机器人距离测量方法、装置及终端设备与流程

本发明属于智能机器人技术领域，尤其涉及一种机器人距离测量方法、装置及终端设备。

背景技术：

随着智能技术的不断发展，智能机器人的研究已经逐步进入工业领域，逐渐扩展到医疗、保健、家庭、娱乐以及服务业等领域。在机器人中存在着许多测量距离的传感器，机器人可以根据测量与周围障碍物的距离判断周围的环境并作出运动策略，即根据周围障碍物的情况判断是否需要转向或者停止运动，因此机器人周围障碍物的距离测量的准确性对机器人的导航性能影响较大。

目前，传统的测量机器人周围障碍物的距离的方法是，机器人上设置的多个传感器同时或者相邻距离较近的传感器先后测量周围障碍物的距离，但是某个传感器发射的信号在环境中受到障碍物的折射或反射后可能会被相邻的其他传感器接收，因此这种方式由于相邻的传感器之间的相互干扰，会造成测量周围障碍物的距离不准确，影响机器人的导航性能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种机器人距离测量方法、装置及终端设备，能够解决现有技术中由于相邻的传感器之间的相互干扰，会造成测量周围障碍物的距离不准确，影响机器人的导航性能的问题。

本发明实施例的第一方面，提供了一种机器人距离测量方法，所述方法应用于机器人，所述机器人上设有若干测距传感器，所述方法包括：

获取所述若干测距传感器在所述机器人上的若干相对位置参数；

根据所述若干相对位置参数确定每两个测距传感器的安装距离值；

根据每两个测距传感器的安装距离值，确定所述若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和；

按照预设的循环规则，依次开启所述若干测距传感器进行障碍物测距，其中所述预设的循环规则为一个循环周期内开启所述若干测距传感器顺序的轨迹总长度为所述若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和中的最大值。

本发明实施例的第二方面，提供了一种机器人距离测量装置，包括：

所述装置应用于机器人，所述机器人上设有若干测距传感器，所述装置包括：

相对位置参数获取模块，用于获取所述若干测距传感器在所述机器人上的若干相对位置参数；

安装距离值获取模块，用于根据所述若干相对位置参数确定每两个测距传感器的安装距离值；

安装距离之和获取模块，用于根据每两个测距传感器的安装距离值，确定所述若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和；

障碍物测距模块，用于按照预设的循环规则，依次开启所述若干测距传感器进行障碍物测距，其中所述预设的循环规则为一个循环周期内开启所述若干测距传感器顺序的轨迹总长度为所述若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和中的最大值。

本发明实施例的第三方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的机器人距离测量方法的步骤。

本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的机器人距离测量方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比的有益效果是：本发明实施例提供的机器人距离测量方法、装置及终端设备，通过获取若干测距传感器在机器人上的若干相对位置参数；根据若干相对位置参数确定每两个测距传感器的安装距离值；根据每两个测距传感器的安装距离值，确定若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和；按照预设的循环规则，依次开启若干测距传感器进行障碍物测距，其中预设的循环规则为一个循环周期内开启若干测距传感器顺序的轨迹总长度为若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和中的最大值。由于避免了相邻测距传感器同时或先后测距，能够最大限度降低相邻测距传感器的干扰，提高测量周围障碍物的距离的准确性，提升机器人的导航性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种机器人距离测量方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种机器人的测距传感器的布局形式的示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种机器人距离测量方法的流程示意图；

图4为本发明再一实施例提供的一种机器人距离测量方法的流程示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种机器人距离测量装置的结构框图；

图6为本发明一实施例提供的一种机器人距离测量终端设备的示意框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参考图1，图1为本发明一实施例提供的一种机器人距离测量方法的流程示意图。该方法可以应用于机器人，该机器人上设有若干测距传感器，具体地该方法详述如下：

s101：获取若干测距传感器在机器人上的若干相对位置参数。

在本实施例中，测距传感器可以是超声波测距传感器、红外测距传感器、毫米波雷达的一种或多种。所述机器人可以是具有导航功能的任何型号的机器人。若干相对位置参数可以是若干测距传感器再同一个坐标系中的相对位置坐标。例如，参考图2，图2为一种机器人的测距传感器的布局形式，其6个测距传感器均匀的布局在机器人的圆形(半径为r)框架上，可以根据需要建立二维坐标系xoy，确定各个传感器的坐标值，即为测距传感器的相对位置参数。

s102：根据若干相对位置参数确定每两个测距传感器的安装距离值。

在本实施例中，可以根据若干测距传感器再同一个坐标系中的相对位置坐标，计算出每两个测距传感器的安装距离值。例如，参考图2和表1，以图2所示的测距传感器的布局形式为例，其每两个测距传感器的安装距离值如表1所示。

s103：根据每两个测距传感器的安装距离值，确定若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和。

在本实施例中，安装距离值是指每两个测距传感器的直线距离值。所有的循环排列是指从任一个测距传感器开始将所有的测距传感器进行排列并回到起始测距传感器的所有排列情况的组合。循环排列的安装距离之和是指按照任一个循环排列从第一个测距传感器开始排列其他测距传感器在回到第一个测距传感器结束的顺序的轨迹的总长度。例如，参考图2和表1，一个循环排列为：传感器1→2→3→4→5→6→1，则该循环排列的安装距离之和＝6r。

s104：按照预设的循环规则，依次开启若干测距传感器进行障碍物测距，其中预设的循环规则为一个循环周期内开启若干测距传感器顺序的轨迹总长度为若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和中的最大值。

在本实施例中，通过在所有的循环排列的安装距离之和中筛选最大值，并按照最大值对应的循环排列最为预设的循环规则，依次开启若干测距传感器进行障碍物测距。例如，参考图2和表1，其循环排列的安装距离之和中的最大值为如传感器1→5→6→4→6→3→1，1→4→6→2→5→3→1。

从上述描述可知，按照一个循环周期内开启所述若干测距传感器顺序的轨迹总长度为所述若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和中的最大值的预设的循环规则，依次开启所述若干测距传感器进行障碍物测距，由于避免了相邻测距传感器同时或先后测距，能够最大限度降低相邻测距传感器的干扰，提高测量周围障碍物的距离的准确性，提升机器人的导航性能。

参考图3，图3为本发明另一实施例提供的一种机器人距离测量方法的流程示意图。由于在实际环境中，机器人在运动过程中可能受到其他测距传感器发出的经障碍物的折射或反射后的信号干扰，造成某个测距传感器测量的距离值出现错误，为了解决该问题，在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

s201：接收目标测距传感器按照循环周期采集的目标障碍物的若干距离值，其中目标测距传感器为若干测距传感器中的任一个。

在本实施例中，循环周期可以根据需求进行设置，例如根据机器人的运动速度进行设置，优选的循环周期可以与机器人的运动速度成反比。

s202：计算若干距离值的均方差。

在本实施例中，均方差反映的若干距离值的离散程度，均方差与机器人的运动速度成正比。

s203：根据机器人的运动速度和预设的比例值，计算得到机器人的运动趋势阈值。

在本实施例中，将机器人的运动速度和预设的比例值相乘，得到机器人的运动趋势阈值。预设的比例值与机器人所处的环境有关，机器人的运动趋势阈值反映的是不同环境中机器人的运动速度的大小。

s204：根据均方差和运动趋势阈值的比较结果，确定目标障碍物的最终距离值。

在本实施例中，可以均方差和运动趋势阈值的大小，确定目标障碍物的最终距离值。其中确定目标障碍物的最终距离值为确定按照循环周期采集的目标障碍物的若干距离值中最新采集的距离值是否有效。

从上述描述可知，通过根据机器人的运动速度和所述若干距离值的均方差的比较，可以滤除明显测量错误的目标障碍物的距离值，进一步提升机器人导航的准确性。

参考图4，图4为本发明再一实施例提供的一种机器人距离测量方法的流程示意图。在上述实施例的基础上，上述步骤s204详述如下：

s301：若所述均方差大于所述运动趋势阈值，则确定所述若干距离值中最新获取的距离值无效。

s302：若所述均方差小于所述运动趋势阈值，则确定所述若干距离值中最新获取的距离值为所述最终距离值。

在本实施例中，若所述均方差大于所述运动趋势阈值，说明该按照循环周期采集的目标障碍物的若干距离值中最新采集的距离值(按照循环周期最新采集的距离值)为受到干扰出现错误的距离值，是无效的；反之，则有效。

下面通过一个具体的应用实施例对图2-3所对应的实施例进行详细的说明，如下：

若干距离值为5个，其中距离值1＝1m，距离值2＝2m，距离值3＝3m，距离值4＝5m，距离值5＝5m，循环周期为60ms，如果机器人平均速度为1m/s。

计算得到5个距离值的均方差为

如果预设的比例值k＝1，此时最新获取的距离值无效。

如果预设的比例值k＝2，此时最新获取的距离值有效，取最新距离值5＝5m。

在本发明的一个实施例中，若确定所述若干距离值中最新获取的距离值无效，则按照预设的循环规则开启下一个测距传感器进行障碍物测距。

在本实施例中，若确定所述目标测距传感器的测量无效，不会立即重新进行测量，而是放弃最新获取的距离值，开启下一个测距传感器，能够提高测距效率，进而提高机器人的导航的及时反应能力。

对应于上文实施例的机器人距离测量方法，图5为本发明一实施例提供的一种机器人距离测量装置的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。参照图5，所述装置应用于机器人，所述机器人上设有若干测距传感器，所述装置包括：相对位置参数获取模块501、安装距离值获取模块502、安装距离之和获取模块503和障碍物测距模块504。

其中，相对位置参数获取模块501，用于获取所述若干测距传感器在所述机器人上的若干相对位置参数；

安装距离值获取模块502，用于根据所述若干相对位置参数确定每两个测距传感器的安装距离值；

安装距离之和获取模块503，用于根据每两个测距传感器的安装距离值，确定所述若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和；

障碍物测距模块504，用于按照预设的循环规则，依次开启所述若干测距传感器进行障碍物测距，其中所述预设的循环规则为一个循环周期内开启所述若干测距传感器顺序的轨迹总长度为所述若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和中的最大值。

从上述描述可知，按照一个循环周期内开启所述若干测距传感器顺序的轨迹总长度为所述若干测距传感器的所有的循环排列的安装距离之和中的最大值的预设的循环规则，依次开启所述若干测距传感器进行障碍物测距，由于避免了相邻测距传感器同时或先后测距，能够最大限度降低相邻测距传感器的干扰，提高测量周围障碍物的距离的准确性，提升机器人的导航性能。

参考图5，在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

距离值接收模块505，用于接收目标测距传感器按照所述循环周期采集的目标障碍物的若干距离值，其中所述目标测距传感器为所述若干测距传感器中的任一个；

均方差计算模块506，用于计算所述若干距离值的均方差；

运动趋势阈值计算模块507，用于根据所述机器人的运动速度和预设的比例值，计算得到所述机器人的运动趋势阈值；

最终距离值确定模块508，用于根据所述均方差和所述运动趋势阈值的比较结果，确定所述目标障碍物的最终距离值。

参考图5，在本发明的一个实施例中，所述最终距离值确定模块508，具体用于若所述均方差大于所述运动趋势阈值，则确定所述若干距离值中最新获取的距离值无效，若所述均方差小于所述运动趋势阈值，则确定所述若干距离值中最新获取的距离值为所述最终距离值。

参考图5，在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

测距传感器开启模块509，用于若确定所述若干距离值中最新获取的距离值无效，则按照预设的循环规则开启下一个测距传感器进行障碍物测距。

在本发明的一个实施例中，所述若干测距传感器为超声波测距传感器、红外测距传感器、毫米波雷达的一种或多种。

参见图6，图6为本发明一实施例提供的一种终端设备的示意框图。如图6所示的本实施例中的终端600可以包括：一个或多个处理器601、一个或多个输入设备602、一个或多个则输出设备603及一个或多个存储器604。上述处理器601、输入设备602、则输出设备603及存储器604通过通信总线605完成相互间的通信。存储器604用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令。处理器601用于执行存储器604存储的程序指令。其中，处理器601被配置用于调用所述程序指令执行以下操作上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块501至509的功能。

应当理解，在本发明实施例中，所称处理器601可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

输入设备602可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等，输出设备603可以包括显示器(lcd等)、扬声器等。

该存储器604可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器601提供指令和数据。存储器604的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器604还可以存储设备类型的信息。

具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器601、输入设备602、输出设备603可执行本发明实施例提供的业务请求方法的第一实施例和第二实施例中所描述的实现方式，也可执行本发明实施例所描述的终端的实现方式，在此不再赘述。

在本发明的另一实施例中提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述计算机可读存储介质还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序及所述终端所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的终端和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，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。另外，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，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

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发明实施例方案的目的。

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，也可以是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。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。