多机器人共享信息的避障方法、装置、机器人及相关产品与流程

多机器人共享信息的避障方法、装置、机器人及相关产品
【技术领域】
1.本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种多机器人共享信息的避障方法、装置、机器人及相关产品。


背景技术：

2.随着机器人技术的发展，机器人的功能越来越丰富，使用场景也越来越复杂，尤其在开放环境中，机器人的工作环境变化频繁，很多场景下机器人在运行时有很多盲区，对机器人安全稳定的运行带来了挑战。目前，现有的机器人多以单台机器人感知环境进行自主工作及避障，在多台机器人同时工作的场景下，如果相互存在盲区，则往往会对盲区预知不足，不能有效避障，造成机器人运动不稳定，机器人执行任务效率低，有的甚至会发生撞人、机器人碰撞事件，引发安全事故。
3.鉴于此，实有必要提供一种新型的多机器人共享信息的避障方法、装置、机器人及相关产品以克服上述缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种多机器人共享信息的避障方法、装置、机器人及相关产品，避免了单一机器人自身识别障碍物时存在盲区的问题，能够有效避障，提高了机器人运动的稳定性，提高了机器人执行任务的效率，提高了机器人运行的安全性。
5.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种多机器人共享信息的避障方法，应用于同一站点内的相互通信的多个机器人，所述方法包括如下步骤：感知机器人所处环境的环境信息；基于所述环境信息识别所处环境中的第一特征物体信息；接收所处环境内的其他机器人共享的第二特征物体信息；结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息进行避障。
6.在一个优选实施方式中，所述基于所述环境信息识别所处环境中的第一特征物体信息的步骤之后，包括：将识别的第一特征物体信息共享给其他机器人，以使其他机器人基于所述第一特征物体信息进行避障。
7.在一个优选实施方式中，所述感知机器人所处环境的环境信息的步骤，包括：通过传感器采集所处环境的第一数据，所述第一数据包括图像数据和/或激光数据。
8.在一个优选实施方式中，所述多个机器人内预存有相同的地图，所述第一特征物体信息和第二特征物体信息均包括特征物体的类型信息及坐标信息；所述基于所述环境信息识别所处环境中的第一特征物体信息的步骤，包括：基于所述第一数据识别特征物体，得出特征物体的类型信息；通过激光雷达测量所述特征物体的距离，获得所述特征物体在所述机器人坐标系下的位置信息；基于所述第一数据获取所述机器人在所述地图中的定位信息；结合所述特征物体在所述机器人坐标系下的位置信息及所述机器人在所述地图中的定位信息计算出所述特征物体在所述地图中的坐标信息。
9.在一个优选实施方式中，所述结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的
第二特征物体信息进行避障的步骤，包括：结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息调整机器人的行驶速度和/或行驶路线。
10.第二方面，本发明提供一种多机器人共享信息的避障装置，应用于同一站点内的相互通信的多个机器人，所述避障装置包括：感知模块，用于感知机器人所处环境的环境信息；识别模块，用于基于所述环境信息识别所处环境中的第一特征物体信息；共享模块，用于接收所处环境内的其他机器人共享的第二特征物体信息；以及避障模块，用于结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息进行避障。
11.在一个优选实施方式中，所述感知模块包括采集单元，所述采集单元用于通过传感器采集所处环境的第一数据，所述第一数据包括图像数据和/或激光数据。
12.在一个优选实施方式中，所述多个机器人内预存有相同的地图，所述第一特征物体信息和第二特征物体信息均包括特征物体的类型信息及坐标信息；所述识别模块包括：特征物体识别单元，用于基于所述第一数据识别特征物体，得出特征物体的类型信息；位置信息测量单元，用于通过激光雷达测量所述特征物体的距离，获得所述特征物体在所述机器人坐标系下的位置信息；定位信息获取单元，用于基于所述第一数据获取所述机器人在所述地图中的定位信息；以及坐标信息计算单元，用于结合所述特征物体在所述机器人坐标系下的位置信息及所述机器人在所述地图中的定位信息计算出所述特征物体在所述地图中的坐标信息。
13.第三方面，本发明还提供一种机器人，包括：存储器及一个或多个处理器；所述存储器，用于存储一个或多个计算机程序；当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，实现本发明第一方面任一实施例中所述的多机器人共享信息的避障方法。
14.第四方面，本发明还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明第一方面任一实施例中所述的多机器人共享信息的避障方法。
15.第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序或者指令，所述计算机程序或者指令是被处理器执行时实现本发明第一方面任一实施例中所述的多机器人共享信息的避障方法。
16.相比于现有技术，本发明提供的多机器人共享信息的避障方法、装置、机器人及相关产品，同一站点的多个机器人能够相互通信，且在机器人执行任务的过程中，感知机器人所处环境的环境信息，并基于所述环境信息识别所处环境中的第一特征物体信息，同时接收所处环境内的其他机器人共享的第二特征物体信息，最后结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息进行避障，实现了多机器人间通过通信共享各自识别的障碍物信息，并能够结合结合识别的障碍物信息及其他机器人共享的障碍物信息进行避障，能够提前预判盲区内的障碍物以进行避障，避免了单一机器人自身识别障碍物时存在盲区的问题，能够有效避障，提高了机器人运动的稳定性，提高了机器人执行任务的效率，提高了机器人运行的安全性。
【附图说明】
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
18.图1为本发明提供的多机器人共享信息的避障装置的原理框图；
19.图2为本发明提供的多机器人共享信息的避障方法的流程图；
20.图3为本发明提供的多机器人共享信息的避障方法的应用示意图；
21.图4为本发明提供的机器人的原理框图。
【具体实施方式】
22.下面将结合本发明实施例中附图，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实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.需要说明的是，同一个工作站点通常配置有多个机器人，多个机器人均内置有与站点对应的相同的地图，以便机器人能够在站点场景内工作。
24.请参阅图1，其为本发明提供的多机器人共享信息的避障装置的原理框图。本发明提供的多机器人共享信息的避障装置100，包括感知模块10、识别模块20、共享模块30及避障模块40。
25.具体的，感知模块10用于感知机器人所处环境的环境信息；识别模块20用于基于所述环境信息识别所处环境中的第一特征物体信息；共享模块30用于接收所处环境内的其他机器人共享的第二特征物体信息；避障模块40用于结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息进行避障，本实施方式中，避障模块40结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息调整机器人的行驶速度及行驶路线。
26.进一步地，所述感知模块10包括采集单元，所述采集单元用于通过摄像头采集所处环境的图像数据，在一些实施例中，所述采集单元用于通过激光器获取所处环境的激光数据，另一些实施例中，所述采集单元用于通过摄像头采集所处环境的图像数据并通过激光器获取所处环境的激光数据。
27.进一步地，所述多个机器人内预存有相同的地图，所述第一特征物体信息和第二特征物体信息均包括特征物体的类型信息及坐标信息；
28.所述识别模块包括特征物体识别单元、位置信息测量单元、定位信息获取单元及坐标信息计算单元。具体的，特征物体识别单元用于基于所述第一数据识别特征物体，得出特征物体的类型信息；位置信息测量单元用于通过激光雷达测量所述特征物体的距离，获得所述特征物体在所述机器人坐标系下的位置信息；定位信息获取单元用于基于所述第一数据获取所述机器人在所述地图中的定位信息；坐标信息计算单元用于结合所述特征物体在所述机器人坐标系下的位置信息及所述机器人在所述地图中的定位信息计算出所述特征物体在所述地图中的坐标信息。
29.可以理解地，上述各功能模块及单元可以软件程序的形式存储于存储器中，并由处理器执行。替代实施例中，上述各功能模块及单元也可为具有特定功能的硬件，例如，烧
录有特定软件程序的芯片。
30.下面结合图2对上述各功能模块及单元进行详细的介绍。
31.如图2所示，其为本发明提供的多机器人共享信息的避障方法的流程图。所应说明的是，本发明的方法并不受限于下述步骤的顺序，且其他实施例中，本发明的方法可以只包括以下所述步骤的其中一部分，或者其中的部分步骤可以被删除。在实施时，所述多机器人共享信息的避障方法可以通过上述多机器人共享信息的避障装置来实现，所述避障装置采用本实施例中描述的避障方法可以实现多机器人共享避障。
32.本发明提供的多机器人共享信息的避障方法，应用于同一站点内的相互通信的多个机器人，所述方法包括如下步骤：
33.步骤s10：感知机器人所处环境的环境信息。具体的，机器人在执行任务的过程中，感知模块10能够感知所处环境的环境信息，例如，感知模块10包括采集单元，采集单元通过传感器采集所处环境的第一数据，所述第一数据包括图像数据和/或激光数据。
34.步骤s20：基于所述环境信息识别所处环境中的第一特征物体信息。具体的，识别模块20能够基于环境信息识别指定的第一特征物体，作为需要避让的障碍物，特征物体包括，但不限于人、电梯、手扶梯、轮椅、自行车等，具体可根据产品需求扩充，所述第一特征物体信息包括特征物体的类型信息及坐标信息等，即识别模块20能够获取障碍物的类型、坐标等信息，以使机器人能够根据障碍物的类型、坐标等信息进行避障。
35.步骤s30：接收所处环境内的其他机器人共享的第二特征物体信息。具体的，共享模块30能够接收环境内其他机器人共享的第二特征物体信息，即共享模块能够获取接收环境内其他机器人共享的障碍物的类型、坐标等信息。本实施方式中，多个机器人通过2.4g无线通信相互传送信息。
36.步骤s40：结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息进行避障。具体的，避障模块40能够结合机器人自身识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息进行避障，避免了单一机器人自身识别障碍物时存在盲区的问题，能够有效避障。
37.因此，本发明提供的多机器人共享信息的避障方法，同一站点的多个机器人能够相互通信，且在机器人执行任务的过程中，感知机器人所处环境的环境信息，并基于所述环境信息识别所处环境中的第一特征物体信息，同时接收所处环境内的其他机器人共享的第二特征物体信息，最后结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息进行避障，实现了多机器人间通过通信共享各自识别的障碍物信息，并能够结合结合识别的障碍物信息及其他机器人共享的障碍物信息进行避障，能够提前预判盲区内的障碍物以进行避障，避免了单一机器人自身识别障碍物时存在盲区的问题，能够有效避障，提高了机器人运动的稳定性，提高了机器人执行任务的效率，提高了机器人运行的安全性。
38.进一步地，所述多个机器人内预存有相同的地图，具体预先在机器人工作环境中地图并将地图分配到所有机器人中，保证机器人工作在同一地图坐标系下。
39.进一步地，所述第一特征物体信息和第二特征物体信息均包括特征物体的类型信息及坐标信息，步骤s20包括如下步骤：
40.基于所述第一数据识别特征物体，得出特征物体的类型信息。具体的，特征物体识别单元能够基于第一数据识别特征物体得出类型信息，即识别出需要共享给其它机器人的
特征物体，并标记类型信息，类型信息具体为障碍物为人，或者电梯，或者手扶梯等。在部分实施例中，也可以通过激光点云数据来识别静态障碍物的类型，对于动态障碍物通过移动速度和点云数据结合来识别动态障碍物的类型。
41.通过激光雷达测量所述特征物体的距离，获得所述特征物体在所述机器人坐标系下的位置信息。具体的，位置信息测量单元再通过激光雷达按图像识别的方向测量出特征物体的距离，得到特征物体在机器人坐标系下的位置信息(位置信息包括位置坐标和方向)，对于动态障碍物，通过其距离的变化或者点云数据的变化获得其移动的方向，例如根据障碍物的位置变化，通过简单的坐标变化获得障碍物的运动方向。
42.基于所述第一数据获取所述机器人在所述地图中的定位信息。具体的，定位信息获取单元依据感知的传感数据和环境的初始定位坐标定位机器人当前位置，定位信息即机器人在地图中的位置坐标。
43.结合所述特征物体在所述机器人坐标系下的位置信息及所述机器人在所述地图中的定位信息计算出所述特征物体在所述地图中的坐标信息。具体的，坐标信息计算单元能够根据识别的特征物体的位置坐标结合机器人在地图中的位置坐标，通过笛卡尔坐标系转换公式得出特征物体在地图中的位置坐标，即将特征物体在所述机器人坐标系下的位置信息转换为特征物体在所述地图中的坐标信息，如此设计，机器人识别的第一特征物体信息及接收的其他机器人共享的第二特征物体信息都可以在地图内定位，利于机器人发现盲区内的障碍物，能够有效避障。
44.进一步地，步骤s20之后，还包括如下步骤：
45.将识别的特征物体信息共享给其他机器人，以使其他机器人基于所述特征物体信息进行避障。具体的，机器人在接收其它机器人广播的第二特征物体信息的同时，会将自身识别到的第一特征物体信息(位置坐标和类型)，通过网络广播给楼宇内的所有机器人，以便于其他机器人基于所述特征物体信息做出避障决策。
46.本实施方式中，步骤s40包括如下步骤：
47.结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息调整机器人的行驶速度和/或行驶路线。可以理解地，在避障决策中，机器人可以根据具体任务场景选择使用所有共享数据还是根据距离使用较近距离的共享数据，并可以根据具体的识别类型来做出不同的决策，例如，根据共享的人类目标与机器人的相对位置关系调整机器人的运行速度和靠边行驶，如果接收的目标人类在机器人左侧则机器人靠右行驶，若在右侧，则靠左行驶，若机器人与目标人距离小于3米则机器人停止移动等待人通过或静止后再移动，若机器人与目标障碍物的距离小于5米，则机器人可以调整机器人的速度(例如加速或者减速)并同时改变机器人的行驶路线，以更高效的进行避障。
48.在一些实施例中，所述多个机器人之间的通信仅限于预设距离内的共享通信，例如机器人只在距离10米范围内与其他机器人进行通信，保障通信的时效性。
49.作为实施例，机器人识别所处环境中的第一特征物体信息及接收所处环境内的其他机器人共享的第二特征物体信息后，选择特征物体信息中距离机器人小于或等于预设距离的特征物体进行避障，如此设计，既能够预判盲区内的障碍物，也能够避免距离较远的障碍物对机器人移动造成不必要的影响，提高了机器人执行任务的效率。
50.在其他实施方式中，所述第一特征物体信息和第二特征物体信息包括特征物体的
移动信息，当特征物体的移动信息为运动时，则避障模块控制机器人静止等待，当特征物体的移动信息为静止时，则避障模块控制机器人继续移动。例如，接收到前方有一个运动的人则机器人停止等待，接收到前方有一个静止的人则机器人继续移动，具体的避障决策可根据机器人的应用场景而定。
51.作为实施例，所述第一特征物体信息和第二特征物体信息还包括特征物体的移动方向。
52.作为实施例，所述机器人识别的第一特征物体信息和其他机器人识别的第二特征物体信息，可以分别同时包括多个障碍物信息，也可以只包括动态障碍物信息，例如一个移动中的人。
53.请参阅图3，其为本发明提供的多机器人共享信息的避障方法的应用示意图。图3中，机器人1在执行任务中往右移动，基于感知的环境信息识别到的特征物体信息为前方有人往右移动，且将该特征物体信息共享给机器人2，而机器人2在执行任务中往左移动，识别到前方没有阻挡，但机器人2接收到机器人1共享的特征物体信息后，能够减速停止，等待人通过后再移动。如此，机器人2能够提前预判盲区内的障碍物，提高了机器人的避障能力，提高了执行任务的效率。
54.以上实施例中描述的特征物体中机器人识别的第一特征物体和其他机器人识别的特征物体是不同的障碍物，由于传感器无法识别或者获取，需要通过其他机器人共享进行避障；当然在一些场景下，所述第一特征物体和第二特征物体中可能包括了共同的障碍物和不同的障碍物，也可能只包括不同的障碍物信息，所以本技术不对第一特征物体信息和第二特征物体信息中的障碍物进行限制，机器人在获得第一特征物体信息和第二特征物体信息时可以根据根据需要，筛选出不同位置的障碍物信息并保存其位置和方向，以便进行避障处理。
55.请参阅图4，本发明还提供一种机器人，包括：存储器210及一个或多个处理器220。
56.具体的，存储器210用于存储一个或多个计算机程序；当所述一个或多个计算机程序被一个或多个处理器220执行时，实现上述任意一项实施方式所述的多机器人共享信息的避障方法。
57.其中，所述存储器210可以是，但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。其中，存储器210用于存储程序，所述处理器220在接收到执行指令后运行所述程序，实现上述另一实施例所述的多机器人共享信息的避障方法。可以理解，所述处理器220以及其他可能的组件对所述存储器210的访问可在存储控制器的控制下进行。
58.所述处理器220可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器220可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等，还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，能够实现或者执行本发明任一实施例中的公开的各方法、步骤。
59.本发明还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质内存储有计算机程序，所述
计算机程序被处理器执行时，实现如前述任一实施例所述的多机器人共享信息的避障方法。
60.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序或者指令，所述计算机程序或者指令是被处理器执行时实现本发明第一方面任一实施例中所述的多机器人共享信息的避障方法。
61.需要说明的是，本发明提供的多机器人共享信息的避障方法的所有实施例均适用于本发明提供的多机器人共享信息的避障装置100、机器人及计算机存储介质、计算机程序产品，且均能够达到相同或相似的有益效果。
62.综上，本发明提供的多机器人共享信息的避障方法、装置、机器人及相关产品，同一站点的多个机器人能够相互通信，且在机器人执行任务的过程中，感知机器人所处环境的环境信息，并基于所述环境信息识别所处环境中的第一特征物体信息，同时接收所处环境内的其他机器人共享的第二特征物体信息，最后结合识别的第一特征物体信息及其他机器人共享的第二特征物体信息进行避障，实现了多机器人间通过通信共享各自识别的障碍物信息，并能够结合结合识别的障碍物信息及其他机器人共享的障碍物信息进行避障，能够提前预判盲区内的障碍物以进行避障，避免了单一机器人自身识别障碍物时存在盲区的问题，能够有效避障，提高了机器人运动的稳定性，提高了机器人执行任务的效率，提高了机器人运行的安全性。
63.以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。