调整所述红外发射元件发射信号的发射功率，或调整所述红外接收元件的接收信号大小，或调整机器人与检测目标之间距离的判断阈值。
9.优选地，所述控制单元用于根据所述颜色信息为深色，增大所述红外发射元件发射信号的发射功率，或放大所述红外接收元件的接收信号，或降低机器人与检测目标之间距离的判断阈值。
10.优选地，所述控制单元用于根据所述颜色信息为浅色，减小所述红外发射元件发射信号的发射功率，或减小所述红外接收元件的接收信号，或升高机器人与检测目标之间距离的判断阈值。
11.优选地，所述红外发射元件用于向所述检测目标发射第一红外信号。
12.优选地，所述红外接收元件用于接收与所述第一红外信号对应的且通过所述检测目标反射的第二红外信号。
13.本技术还提供一种机器人的测距控制方法，机器人包括颜色识别元件、红外发射元件和红外接收元件，该机器人的测距控制方法包括以下步骤：
14.通过颜色识别元件实时采集检测目标的颜色信息；
15.通过所述颜色信息调整所述红外发射元件发射信号的发射功率，或调整所述红外接收元件的接收信号大小，或调整机器人与检测目标之间距离的判断阈值。
16.优选地，该机器人的测距控制方法包括：通过所述颜色信息为深色，增大所述红外发射元件发射信号的发射功率，或放大所述红外接收元件的接收信号，或降低机器人与检测目标之间距离的判断阈值。
17.优选地，该机器人的测距控制方法包括：通过所述颜色信息为浅色，减小所述红外发射元件发射信号的发射功率，或减小所述红外接收元件的接收信号，或升高机器人与检测目标之间距离的判断阈值。
18.本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述所述的机器人的测距控制方法。
19.本技术还提供一种机器人的测距控制设备包括处理器以及存储器；
20.所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
21.所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的机器人的测距控制方法。
22.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：该机器人包括：机器人本体和控制单元，机器人本体上设置有与控制单元通信连接的颜色识别元件、红外发射元件
和红外接收元件，颜色识别元件用于实时采集检测目标的颜色信息并将采集的颜色信息传送至控制单元；控制单元用于根据颜色信息调整红外发射元件发射信号的发射功率，或调整红外接收元件的接收信号大小，或调整机器人与检测目标之间距离的判断阈值，确保机器人在浅色环境和深色环境中均能正确执行相应的动作。解决了现有机器人的测距功能不能在浅色环境和深色环境中执行正确动作的技术问题。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
24.图1为本技术一实施例的机器人的结构示意图；
25.图2为本技术另一实施例的机器人的结构示意图；
26.图3为本技术一实施例的机器人中红外发射元件和红外接收元件的结构示意图；
27.图4为本技术一实施例所述的机器人的测距控制方法的步骤流程图；
28.图5为现有机器人在浅色环境中运行时红外接收装置的电压变化示意图；
29.图6为现有机器人在深色环境中运行时红外接收装置的电压变化示意图。
具体实施方式
30.为使得本技术的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本技术中的实施例，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它实施例，都属于本技术保护的范围。
31.除非另有明确的规定和限定，本发明所述的术语“安装”、“相连”、“连接”以及所显示或讨论的“相互之间的耦合”或“直接耦合”或“通信连接”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，可以是两个元件内部的连通，也可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.本技术实施例提供了一种机器人及机器人的测距控制方法、存储介质和设备，用于解决了现有机器人的测距功能不能在浅色环境和深色环境中执行正确动作的技术问题。
33.图1为本技术一实施例的机器人的结构示意图，图2为本技术另一实施例的机器人的结构示意图，图3为本技术一实施例的机器人中红外发射元件和红外接收元件的结构示意图。
34.如图1至图3所示，本技术实施例提供了一种机器人，包括：机器人本体1和控制单元。机器人本体1上设置有与控制单元通信连接的颜色识别元件2、红外发射元件3和红外接收元件4。
35.需要说明的是，颜色识别元件2、红外发射元件3和红外接收元件4在机器人本体1
上的安装位置不限于图示位置，可以是在机器人本体1上任意部位。在本实施例中，机器人可以是商务、军用、户外或居家服务机器人等各种机器人。检测目标包括地面、墙壁、家具等，具体根据机器人所处环境和工作情形确定，且检测目标的颜色可以是该检测目标的任意部位的任意颜色。
36.在本技术实施例中，颜色识别元件2主要用于实时采集检测目标10的颜色信息并将采集的颜色信息传送至控制单元。
37.需要说明的是，颜色识别元件2可以为颜色识别传感器，也可以为色彩传感器、色标传感器、光电检测传感器、光电二极管、光电三极管、光敏二极管、光敏元件、磁光效应传感器、光纤传感器、光照度传感器、光电晶体管或ai识别摄像头等。机器人通过颜色识别元件2检测检测目标的颜色也可以是检测色调、光源色、色彩、色相、彩度、明度、光滑度、反光度粗糙度以及ai识别该检测目标的物体特性等。
38.在本技术实施例中，控制单元能够用于根据颜色信息调整红外发射元件3发射信号的发射功率，或调整红外接收元件4的接收信号大小，或调整机器人与检测目标10之间距离的判断阈值。
39.需要说明的是，控制单元用于控制机器人本体1移动，控制单元包括但不限于单片微型计算机(单片机)、可编程逻辑控制器(plc)、嵌入式处理器(arm)、微控制单元(mcu)、数字信号处理器(dsp)、cpu、微处理器、微控制器等用于机器人的控制模块。
40.在本技术实施例中，以机器人检测障碍物作为案例进行说明，由于物体表面的颜色与其对光的反射程度有关，比如亮色反射更多，暗色反射更少。因此，当颜色识别元件检测出检测目标10的物体表面的颜色为暗色时，机器人本体1上红外发射元件3发射的红外线再反射的量很小，导致机器人本体1要离检测目标10的物体很近才能触发机器人防碰撞功能，因此需要加大发射功率，使反射量更多，才能将机器人的防碰撞距离维持在正常水平；同理，也可以通过加大红外接收元件接收信号来实现上述效果，因为反射量少，所引起红外接收元件的电压信号变化差值就小，故可以通过加大红外接收元件电压来增大差值；调节判断阈值也同理，反射量少，引起的信号变化差值小，故可以降低判断阈值的标准，使得即使电压差值小也能触发机器人的防碰撞功能。
41.在本技术实施例中，红外发射元件3用于向检测目标10发射第一红外信号。红外接收元件4用于接收与第一红外信号对应的且通过检测目标10反射的第二红外信号。
42.可以理解的是，红外接收元件4在接收经检测目标10反射的红外信号(即第二红外信号)的同时，不可避免会同时接收来自环境光中的光信号，比如，环境光中的红外光信号；也就是说，主观上想让红外接收元件4仅接收第二红外信号，但是客观上，红外接收元件4不可避免的会同时接收来自环境光中的光信号。
43.本技术提供的一种机器人，包括：机器人本体和控制单元，机器人本体上设置有与控制单元通信连接的颜色识别元件、红外发射元件和红外接收元件，颜色识别元件用于实时采集检测目标的颜色信息并将采集的颜色信息传送至控制单元；控制单元用于根据颜色信息调整红外发射元件发射信号的发射功率，或调整红外接收元件的接收信号大小，或调整机器人与检测目标之间距离的判断阈值，确保机器人在浅色环境和深色环境中均能正确执行相应的动作。解决了现有机器人的测距功能不能在浅色环境和深色环境中执行正确动作的技术问题。
44.需要说明的是，浅色环境指机器人的检测目标10所呈现的颜色为浅色，深色环境指机器人的检测目标10所呈现的颜色为深色，比如同一物体在不同光的照射下，其会呈现出不同的深浅。在本实施例中，浅色和深色的划分可自行设定，如rgb值为0～125定义为浅色，任意一个rgb值为126～255定义为深色。其中，深色、浅色应做广义理解，并且涵盖现有颜色体系所有颜色，深色、浅色的定义在具体实际情况根据需求设定。
45.在本技术的一个实施例中，控制单元用于根据颜色信息为深色，增大红外发射元件3发射信号的发射功率，或放大红外接收元件4的接收信号，或降低机器人与检测目标10之间距离的判断阈值。控制单元用于根据颜色信息为浅色，减小红外发射元件3发射信号的发射功率，或减小红外接收元件4的接收信号，或升高机器人与检测目标10之间距离的判断阈值。
46.需要说明的是，当机器人的颜色识别元件2检测到检测目标10的颜色为深色，因为深色环境的反射光较弱，所以应该加大红外发射元件3的发射功率，或者放大红外接收元件4接收的信号；相反，当机器人的颜色识别元件2检测到检测目标10的颜色为浅色时，因为浅色环境的反射光较强，所以应该减小红外发射元件3的发射功率，或者减小红外接收元件4接收的信号，确保机器人无论在什么环境下测距距离都是一致的。在本实施例中，调整红外发射元件3发射信号的发射功率，或调整红外接收元件4的接收信号大小，或调整机器人与检测目标10之间距离的判断阈值遵循简单的线性调整规则：颜色深，红外发射元件3的发射功率和红外接收元件4接收信号增大，越深增大的程度越大；颜色浅，红外发射元件3的发射功率和红外接收元件4接收信号减小，越浅减小的程度越大，让机器人始终保持一致的测距距离。也可以是更具体的调整规则，例如根据颜色的色谱范围更细致地划分功率增大或信号减小的程度，调整规则可以应视机器人的需求来选择，故在此不作限制。
47.实施例二：
48.图4为本技术一实施例所述的机器人的测距控制方法的步骤流程图。
49.如图4所示，本技术还提供一种机器人的测距控制方法，机器人包括颜色识别元件、红外发射元件和红外接收元件，该机器人的测距控制方法包括以下步骤：
50.s1.通过颜色识别元件实时采集检测目标的颜色信息；
51.s2.通过所述颜色信息调整红外发射元件发射信号的发射功率，或调整红外接收元件的接收信号大小，或调整机器人与检测目标之间距离的判断阈值。
52.在本技术的实施例中，该机器人的测距控制方法包括：通过颜色信息为深色，增大红外发射元件发射信号的发射功率，或放大红外接收元件的接收信号，或降低机器人与检测目标之间距离的判断阈值。
53.在本技术的实施例中，该机器人的测距控制方法包括：通过颜色信息为浅色，减小红外发射元件发射信号的发射功率，或减小红外接收元件的接收信号，或升高机器人与检测目标之间距离的判断阈值。
54.需要说明的是，实施例二中的测距控制方法的步骤内容已在实施例一中的控制单元详细阐述了，在此实施例中不再详细阐述。
55.实施例三：
56.本技术还提供的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述机器人的测距控制方法。
57.实施例四：
58.本技术还提供的一种机器人的测距控制设备，包括处理器以及存储器：
59.存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
60.处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的机器人的测距控制方法。
61.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，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，仅仅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系统，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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
62.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网络单元上。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。
63.另外，在本技术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。
64.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，本技术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(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术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、移动硬盘、只读存储器(rom，read
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only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
65.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。