CN113124872A - 一种机器人定位导航方法、装置、终端设备及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请适用于定位导航技术领域，提供了一种机器人定位导航方法、装置、终端设备及机器人，所述方法包括：向机器人发送定位导航指令，定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；定位导航指令用于指示机器人向目的标记点移动；在控制机器人移动至位姿坐标的过程中，接收机器人反馈的状态信息，状态信息包括机器人在预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息；基于相同的姿态信息，对位置信息进行坐标变换，得到所述机器人在终端地图坐标系下的定位信息；更新并显示机器人的定位信息和姿态信息。通过本申请解决了对机器人定位导航的控制过程中响应迟缓的问题，基于相同的姿态信息，简化坐标转换的运算，提高定位导航的响应速度。

Description

一种机器人定位导航方法、装置、终端设备及机器人

技术领域

本申请属于定位导航技术领域，尤其涉及一种机器人定位导航方法、装置、终端设备及机器人。

背景技术

随着机器人技术的发展，地面移动机器人在商场、智能家居、餐厅以及消防等领域应用越来越广泛，机器人远程控制的研究也成为当今的热点之一。

目前，对机器人进行远程定位导航的控制过程中，终端设备主要使用传统且定义较简单的坐标系进行位置坐标转换的运算，使得在定位导航过程中坐标转换的运算较为复杂，导致在定位导航控制过程中的响应比较迟缓，定位精度也难以保证。

发明内容

本申请实施例提供了一种机器人定位导航方法、装置及终端设备，可以解决传统的在定位导航过程中坐标转换的运算较为复杂，导致在定位导航控制过程中的响应比较迟缓的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种机器人定位导航方法，应用于终端设备，所述方法包括：

向机器人发送定位导航指令，所述定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；所述定位导航指令用于指示所述机器人向所述目的标记点移动；在控制所述机器人移动至所述位姿坐标的过程中，接收所述机器人反馈的状态信息，所述状态信息包括所述机器人在所述预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息；基于相同的所述姿态信息，对所述位置信息进行坐标变换，得到所述机器人在终端地图坐标系下的定位信息；更新并显示所述机器人的所述定位信息和所述姿态信息。

通过本申请实施例，终端设备对机器人进行远程控制，可以实现对机器人定位导航；在对机器人进行定位导航过程中，实时获取机器人的在预设物理坐标系下的位姿信息，通过坐标转换可以实时显示机器人的位姿信息；在进行坐标转换过程中，终端设备可以直接显示机器人反馈的姿态信息，只对位置信息进行坐标转换，简化转换运算的过程，提高实时响应的效率；同时坐标运算简单，保证对机器人的实时定位的精度；具有较强的易用性与实用性。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述向所述机器人发送定位导航指令之前，所述方法还包括：

接收用户输入的所述目的标记点的前往指令；根据所述前往指令，确定所述目的标记点的第一位置坐标和第一姿态信息，所述第一位置坐标和所述第一姿态信息为所述目的标记点在终端地图坐标系下的坐标信息；基于相同的所述第一姿态信息，将所述第一位置坐标进行坐标变换，得到所述目的标记点在所述预设物理坐标系下对应的所述位姿坐标。

通过上述方式，终端设备在向机器人发送定位导航指令之前，将目的标记点的位姿坐标转换为机器人所对应的坐标系的坐标值，使机器人可以根据自身所处的坐标系下的坐标值进行移动。坐标转换过程依然保持前后的位姿信息不变，只需对位置坐标进行线性转换，无需根据转换矩阵根据转换前后的位姿信息进行角度变换的运算，简化了坐标转换流程，提高整体响应速率。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述基于相同的所述第一姿态信息，将所述第一位置坐标进行坐标变换，得到所述目的标记点在所述预设物理坐标系下对应的所述位姿坐标，包括：

通过第一转换公式，将所述目的标记点的所述第一位置坐标转换为在所述预设物理坐标系下的第二位置坐标；将所述第二位置坐标和所述第一姿态信息作为所述目的标记点在所述预设物理坐标系下对应的所述位姿坐标；所述第一转换公式表示如下：

其中，(px，py)为目的标记点在终端地图坐标系下的第一位置坐标；(mx，my)为目的标记点在预设物理坐标系下的第二位置坐标；bmpw为地图文件图片的原始尺寸的宽度，bmph为地图文件图片的原始尺寸的高度，paintw为地图文件图片当前显示的宽度，painth为地图文件当前显示的高度，bmpx为终端设备桌面坐标系中左上角的横坐标，bmpy为终端设备桌面坐标系中左上角的纵坐标，单位均为位；res为物理地图尺寸与地图文件图片的原始尺寸的比值。

示例性的，在向机器人发送定位导航指令之后，所述方法还包括：

若在第一预设时间段内，没有接收到机器人反馈的响应指令，则显示启动导航超时并关闭导航指引；

若在第一预设时间段内，接收到机器人反馈的响应指令，则实时接收所述响应指令。

示例性的，所述响应指令包括机器人的状态信息，在接收到所述响应指令之后，所述方法还包括：

对机器人的所述状态信息进行判断；

若判定所述机器人的状态信息异常，则关闭导航指引，并显示导航定位失败、有障碍物、导航冲突、导航取消、导航禁止中的一种或多种提示信息；

若判定所述机器人的状态信息正常，则继续执行导航动作，并实时更新机器人在所处位置处的位姿信息。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述基于相同的所述姿态信息，对所述位置信息进行坐标变换，得到所述机器人的定位信息，包括：

通过第二转换公式，将所述机器人所处位置在所述预设物理坐标系下的所述位置信息转换为在所述终端地图坐标系下的第三位置坐标；将所述第三位置坐标作为所述定位信息；所述第二转换公式表示如下：

其中，(px，py)为机器人所处位置在终端地图坐标系下的第三位置坐标；(mx，my)为机器人所处位置在预设物理坐标系下的位置信息；bmpw为地图文件图片的原始尺寸的宽度，bmph为地图文件图片的原始尺寸的高度，paintw为地图文件图片当前显示的宽度，painth为地图文件当前显示的高度，bmpx为终端设备桌面坐标系中左上角的横坐标，bmpy为终端设备桌面坐标系中左上角的纵坐标，单位均为位；res为物理地图尺寸与地图文件图片的原始尺寸的比值。

应理解，在控制所述机器人移动至所述目的标记点对应的所述位姿坐标后，导航结束，关闭导航指引并显示导航完成。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述方法包括：

向所述机器人发送位姿查询指令，所述位姿查询指令用于指示所述机器人进行定位并生成当前位姿信息，所述当前位姿信息包括所述机器人当前所处位置在预设物理坐标系下的第四位置坐标和第二姿态信息；接收所述机器人反馈的所述当前位姿信息；基于相同的所述第二姿态信息，将所述第四位置坐标转换为在终端地图坐标系下的第五位置坐标；将所述第五位置坐标作为所述机器人当前所处位置的定位信息；显示所述机器人当前所处位置的定位信息和所述第二姿态信息。

示例性的，在向机器人发送位姿查询指令后，所述方法还包括：

若在第二预设时间段内，没有接收到机器人发送的回复指令，则关闭查询圈并显示获取位姿信息超时；

若在第二预设时间段内，接收到机器人发送的回复指令，则关闭查询圈和定时器。

示例性的，所述回复指令包括机器人端的地图名称，在接收到机器人发送的回复指令之后，所述方法还包括：

对所述回复指令进行判断；

若所述回复指令存在错误，则不加载地图界面，并显示机器人未绑定、机器人未锁住、不合法数据或未选择地图的提示弹窗；

若所述回复指令正确，则加载地图界面，并根据地图名称查询本地地图。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述在接收所述机器人反馈的所述当前位姿信息之后，所述方法还包括：

获取所述机器人当前使用的地图文件的对应的地图文件名称；根据所述地图文件名称，查询与所述地图文件名称相同的本地地图；若存在所述本地地图，则基于所述当前位姿信息读取并显示所述本地地图的信息。

示例性的，若根据地图名称没有查询到本地地图，则显示本地无地图的提示信息；

若根据地图名称查询到本地地图，则判断所述回复指令中是否包含当前位姿信息；

若不包含所述当前位姿信息，则读取本地地图信息并显示机器人未定位或无定位信息的提示信息；

若包含所述当前位姿信息，则读取本地地图信息，对当前位姿信息中的第四位置坐标进行坐标转换，得到机器人的当前的定位信息。

示例性的，在根据地图名称查询本地地图过程中，实时监控与机器人的远程连接状态，若连接状态断开，则显示机器人离线的提示信息。

示例性的，所述方法还包括：

在控制所述机器人移动至所述目的标记点对应的所述位姿坐标过程中，若接收到取消指令，则向所述机器人发送停止导航指令；接收机器人发送的导航关闭反馈指令；若所述导航关闭反馈指令正确，则关闭导航指引并显示停止导航成功；若所述导航关闭反馈指令错误，则关闭所述导航指引并显示停止导航失败。

第二方面，本申请实施例提供了一种机器人定位导航方法，应用于机器人，所述方法包括：

接收终端设备发送的定位导航指令，所述定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；

根据所述位姿坐标，向所述目的标记点移动过程中，生成在所述预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息；

向所述终端设备发送所述位置信息和所述姿态信息；所述位置信息用于指示所述终端设备进行坐标转换，将所述位置信息转换为在终端地图坐标系下的定位信息，并由所述终端设备显示所述定位信息和所述姿态信息。

第三方面，本申请实施例提供了一种机器人定位导航装置，包括：

发送单元，用于向机器人发送定位导航指令，所述定位导航指令包括目的标记点对应的位姿坐标；所述定位导航指令用于指示所述机器人向所述目的标记点移动；

接收单元，用于在控制所述机器人移动至所述目的标记点对应的所述位姿坐标过程中，接收所述机器人反馈的状态信息，所述状态信息包括所述机器人所处位置的位置信息和姿态信息；

处理单元，用于基于相同的所述姿态信息，对所述位置信息进行坐标变换，得到所述机器人的定位信息；

显示单元，用于更新并显示所述机器人的所述定位信息和所述姿态信息。

第四方面，本申请实施例提供了一种机器人定位导航装置，包括：

接收单元，用于接收终端设备发送的定位导航指令，所述定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；

定位单元，用于根据所述位姿坐标，向所述目的标记点移动过程中，生成在所述预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息；

发送单元，用于向所述终端设备发送所述位置信息和所述姿态信息；所述位置信息用于指示所述终端设备进行坐标转换，将所述位置信息转换为在终端地图坐标系下的定位信息，并由所述终端设备显示所述定位信息和所述姿态信息。

第五方面，本申请实施例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所述的方法。

第六方面，本申请实施例提供了一种机器人，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所述的方法。

第七方面，本申请实施例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所述的方法。

第八方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的方法。

可以理解的是，上述第二方面至第八方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请一实施例提供的应用场景的系统架构示意图；

图2是本申请一实施例提供的机器人定位导航方法的流程示意图；

图3是本申请一实施例提供的机器人定位方法的流程示意图；

图4是本申请另一实施例提供的终端设备显示定位信息的界面示意图；

图5是本申请一实施例提供的机器人定位导航装置的结构示意图；

图6是本申请另一实施例提供的机器人定位导航装置的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的终端设备的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的机器人的结构示意图。

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，以便透彻理解本申请实施例。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申请。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申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”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，在本申请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。

如在本申请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]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

随着机器人领域的发展，对机器人进行远程控制的应用也越来越广泛。目前，机器人一般基于全球定位系统(Global Positioning System，GPS)进行定位和基于4g互联网方式与终端设备进行通信，通信的稳定性受网络影响比较大，同时通信的精度也难以保证。而且在机器人系统定义的用于生成定位信息的坐标系比较简单，使得在终端设备通过远程控制机器人进行定位导航过程中的坐标转换运算较为复杂，需要通过矩阵运算以转换机器人在实际角度信息和终端设备需要显示的角度信息，加重系统运算的负担，从而在查询机器人定位信息以及远程导航机器人过程中的响应较为迟缓，降低对机器人实时定位导航的效率。

参见图1，本申请一实施例提供的应用场景的系统架构示意图。如图1所示，终端设备和机器人使用同一个局域网络，终端设备通过有线或无线的局域网与机器人进行通信，保证通信的稳定性。终端设备和机器人使用相同的地图文件，终端设备采用终端地图坐标系，机器人采用预设物理坐标系。终端设备向机器人发送定位导航指令，机器人接收到定位导航指令后，机器人根据约定地图文件进行定位，获取所处位置处的实时的物理位置信息。其中，预设的物理坐标系为约定机器人以地图文件图片对应的实际物理地图中心点为坐标原点，使得机器人在实际的预设物理坐标系生成的姿态信息与终端设备中采用的终端地图坐标系显示的姿态信息的角度不需要进行矩阵转换，终端设备可以直接将机器人生成的角度作为需要显示的角度，即基于相同的姿态信息，只需进行不同坐标系下的位置坐标的平移转换。降低了不同坐标系下坐标转换的运算负担，无需进行矩阵运算，提高实时定位导航的效率。

下面通过具体的实施例对终端设备进行远程控制机器人进行定位导航的过程进行详细说明，参见图2，是本申请一实施例提供的机器人定位导航方法的流程示意图，该方法应用于图1中的终端设备端，以终端设备为执行主体向机器人发送控制指令，实现实时的对机器人的远程定位导航。该实施例具体包括以下步骤：

步骤S201，终端设备向机器人发送定位导航指令，定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；定位导航指令用于指示所述机器人向所述目的标记点移动。

在一些实施例中，终端设备与机器人处于相同的局域网，通过有线或无线的局域网进行通信。终端设备与机器人使用相同的地图文件，在不同的坐标系下分别显示和定位机器人所处位置的位姿信息。终端设备可以通过浏览器界面或软件应用程序界面接收用户输入的指令，并将指令发送至机器人端，实现对机器人的定位导航的远程控制。

其中，目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标包括目的标记点的位置坐标和机器人需要在目的标记点达到的姿态信息。

示例性的，定位导航指令为依据用户根据终端设备的显示界面的导航指引输入的对应目的标记点的信息而生成的指令，包括在机器人的预设物理坐标系下目的标记点对应的位姿坐标，例如(x，y，α)；其中，x和y表示目的标记点对应的位置信息，α表示机器人需要在目的标记点达到的姿态信息。

如图4中的(b)图所示，将01-站岗点作为目的标记点，终端设备接收用户点击目的标记点下方的“前往”控件，终端设备即可生成定位导航指令，并通过局域网通信向机器人发送定位导航指令；其中，定位导航指令包括在机器人的预设物理坐标系下01-站岗点对应的位姿坐标。定位导航指令用于控制机器人从当前位置移动至目的标记点，并在目的标记点达到位姿坐标中的姿态。例如，图4中的(b)图所示的终端设备的显示界面，终端设备控制机器人从当前位置处移动至01-站岗点的位置处。

在一些实施例中，终端设备向机器人发送定位导航指令之前，所述方法还包括：

A1、终端设备接收用户输入的目的标记点的前往指令。

A2、终端设备根据前往指令，确定目的标记点的第一位置坐标和第一姿态信息，第一位置坐标和第一姿态信息为目的标记点在终端地图坐标系下的坐标信息。

A3、基于相同的第一姿态信息，终端设备将第一位置坐标进行坐标变换，得到目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标。

在一些实施例中，终端设备可以通过浏览器界面或软件应用程序界面接收用户输入的指令，例如图4中的(b)图所示，在定位导航软件显示界面设置有目的标记点，同时还可以显示机器人的当前位置。

需要说明的是，对应不同的地图文件或应用场景，标记点可以对应不同的名称，例如对应商场应用场景的地图文件中，将标记点根据商家或店铺名称进行命名标记，例如书店、花店、超市等。图4中的显示界面仅示例性说明，并不仅限于此。

其中，在每个标记点的附近设置有“前往”的控件，终端设备在接收到用户通过鼠标点击或触摸点击显示界面上某一标记点附近的“前往”控件时，则将该标记点作为目的标记点，并获取该目的标记点在终端设备的终端地图坐标系下的第一位置坐标和机器人需要在目的标记点达到的第一姿态信息。

另外，由于机器人与终端设备采用不同的坐标系，终端设备需要将目的标记点对应的第一位置坐标和第一姿态信息转换为机器人坐标系下的坐标表示。由于机器人采用的使以地图文件图片对应的实际物理地图中心点为坐标原点的预设物理坐标系，对应于终端设备的终端地图坐标系，在进行两个坐标系的坐标转换时，可以直接使用第一姿态信息，第一姿态信息不用进行矩阵变换，只需要对第一位置坐标进行坐标的平移变换即可。

在一些实施例中，基于相同的第一姿态信息，终端设备将第一位置坐标进行坐标变换，得到目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标，包括：

A31、通过第一转换公式，终端设备将目的标记点的第一位置坐标转换为在预设物理坐标系下的第二位置坐标。

A32、终端设备将第二位置坐标和第一姿态信息作为目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；第一转换公式表示如下：

其中，(px，py)为目的标记点在终端地图坐标系下的第一位置坐标；(mx，my)为目的标记点在预设物理坐标系下的第二位置坐标；bmpw为地图文件图片的原始尺寸的宽度，bmph为地图文件图片的原始尺寸的高度，paintw为地图文件图片当前显示的宽度，painth为地图文件当前显示的高度；bmpx为终端设备桌面坐标系中左上角的横坐标，bmpy为终端设备桌面坐标系中左上角的纵坐标(或者bmpx和bmpy为终端地图坐标系与预设物理坐标系之间的坐标系原点的相对平移量)，单位均为位；res为物理地图尺寸与地图文件图片的原始尺寸的比值。

在一些实施例中，通过公式(1)实现对目的标记点的第一位置坐标的坐标变换，无需通过矩阵运算变换前后的姿态信息。从而得到在机器人的预设物理坐标系下的目的标记点对应的位姿信息，使机器人根据该位姿信息向目的标记点移动。

步骤S202，在控制机器人移动至所述位姿坐标过程中，终端设备接收机器人反馈的状态信息，状态信息包括机器人在预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息。

在一些实施例中，终端设备在控制机器人进行定位导航过程中，可以实时定位显示机器人的当前位姿信息。在控制过程中，机器人通过局域网通信，向终端设备实时反馈状态信息。

其中，状态信息包括机器人是否处于故障或移动受阻或导航正常等状态西信息。状态信息中还包括机器人在预设物理坐标系下所处位置的位置信息和姿态信息。例如若状态信息包括机器人处于故障的信息，则机器人向终端设备反馈所处位置的位置坐标以机器人在所处位置处的姿态信息及机器人的故障信息(例如机器人在当前所处位置处出现倒地或碰撞等信息)。

需要说明的是，机器人所反馈的在预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息为在以地图文件图片对应的实际物理地图中心点为坐标原点进行定位生成的位姿信息。

步骤S203，基于相同的姿态信息，终端设备对位置信息进行坐标变换，得到机器人在终端地图坐标系下的定位信息。

在一些实施例中，由于机器人采用的使以地图文件图片对应的实际物理地图中心点为坐标原点的预设物理坐标系，对应于终端设备的终端地图坐标系，在对机器人在预设物理坐标系下定位生成的位置信息和姿态信息进行坐标转换时，可以直接使用姿态信息，姿态信息不用进行矩阵变换，只需要对位置信息进行坐标的平移变换即可，从而得到机器人在终端地图坐标系下的定位信息。

在一些实施例中，基于相同的所述姿态信息，终端设备对位置信息进行坐标变换，得到机器人的定位信息，包括：

终端设备通过第二转换公式，将机器人所处位置在预设物理坐标系下的位置信息转换为在终端地图坐标系下的第三位置坐标；将第三位置坐标作为定位信息；第二转换公式表示如下：

其中，(px，py)为机器人所处位置在终端地图坐标系下的第三位置坐标；(mx，my)为机器人所处位置在预设物理坐标系下的位置信息；bmpw为地图文件图片的原始尺寸的宽度，bmph为地图文件图片的原始尺寸的高度，paintw为地图文件图片当前显示的宽度，painth为地图文件当前显示的高度；bmpx为终端设备桌面坐标系中左上角的横坐标，bmpy为终端设备桌面坐标系中左上角的纵坐标纵坐标(或者bmpx和bmpy为终端地图坐标系与预设物理坐标系之间的坐标系原点的相对平移量)，单位均为位；res为物理地图尺寸与地图文件图片的原始尺寸的比值。

需要说明的是，地图文件是以显示界面的左上角为坐标原点绘制的。终端设备的桌面坐标系是以右下角为坐标原点的。

步骤S204，终端设备更新并显示机器人的定位信息和姿态信息。

在一些实施例中，在定位导航控制过程中，终端设备的浏览器界面或软件应用程序界面可以实时更新并显示机器人所处位置的定位信息和机器人在所处位置处的姿态信息，如图4中的(b)图所示。或者当鼠标移动至显示当前位置处的定位点，则可以显示出机器人的位姿坐标，例如(x，y，α)。

在一些实施例中，终端设备向机器人发送定位导航指令后，启动定时器，并在显示界面显示导航指引。导航指引包括前往、标记点名称和取消按钮或控件。然后，在定时器的计时下，终端设备判断是否在第一预设时间段内，接收到机器人反馈的响应指令。若在第一预设时间段内，没有接收到机器人的响应指令，则在显示界面给出启动导航超时非日提示信息并关闭导航指引。若在第一预设时间段内，接收到机器人的响应指令，则终端设备对响应指令进行进一步的对错判断。若响应指令存在错误或接收到的响应指令不完整，则终端设备关闭导航指引并在显示界面显示启动导航失败的提示信息；若接收到的响应指令是完整无误的，则继续实时接收机器人返回的状态信息。

在一些实施例中，终端设备根据状态信息对机器人的运行状态进一步判断，若机器人处于异常状态，则终端设备关闭导航指引，并在显示界面显示导航定位失败、有障碍物、导航冲突、导航取消或者导航禁止的提示信息。若机器人处于正常状态，则终端设备继续对机器人进行导航控制，并实时更新机器人当前位姿信息。在导航结束后，终端设备关闭导航指引，并显示导航完成。

在一些实施例中，若在控制机器人移动至目的标记点的过程中，终端设备接收到用户通过导航指引的取消按钮输入的取消指令，则向机器人发送停止导航指令，并获取机器人的回复指令。若获取成功获取正确的回复指令，则终端设备关闭导航指引并显示停止导航成功；若获取回复指令失败或获取的回复指令存在错误(例如乱码)，则终端设备关闭导航指引并显示停止导航失败。

在一些实施例中，终端设备除了对机器人进行定位导航控制之外，还可以只查询机器人的当前所处的位置，所述方法还包括：

B1、终端设备向机器人发送位姿查询指令，位姿查询指令用于指示机器人进行定位并生成当前位姿信息，当前位姿信息包括机器人当前所处位置在预设物理坐标系下的第四位置坐标和第二姿态信息。

B2、终端设备接收机器人反馈的当前位姿信息；基于相同的第二姿态信息，终端设备将第四位置坐标转换为在终端地图坐标系下的第五位置坐标。

B3、终端设备将第五位置坐标作为机器人当前所处位置的定位信息；显示机器人当前所处位置的定位信息和第二姿态信息。

在一些实施例中，终端设备接收到用户通过点击“当前位置”的控件或按钮输入的指令时(如图4中的(a)图所示)，向机器人发送位姿查询指令，并启动查询定时器，显示查询圈。位姿查询指令用于指示机器人基于预设物理坐标系进行定位，并生成当前的位姿信息。

其中，当前位姿信息包括机器人当前所处位置在预设物理坐标系下的第四位置坐标和第二姿态信息。机器人可以通过姿态传感器(例如加速度传感器或陀螺仪等)获取自身在当前所处位置处的第二姿态信息。

示例性的，终端设备在接收到机器人反馈的当前姿态信息后，基于与上述相同的坐标转换原理，通过公式(2)，基于相同的第二姿态信息，将当前位姿信息中的将第四位置坐标转换为在终端地图坐标系下的第五位置坐标，将第五位置坐标作为机器人当前所处位置的定位信息，将第二姿态信息作为机器人在当前所处位置的姿态信息；显示机器人当前所处位置的定位信息和第二姿态信息。

在一些实施例中，终端设备向机器人发送位姿查询指令后，启动查询定时器。在定时器的计时下，终端设备判断是否在第二预设时间段内，接收到机器人发送的回复指令。若在第二预设时间段内，没有接收到机器人发送的回复指令，则关闭查询圈并显示获取位姿信息超时；若在第二预设时间段内，接收到机器人发送的回复指令，则关闭查询圈和定时器。

在一些实施例中，在终端设备接收机器人反馈的当前位姿信息之后，所述方法还包括：

C1、获取机器人当前使用的地图文件对应的地图文件名称。

C2、根据地图文件名称，查询与地图文件名称相同的本地地图。

C3、若存在本地地图，则基于当前位姿信息读取本地地图并显示本地地图的界面。

在一些实施例中，回复指令包括机器人端的地图名称，在接收到机器人发送的回复指令之后，终端设备对回复指令进行判断；若回复指令存在错误，则不加载地图界面，并显示机器人未绑定、机器人未锁住、不合法数据或未选择地图的提示弹窗；若回复指令正确，则加载地图界面，并根据地图名称查询本地地图。

在一些实施例中，若终端设备根据地图名称没有查询到本地地图，则显示本地无地图的提示信息；若终端设备根据地图名称查询到本地地图，则判断所述回复指令中是否包含当前位姿信息。若不包含当前位姿信息，则终端设备读取本地地图信息并显示机器人未定位或无定位信息的提示信息；若包含当前位姿信息，则终端设备读取本地地图信息，根据公式(2)对当前位姿信息中的第四位置坐标进行坐标转换，得到机器人的当前的定位信息。

在一些实施例中，在根据地图名称查询本地地图过程中，终端设备还可以实时监控与机器人的远程连接状态，若连接状态断开，则显示机器人离线的提示信息。

通过本申请实施例，终端设备对机器人进行远程控制，可以实现对机器人定位导航；在对机器人进行定位导航过程中，实时获取机器人的在预设物理坐标系下的位姿信息，通过坐标转换可以实时显示机器人的位姿信息；在进行坐标转换过程中，终端设备可以直接显示机器人反馈的姿态信息，只对位置信息进行坐标转换，简化转换运算的过程，提高实时响应的效率；同时坐标运算简单，保证对机器人的实时定位的精度。

对于机器人端，与终端设备处于同一局域网络中，基于有线或无线的局域网与终端设备进行通信，同时在接收终端设备定位导航的远程控制过程中，采用与终端设备相同的地图文件进行实时定位响应。以机器人为执行主体，在进行定位导航过程中，机器人响应定位导航指令并生成实时的定位信息，具体包括以下步骤：

步骤S301，机器人接收终端设备发送的定位导航指令，定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标。

步骤S302，根据位姿坐标，机器人向目的标记点移动过程中，生成在预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息。

步骤S303，机器人向终端设备发送位置信息和姿态信息；位置信息用于指示终端设备进行坐标转换，将位置信息转换为在终端地图坐标系下的定位信息，并由终端设备显示定位信息和所述姿态信息。

通过本申请实施例，约定机器人定位时采用的预设物理坐标系以地图文件图片对应的实际物理地图中心点为坐标原点，使得机器人在实际的预设物理坐标系生成的姿态信息与终端设备中采用的终端地图坐标系显示的姿态信息的角度不需要进行矩阵转换，终端设备可以直接将机器人生成的角度作为需要显示的角度，即基于相同的姿态信息，只需进行不同坐标系下的位置坐标的平移转换。降低了不同坐标系下坐标转换的运算负担，无需进行矩阵运算，提高实时定位导航的效率。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的机器人定位导航方法，图5示出了本申请实施例提供的机器人定位导航装置的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。

参照图5，该装置包括：

发送单元51，用于向机器人发送定位导航指令，所述定位导航指令包括目的标记点对应的位姿坐标；所述定位导航指令用于指示所述机器人向所述目的标记点移动；

接收单元52，用于在控制所述机器人移动至所述目的标记点对应的所述位姿坐标过程中，接收所述机器人反馈的状态信息，所述状态信息包括所述机器人所处位置的位置信息和姿态信息；

处理单元53，用于基于相同的所述姿态信息，对所述位置信息进行坐标变换，得到所述机器人的定位信息；

显示单元54，用于更新并显示所述机器人的所述定位信息和所述姿态信息。

对应于上文实施例所述的机器人定位导航方法，图6示出了本申请另一实施例提供的机器人定位导航装置的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。

参照图6，该装置包括：

接收单元61，用于接收终端设备发送的定位导航指令，所述定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；

定位单元62，用于根据所述位姿坐标，向所述目的标记点移动过程中，生成在所述预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息；

发送单元63，用于向所述终端设备发送所述位置信息和所述姿态信息；所述位置信息用于指示所述终端设备进行坐标转换，将所述位置信息转换为在终端地图坐标系下的定位信息，并由所述终端设备显示所述定位信息和所述姿态信息。

需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

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，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请实施例还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可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

图7为本申请一实施例提供的终端设备7的结构示意图。如图7所示，该实施例的终端设备7包括：至少一个处理器70(图7中仅示出一个)处理器、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述至少一个处理器70上运行的计算机程序72，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述任意各个机器人定位导航的实施例中的步骤。

所述终端设备7可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该终端设备7可包括，但不仅限于，处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是终端设备7的举例，并不构成对终端设备7的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。

所称处理器70可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器70还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，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。

所述存储器71在一些实施例中可以是所述终端设备7的内部存储单元，例如终端设备7的硬盘或内存。所述存储器71在另一些实施例中也可以是所述终端设备7的外部存储设备，例如所述终端设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器71还可以既包括所述终端设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

图8为本申请一实施例提供的机器人8的结构示意图。如图8所示，该实施例的机器人8包括：至少一个处理器80(图8中仅示出一个)处理器、存储器81以及存储在所述存储器81中并可在所述至少一个处理器80上运行的计算机程序82，所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述任意各个机器人定位导航的实施例中的步骤。

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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，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至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种机器人定位导航方法，其特征在于，应用于终端设备，所述方法包括：

向机器人发送定位导航指令，所述定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；所述定位导航指令用于指示所述机器人向所述目的标记点移动；

在控制所述机器人移动至所述位姿坐标的过程中，接收所述机器人反馈的状态信息，所述状态信息包括所述机器人在所述预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息；

基于相同的所述姿态信息，对所述位置信息进行坐标变换，得到所述机器人在终端地图坐标系下的定位信息；

更新并显示所述机器人的所述定位信息和所述姿态信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述机器人发送定位导航指令之前，所述方法还包括：

接收用户输入的所述目的标记点的前往指令；

根据所述前往指令，确定所述目的标记点的第一位置坐标和第一姿态信息，所述第一位置坐标和所述第一姿态信息为所述目的标记点在终端地图坐标系下的坐标信息；

基于相同的所述第一姿态信息，将所述第一位置坐标进行坐标变换，得到所述目的标记点在所述预设物理坐标系下对应的所述位姿坐标。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于相同的所述第一姿态信息，将所述第一位置坐标进行坐标变换，得到所述目的标记点在所述预设物理坐标系下对应的所述位姿坐标，包括：

通过第一转换公式，将所述目的标记点的所述第一位置坐标转换为在所述预设物理坐标系下的第二位置坐标；

将所述第二位置坐标和所述第一姿态信息作为所述目的标记点在所述预设物理坐标系下对应的所述位姿坐标；

所述第一转换公式表示如下：

其中，(px，py)为目的标记点在终端地图坐标系下的第一位置坐标；(mx，my)为目的标记点在预设物理坐标系下的第二位置坐标；bmpw为地图文件图片的原始尺寸的宽度，bmph为地图文件图片的原始尺寸的高度，paintw为地图文件图片当前显示的宽度，painth为地图文件当前显示的高度，bmpx为终端设备桌面坐标系中左上角的横坐标，bmpy为终端设备桌面坐标系中左上角的纵坐标，单位均为位；res为物理地图尺寸与地图文件图片的原始尺寸的比值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于相同的所述姿态信息，对所述位置信息进行坐标变换，得到所述机器人的定位信息，包括：

通过第二转换公式，将所述机器人所处位置在所述预设物理坐标系下的所述位置信息转换为在终端地图坐标系下的第三位置坐标；

将所述第三位置坐标作为所述定位信息；

所述第二转换公式表示如下：

其中，(px，py)为机器人所处位置在终端地图坐标系下的第三位置坐标；(mx，my)为机器人所处位置在预设物理坐标系下的位置信息；bmpw为地图文件图片的原始尺寸的宽度，bmph为地图文件图片的原始尺寸的高度，paintw为地图文件图片当前显示的宽度，painth为地图文件当前显示的高度，bmpx为终端设备桌面坐标系中左上角的横坐标，bmpy为终端设备桌面坐标系中左上角的纵坐标，单位均为位；res为物理地图尺寸与地图文件图片的原始尺寸的比值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

向所述机器人发送位姿查询指令，所述位姿查询指令用于指示所述机器人进行定位并生成当前位姿信息，所述当前位姿信息包括所述机器人当前所处位置在预设物理坐标系下的第四位置坐标和第二姿态信息；

接收所述机器人反馈的所述当前位姿信息；

基于相同的所述第二姿态信息，将所述第四位置坐标转换为在终端地图坐标系下的第五位置坐标；

将所述第五位置坐标作为所述机器人当前所处位置的定位信息；

显示所述机器人当前所处位置的定位信息和所述第二姿态信息。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述接收所述机器人反馈的所述当前位姿信息之后，所述方法还包括：

获取所述机器人当前使用的地图文件的对应的地图文件名称；

根据所述地图文件名称，查询与所述地图文件名称相同的本地地图；

若存在所述本地地图，则基于所述当前位姿信息读取所述本地地图并显示所述本地地图的界面。

7.一种机器人定位导航方法，其特征在于，应用于机器人，所述方法包括：

接收终端设备发送的定位导航指令，所述定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；

根据所述位姿坐标，向所述目的标记点移动过程中，生成在所述预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息；

向所述终端设备发送所述位置信息和所述姿态信息；所述位置信息用于指示所述终端设备进行坐标转换，将所述位置信息转换为在终端地图坐标系下的定位信息，并由所述终端设备显示所述定位信息和所述姿态信息。

8.一种机器人定位导航装置，其特征在于，包括：

发送单元，用于向机器人发送定位导航指令，所述定位导航指令包括目的标记点在预设物理坐标系下对应的位姿坐标；所述定位导航指令用于指示所述机器人向所述目的标记点移动；

接收单元，用于在控制所述机器人移动至所述位姿坐标的过程中，接收所述机器人反馈的状态信息，所述状态信息包括所述机器人在所述预设物理坐标系下的位置信息和姿态信息；

处理单元，用于基于相同的所述姿态信息，对所述位置信息进行坐标变换，得到所述机器人在终端地图坐标系下的定位信息；

显示单元，用于更新并显示所述机器人的所述定位信息和所述姿态信息。

9.一种终端设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。

10.一种机器人，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7所述的方法。

11.一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，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6或权利要求7任一项所述的方法。

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