機器人協作方法、裝置、機器人和電腦程式產品與流程

2023-06-12 07:38:21 1

本申請涉及機器人技術領域，特別涉及機器人協作方法、裝置、機器人和電腦程式產品。

背景技術：

在移動網際網路、m2m(machinetomachine，機器與機器)、物聯網相關技術飛速發展的大背景下，現有技術越來越多的採用智能終端替代人工實現完成各種複雜操作，機器人為所述智能終端的典型體現。隨著機器人的分工越來越細化，不同的機器人擅長不同的任務處理，多個機器人間的協作將變得更加重要，現有技術中通常由控制方(如控制平臺)根據協作任務向需要協作的機器人下發控制指令，機器人分別執行各自的控制指令完成協作。

現有技術的不足在於：

在機器人協作完成任務的過程中，由固定統一的控制方向多個機器人下發控制指令負擔大，控制不靈活。

技術實現要素：

本申請實施例提出了機器人協作方法、裝置、機器人和電腦程式產品，主要用以提升機器人協作的控制靈活性。

在一個方面，本申請實施例提供了一種機器人協作方法，其特徵在於，所述方法包括：獲取機器人團隊任務信息；根據所述團隊任務信息確定所述團隊任務對應的機器人團隊中的各機器人；當確定自身為領隊機器人時，獲取所述機器人團隊中其他各機器人的狀態信息；根據自身的狀態信息和所述其他各機器人的狀態信息，以及所述團隊任務信息，分別生成所述機器人團隊中的一個或者多個機器人的控制指令，所述控制指令分別用於控制所述機器人團隊中的機器人協作完成所述團隊任務；分別向所述機器人團隊中的一個或者多個機器人發送所述控制指令。

在另一個方面，本申請實施例提供了一種機器人協作裝置，其特徵在於，所述裝置包括：通信模塊，用於獲取機器人團隊任務信息；任務分析模塊，用於根據所述團隊任務信息確定所述團隊任務對應的機器人團隊中的各機器人；所述通信模塊，還用於當確定自身為領隊機器人時，獲取所述機器人團隊中其他各機器人的狀態信息；控制模塊，用於根據自身的狀態信息和所述其他各機器人的狀態信息，以及所述團隊任務信息，分別生成所述機器人團隊中的一個或者多個機器人的控制指令，所述控制指令分別用於控制所述機器人團隊中的機器人協作完成所述團隊任務；所述通信模塊還用於，分別向所述機器人團隊中的一個或者多個機器人發送所述控制指令。

在另一個方面，本申請實施例提供了一種機器人，其特徵在於，所述機器人包括：通信設備，存儲器，一個或多個處理器；以及一個或多個模塊，所述一個或多個模塊被存儲在所述存儲器中，並被配置成由所述一個或多個處理器執行，所述一個或多個模塊包括用於執行任一上述方法中各個步驟的指令。

在另一個方面，本申請實施例提供了一種與機器人結合使用的電腦程式產品，所述電腦程式產品包括內嵌於計算機可讀的存儲介質中的電腦程式，所述電腦程式包括用於使所述機器人執行任一上述方法中的各個步驟的指令。

本申請實施例的有益效果如下：

本申請中，機器人接收到協作任務信息後，可確定執行任務的機器人團隊，並自行確定機器人團隊中的領隊機器人，由領隊機器人控制機器人團隊中的各機器人協作完成任務。本申請中由機器人團隊中的領隊機器人自主控制機器人團隊協作完成任務，控制負擔小，控制更靈活。

附圖說明

下面將參照附圖描述本申請的具體實施例，其中：

圖1示出了本申請實施例一中機器人協作方法的流程示意圖；

圖2示出了本申請實施例二中機器人協作裝置的結構示意圖；

圖3示出了本申請實施例三中機器人的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本申請的技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖對本申請的示例性實施例進行進一步詳細的說明，顯然，所描述的實施例僅是本申請的一部分實施例，而不是所有實施例的窮舉。並且在不衝突的情況下，本說明中的實施例及實施例中的特徵可以互相結合。

發明人在發明過程中注意到：在機器人協作完成任務的過程中，由固定統一的控制方向多個機器人下發控制指令負擔大，控制不靈活。

針對上述不足，本申請提供了一種機器人協作方法，機器人接收到協作任務信息後，可確定執行任務的機器人團隊，並自行確定機器人團隊中的領隊機器人，由領隊機器人控制機器人團隊中的各機器人協作完成任務。本申請中由機器人團隊中的領隊機器人自主控制機器人團隊協作完成任務，控制負擔小，控制更靈活。

為了便於本申請的實施，下面以實例進行說明。

實施例一：

本實施例中所述的機器人為各種智能終端設備的統稱。多個機器人形成組網，每個機器人間保持連接狀態，在需要時可以進行通信。用戶可為所述機器人組網下發機器人團隊任務，機器人組網中的多個機器人組成團隊，由該機器人團隊中的機器人協作完成所述團隊任務。

圖1示出了本申請實施例一中機器人協作方法流程示意圖，如圖1所示，所述機器人協作方法包括：

步驟101，獲取機器人團隊任務信息；

步驟102，根據所述團隊任務信息確定所述團隊任務對應的機器人團隊中的各機器人；

步驟103，根據所述團隊任務信息和自身狀態信息，確定自身領導能力；

步驟104，獲取所述機器人團隊中其他各機器人的領導能力；

步驟105，確定所述機器人團隊中領導能力最高的機器人為領隊機器人。

步驟106，判斷自身是否為領隊機器人；當確定自身為領隊機器人時，至步驟107a-109a；當確定自身為非領隊機器人時，至步驟107b-109b；

步驟107a，當確定自身為領隊機器人時，獲取所述機器人團隊中其他各機器人的狀態信息；

步驟108a，根據自身的狀態信息和所述其他各機器人的狀態信息，以及所述團隊任務信息，分別生成所述機器人團隊中的一個或者多個機器人的控制指令，所述控制指令分別用於控制所述機器人團隊中的機器人協作完成所述團隊任務；

步驟109a，分別向所述機器人團隊中的一個或者多個機器人發送所述控制指令。

步驟107b，當確定自身為非領隊機器人時，確定所述機器人團隊中的領隊機器人；

步驟108b，接收所述領隊機器人發送的控制指令；

步驟109b，執行所述控制指令。

在步驟101中，由機器人控制平臺、任務平臺或者用戶向機器人下發團隊任務信息，下發所述團隊任務信息的方式可以為廣播，全部機器人均可接收到所述團隊任務信息；下發所述團隊任務信息的方式還可以為僅將所述團隊任務信息發送給所述團隊任務信息相關的機器人，例如所述團隊任務為採集某一物體的圖像以對其進行建模時，僅將所述團隊任務發送給所述物體附近的具有圖像採集功能或者建模功能的機器人。各機器人能夠根據上述各種方式獲取機器人團隊任務信息。

在步驟102中，某機器人接收到所述團隊任務信息後，可根據所述團隊任務信息確定所述團隊任務對應的機器人團隊中的各機器人。

所述團隊任務信息中可以包含機器人團隊中各機器人的信息，即在下發任務時已經確定由那些機器人組成一個團隊執行該任務。該團隊任務信息可以上是採用廣播形式發送給全部機器人的，也可以是僅發送給已經確定的團隊中的各機器人。某機器人可根據團隊任務信息獲取其所屬的機器人團隊中還有哪些機器人。確定機器人團隊中的各機器人的方法還可以為，各機器人獲取團隊任務信息後，可以確定自身是否屬於執行該團隊任務的機器人團隊，如果屬於，則基於各機器人間的通信找到同樣屬於所述團隊的其他機器人，進而確定所述團隊中的所有機器人。

在一些實施方式中，所述步驟102為，根據所述團隊任務信息，確定經認證的所述團隊任務對應的經機器人團隊中的各機器人。

即在步驟102中確定的屬於同一團隊的機器人均為經過認證的機器人，所述認證可以是對於團隊中其他機器人的通信連接的安全性進行認證，也可以是對機器人終端的型號、軟體安全、硬體完好性等進行認證。所述認證過程可以發生在確定了團隊中的各機器人後進一步對其進行認證，僅在團隊中保留經認證的機器人；所述認證過程也可以發生在確定團隊中的各機器人之前，即僅有經過了認證的機器人才可能確定屬於執行所述團隊任務的機器人團隊。

在步驟103中，團隊中的各機器人可以根據獲取到的團隊任務信息和機器人自身狀態信息，確定自身在所述團隊任務執行過程中的領導能力，即根據機器人自身與所述團隊任務的匹配程度或者自身的運算性能等評估自身在當前的團隊任務中的領導能力。

在一些實施方式中，所述狀態信息包括以下任意一種或者幾種指標的組合：

機器人位置，可包括機器人當前的經度、緯度、高度或者距團隊任務執行點的距離等；

機器人姿態，可包括機器人當前的朝向和動作形態等；

機器人移動能力，可包括機器人是否可移動、移動的方式、移動的平均速度或者移動的最快速度等；

機器人類型，可包括機器人的型號、功能、掛載的傳感器或者外接設備的信息等；

機器人運算能力，可包括機器人中央處理器的運算能力等；

機器人續航能力，可包括機器人剩餘電量、剩餘電量可維持運行的時長等；

機器人通信能力，可包括機器人的通信方式、通信帶寬和通信質量等。

安全狀態，可包括機器人對自身軟、硬體進行檢查後確定的機器人當前的安全狀態。

針對不同的團隊任務，可對自身各指標的情況行評價，並給出量化的評價等級或者評價分數，例如，當某一指標越契合領隊機器人需要具備的要求時，評價越高，該項指標打分越高，最後將各項指標的分數相加得到領導能力總分，所述總分越高，表明所述機器人更適合作為當前任務下機器人團隊中的領隊機器人。此外可針對不同的任務進一步為各指標賦予不同的權重，以便更合理的計算機器人的領導能力。

在一些實施方式中，在所述步驟103之後，還包括將自身領導能力發送至機器人團隊中其他各機器人。即確定了自身領導能力後，將自身的領導能力告知機器人團隊中的其他各機器人，具體的可通過自身與其他機器人間的通信直接發送所述領導能力，也可以將自身領導能力匯總至平臺伺服器，由平臺伺服器轉發。

在步驟104中，獲取所述機器人團隊中其他各機器人的領導能力，所述領導能力可以為能力評價等級或評價分數等，其可以是自身基於機器人間的通信接收的，也可以是平臺伺服器匯總後轉發至自身的。上述步驟103和104順序不限。

在步驟105中，當獲取了機器人團隊中所有機器人的領導能力後，可確定其中領導能力最高的機器人為領隊機器人，即根據機器人領導能力評價等級或領導能力評價分數等確定領隊機器人。

在一些實施方式中，當所述領隊機器人不能正常運行時，重新確定所述機器人團隊中領導能力最高的機器人為領隊機器人。

在後續執行任務過程中，當已經確定的領隊機器人不能正常的作為領隊機器人繼續運行時，例如領隊機器人軟體安全風險高於一定閾值、存在硬體故障、失去通信連接、運算負荷超過一定閾值時，領隊機器人可主動通知各機器人重新確定領隊機器人，或者由機器人團隊中的各成員在領隊機器人失聯後自行重新確定領隊機器人。

在步驟106中，某機器人判斷自身是否為領隊機器人，需要說明的是，其確定領隊機器人的方式可以是上述步驟103-105，即基於領導能力評價，也可以是其他方式。例如在獲取的團隊任務信息中指明了領隊機器人；或者以最先獲取到團隊任務信息的機器人為領隊機器人；或者以團隊內的機器人以其他方式協商確定領隊機器人等。

當某機器人確定自身為領隊機器人時，執行步驟107a-109a；

在步驟107a中，當某機器人確定自身為執行團隊任務的機器人團隊中的領隊機器人時，獲取所述機器人團隊中其他各機器人的狀態信息，其他機器人的狀態信息也可以為步驟103中提到的各種指標中任一一種或者幾種的組合。

在一些實施方式中，所述步驟107a還包括：當確定自身為領隊機器人時，將自身為領隊機器人的信息發送至所述機器人團隊中的各其他機器人。

即當某機器人根據機器人團隊中所有機器人的領導能力或者其他方式確定自身為領隊機器人時可以儘快向機器人團隊中的其他各機器人發送自身為領隊機器人的身份信息，尤其是在根據領導能力確定領隊機器人的方法中，當自身和團隊中的另一個機器人的領導能力相同時，雙方可約定哪一方先下發了身份信息，哪一方即為機器人團隊的領隊機器人。

在步驟107a中，非領隊機器人的各機器人可在自身根據領導能力確定領隊機器人後向領隊機器人發送自身的狀態信息，也可以在接收到領隊機器人的身份信息後在向其發送自身的狀態新。

在步驟108a中，領隊機器人根據團隊任務信息和機器人團隊中所有機器人的狀態信息為機器人團隊中的機器人生成用於協作完成團隊任務的控制指令。所述控制指令可以為移動、採集圖像、搬運、變形等各種機器人能夠接收的指令，對於相對智能的機器人，也可下發相對複雜的指令，例如指示團隊中的建模機器人對某一物體進行三維建模，該建模機器人獲取該指令後可自行確定其一系列工作內容，例如定位所述物體，移動至所述物體附近，圍繞該物體進行圓周運動並在多個固定角度採集物體圖像，進行圖像處理得到該物體的三維建模等。領隊機器人為每個機器人下發的所述控制指令也可以是一個指令集，其中包含多條子控制指令，並為每條子控制指令設定執行時間，以使各機器人能夠基於不同的指令執行時間形成協作。例如所述領隊機器人可以向團隊中的另一搬運機器人下發控制指令，令其在上述建模機器人完成建模工作後，根據物體的三維建模信息對其進行搬運。

可以理解的，在綜合考慮了團隊中各機器人的狀態信息後，可以僅確定一個機器人完成所述團隊任務，也可以確定由多個或者全部機器人完成所述團隊任務；可以由領隊機器人完成所述團隊任務或者由一個非領隊機器人完成所述團隊任務，也可以由一個領隊機器人和一個或者多個非領隊機器人完成所述團隊任務。

在步驟109a中，分別向所述機器人團隊中的一個或者多個機器人發送該機器人對應的所述控制指令，以便團隊中的各機器人執行各自的控制指令協作完成所述團隊任務。

若在步驟106中，某機器人確定自身為非領隊機器人，則執行步驟107b-109b；

步驟107b，當某機器人確定自身不是所屬機器人團隊中的領隊機器人時，可根據步驟103-105中各機器人的領導能力確定領隊機器人，也可以在接收到領隊機器人發送的身份信息後確定領隊機器人。

在確定了領隊機器人後，可向所述領隊機器人發送自身的狀態信息，以便領隊機器人綜合考慮團隊中各機器人的狀態信息下發協作完成所述團隊任務的控制指令。

在步驟108b中，各非領隊機器人接收領隊機器人發送的控制指令。

在步驟109b中，各非領隊機器人執行領隊機器人發送的控制指令，實現與團隊中各機器人協作完成所述團隊任務。

本申請中，機器人接收到協作任務信息後，可確定執行任務的機器人團隊，並自行確定機器人團隊中的領隊機器人，由領隊機器人控制機器人團隊中的各機器人協作完成任務。本申請中由機器人團隊中的領隊機器人自主控制機器人團隊協作完成任務，控制負擔小，控制更靈活。本申請還能夠根據機器人團隊中各機器人的狀態信息計算領導能力，基於領導能力的計算，能夠更合理的確定領隊機器人；在已經確定的領隊機器人不能正常運行時重新確定領隊機器人，時刻保障機器人團隊的正常協作；團隊中的機器人均為經認證的機器人，提升了機器人團隊的安全性；此外本申請還提供了機器人團隊內各機器人間傳遞各種信息以確保協作過程可靠進行的方案。

實施例二：

基於同一發明構思，本申請實施例中還提供了一種機器人協作裝置，由於這些裝置解決問題的原理與機器人協作方法相似，因此這些裝置的實施可以參見方法的實施，重複之處不再贅述。如圖2所示，所述機器人協作裝置200包括：

通信模塊201，用於獲取機器人團隊任務信息；

任務分析模塊202，用於根據所述團隊任務信息確定所述團隊任務對應的機器人團隊中的各機器人；

所述通信模塊201，還用於當確定自身為領隊機器人時，獲取所述機器人團隊中其他各機器人的狀態信息；

控制模塊203，用於根據自身的狀態信息和所述其他各機器人的狀態信息，以及所述團隊任務信息，分別生成所述機器人團隊中的一個或者多個機器人的控制指令，所述控制指令分別用於控制所述機器人團隊中的機器人協作完成所述團隊任務；

所述通信模塊201還用於，分別向所述機器人團隊中的一個或者多個機器人發送所述控制指令。

在一些實施方式中，在所述通信模塊201獲取所述機器人團隊中其他各機器人的狀態信息之前：

所述通信模塊201還用於，獲取所述機器人團隊中其他各機器人的領導能力；

所述裝置200還包括領隊確認模塊204，用於根據所述團隊任務信息和自身狀態信息，確定自身領導能力；以及確定所述機器人團隊中領導能力最高的機器人為領隊機器人。

在一些實施方式中，所述通信模塊201還用於，在所述領隊確認模塊204根據所述團隊任務信息和自身狀態信息，確定自身領導能力之後，將自身領導能力發送至機器人團隊中其他各機器人。

在一些實施方式中，所述領隊確認模塊204還用於，在所述確定所述機器人團隊中領導能力最高的機器人為領隊機器人之後，當所述領隊機器人不能正常運行時，重新確定所述機器人團隊中領導能力最高的機器人為領隊機器人。

在一些實施方式中，所述通信模塊201還用於，當確定自身為領隊機器人時，將自身為領隊機器人的信息發送至所述機器人團隊中的各其他機器人。

在一些實施方式中，所述領隊確認模塊204還用於，當確定自身為非領隊機器人時，確定所述機器人團隊中的領隊機器人；

所述通信模塊201還用於，接收所述領隊機器人發送的控制指令；

所述裝置200還包括，執行模塊205，用於執行所述控制指令。

在一些實施方式中，所述任務分析模塊202具體用於，根據所述團隊任務信息，確定經認證的所述團隊任務對應的經機器人團隊中的各機器人。

在一些實施方式中，所述狀態信息包括以下任意一種或者幾種指標的組合：

機器人位置；機器人姿態；機器人移動能力；機器人類型；機器人運算能力；機器人續航能力；機器人通信能力；安全狀態。

實施例三：

基於同一發明構思，本申請實施例中還提供了一種機器人，由於其原理與機器人協作方法相似，因此其實施可以參見方法的實施，重複之處不再贅述。如圖3所示，所述機器人300包括：通信設備301，存儲器302，一個或多個處理器303；以及一個或多個模塊，所述一個或多個模塊被存儲在所述存儲器中，並被配置成由所述一個或多個處理器執行，所述一個或多個模塊包括用於執行任一上述方法中各個步驟的指令。

本實施例中，所述機器人為各種智能終端設備的統稱。

實施例四：

基於同一發明構思，本申請實施例還提供了一種與機器人結合使用的電腦程式產品，所述電腦程式產品包括內嵌於計算機可讀的存儲介質中的電腦程式，所述電腦程式包括用於使所述機器人執行任一上述方法中的各個步驟的指令。

為了描述的方便，以上所述裝置的各部分以功能分為各種模塊分別描述。當然，在實施本申請時可以把各模塊或單元的功能在同一個或多個軟體或硬體中實現。

本領域內的技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本申請可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本申請可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。

本申請是參照根據本申請實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

儘管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請範圍的所有變更和修改。