机器人、其物体标定方法及视教交互方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种机器人、其物体标定方法及视教交互方法。该方法包括：接收触发指令以确定物体名称；识别动作指令的指向；所述指向通过第一立体坐标系的向量表示；获取预处理的环境点云数据，转换所述第一立体坐标系至第二立体坐标系以使所述向量与所述第二立体坐标系的坐标轴重合；沿所述向量延伸方向，筛选获得若干个取样点；根据所述取样点，计算物体在所述第二立体坐标系中的位置坐标；将所述物体的位置坐标转换为全局地图中的全局坐标；关联所述全局坐标与所述物体名称以标定待标定的物体。该方法只需要用户提供语音和肢体动作即可，与人类自然的交互方法非常接近，使用体验较好。

Robot, its object calibration method and visual-educational interaction method

The embodiment of the invention provides a robot, an object calibration method and an audio-visual interaction method. The method includes: receiving trigger instructions to determine the object name; identifying the direction of action instructions; the vector representation of the pointing through the first three-dimensional coordinate system; acquiring pre-processed environmental point cloud data, converting the first three-dimensional coordinate system to the second three-dimensional coordinate system so that the vector coincides with the coordinate axis of the second three-dimensional coordinate system; and filtering along the direction of the vector extension. Several sampling points are obtained; the position coordinates of the object in the second stereo coordinate system are calculated according to the sampling points; the position coordinates of the object are transformed into global coordinates in the global map; and the global coordinates and the object names are correlated to calibrate the object to be calibrated. This method only needs voice and limb movements provided by users. It is very close to the natural human interaction method and has a good experience.

【技术实现步骤摘要】
机器人、其物体标定方法及视教交互方法
本专利技术涉及人机交互
，尤其涉及一种机器人、其物体标定方法及视教交互方法。
技术介绍
随着机器人技术，尤其是人工智能的不断发展。各种各样的智能机器人设备开始广泛的进入到日常生活中，协助人们完成家庭中的事务。如何让家居生活中的更多事情能够由机器人自主完成是未来发展的趋势，人机共融协作的相关技术变得越来越重要。由于每个家庭环境布局也不一样，人们对每个房间、家电等的称呼也有所差异。因此，机器人需要利用“视教”的方式来掌握人们惯常生活的环境，通过使用者辅助完成对环境的认知和物品的命名。传统的视教过程中，使用者一般都是通过传统的鼠标、键盘或触模屏等媒介，在平面的生成地图上进行物体的标定。这样的交互方式具有比较大的局限性，既不能对三维空间内的物体进行标定，也不符合人与人之间的交互模式，使用上并不够友善。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种机器人、其物体标定方法及视教交互方法，旨在解决现有技术中视角过程存在局限，使用不友善的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：一种物体标定方法。所述物体标定方法包括：接收触发指令以确定物体名称；识别动作指令的指向；所述指向通过第一立体坐标系的向量表示；获取预处理的环境点云数据，所述预处理的环境点云数据为若干个坐标点的数据集合；所述坐标点在第一立体坐标系中；转换所述第一立体坐标系至第二立体坐标系以使所述向量与所述第二立体坐标系的坐标轴重合；沿所述向量延伸方向，筛选获得若干个取样点；根据所述取样点，计算待标定物体在所述第二立体坐标系中的位置坐标；将所述位置坐标转换为全局地图中的全局坐标；关联所述全局坐标与所述物体名称以标定所述全局地图中的待标定物体。可选地，所述触发指令为语音信息转换形成的数据，包括用于触发物体标定方法的触发字段以及用于表示物体名称的名称字段。可选地，所述识别动作指令的指向，包括：检测所述动作指令中的指向起点和指向终点在所述第一立体坐标系的三维坐标；将所述指向终点的三维坐标减去所述指向起点的三维坐标，获得与指向对应的向量。可选地，所述指向起点为动作指令发出者的头部，所述指向终点为动作指令发出者的手部。可选地，所述环境点云数据的预处理后包括：获取动作指令发出者的人体点云数据；在所述环境点云数据中减去所述人体点云数据，获得所述预处理的环境点云数据。可选地，所述第一立体坐标系的坐标原点是用于执行所述物体标定方法的设备。可选地，所述沿所述向量延伸方向，筛选获得若干个取样点的步骤，具体包括：沿所述向量延伸方向，依次计算预处理的环境点云数据中每一个坐标点与所述向量的距离；判断所述坐标点与所述向量的距离是否小于预设的取样值；若是，确定所述坐标点为所述取样点。可选地，所述根据所述取样点，计算物体在所述第二立体坐标系中的位置坐标的步骤，具体包括：加权平均所有取样点在与所述向量重合的基准坐标轴上的投影长度，获得加权平均值；确定在所述基准坐标轴上，与第二立体坐标系的坐标原点距离为所述加权平均值的坐标点为物体的坐标。可选地，所述将所述物体的位置坐标转换为全局地图中的全局坐标的步骤，具体包括：获取全局地图；确定所述第一立体坐标系的坐标原点在所述全局地图的位置；将所述物体的位置坐标转换为所述第一立体坐标系中的转换坐标；叠加所述转换坐标与所述第一立体坐标系的坐标原点在所述全局地图的位置，获得所述全局坐标。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供以下技术方案：一种机器人。所述机器人包括：设备主体、安装设置于所述设备主体上的若干信息采集装置以及与所述信息采集装置连接的控制器；所述信息采集装置至少包括：用于采集触发指令的触发装置、用于识别动作指令的动作采集装置、用于采集立体结构表面的三维坐标信息的深度传感器以及用于构建地图和确定设备主体在已构建地图中的位置的导航装置；所述控制器基于所述信息采集装置提供的一种或者多种信息，执行如上所述的物体标定方法，对环境中的一个或者多个物体进行标定。可选地，所述触发装置为语音交互装置，至少包括：麦克风，用于采集语音信息；扬声器，用于播放语音信息；语音识别器，用于转换所述语音信息的内容。可选地，所述动作采集装置包括：图像采集单元和特征提取单元；所述图像采集单元用于采集图像信息，所述特征提取单元用于在所述图像信息中提取一个或者多个人体特征以识别动作指令。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供以下技术方案：一种机器人的视教交互方法。所述视教交互方法包括：接收视教者的语音并采集所述视教者的肢体动作；应用如上所述的物体标定方法，根据所述视教者的语音，对所述视教者的肢体动作指向的物体进行标定。与现有技术相比较，本专利技术实施例提供的视角方法提在进行物体标定时，只需要提供语音和肢体动作即可，与人类自然的交互方法非常接近，使用体验较好。而且，可以对三维空间内的物体进行标定，有效的克服了现有视角交互方式存在的局限性。【附图说明】一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1为本专利技术实施例提供的应用场景的示意图；图2为本专利技术实施例提供的扫地机器人的功能框图；图3为本专利技术实施例提供的控制器的硬件框图；图4为本专利技术实施例提供的物体标定方法的方法流程图；图5为本专利技术实施例提供的阶段A的示意图；图6为本专利技术实施例提供的阶段B的示意图；图7为本专利技术实施例提供的阶段D的示意图；图8为本专利技术实施例提供的阶段E的示意图。【具体实施方式】为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本专利技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。“视教”是一个人机交互的过程。由使用者通过输入/输出设备对机器人进行“教育”，帮助机器人认知和了解环境和环境中的物体以更好的执行工作任务。在使用者的指引下，机器人完成对环境中某个物体的命名是视教中非常典型和常见的任务。在本实施例中，使用“物体标定”这样的术语表示对物体的命名。亦即，将物体与某个用户自定义的标识相关联以使机器人可以理解用户下发指令时，自定义标识表达的内容和含义。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物体标定方法，其特征在于，包括：接收触发指令以确定物体名称；识别动作指令的指向；所述指向通过第一立体坐标系的向量表示；在第一立体坐标系中，获取预处理的环境点云数据，所述预处理的环境点云数据为若干个坐标点的数据集合；转换所述第一立体坐标系至第二立体坐标系以使所述向量与所述第二立体坐标系的坐标轴重合；沿所述向量延伸方向，筛选获得若干个取样点；根据所述取样点，计算待标定物体在所述第二立体坐标系中的位置坐标；将所述位置坐标转换为全局地图中的全局坐标；关联所述全局坐标与所述物体名称以标定所述待标定物体。

【技术特征摘要】
1.一种物体标定方法，其特征在于，包括：接收触发指令以确定物体名称；识别动作指令的指向；所述指向通过第一立体坐标系的向量表示；在第一立体坐标系中，获取预处理的环境点云数据，所述预处理的环境点云数据为若干个坐标点的数据集合；转换所述第一立体坐标系至第二立体坐标系以使所述向量与所述第二立体坐标系的坐标轴重合；沿所述向量延伸方向，筛选获得若干个取样点；根据所述取样点，计算待标定物体在所述第二立体坐标系中的位置坐标；将所述位置坐标转换为全局地图中的全局坐标；关联所述全局坐标与所述物体名称以标定所述待标定物体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发指令为语音信息转换形成的数据，至少包括用于触发物体标定方法的触发字段以及用于表示物体名称的名称字段。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别动作指令的指向，包括：检测所述动作指令中的指向起点和指向终点在所述第一立体坐标系的三维坐标；将所述指向终点的三维坐标减去所述指向起点的三维坐标，获得与指向对应的向量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述指向起点为动作指令发出者的头部，所述指向终点为动作指令发出者的手部。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述环境点云数据的预处理包括：获取动作指令发出者的人体点云数据；在所述环境点云数据中减去所述人体点云数据，获得所述预处理的环境点云数据。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一立体坐标系的坐标原点是用于执行所述物体标定方法的设备。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沿所述向量延伸方向，筛选获得若干个取样点的步骤，具体包括：沿所述向量延伸方向，依次计算预处理的环境点云数据中每一个坐标点与所述向量的距离；判断所述坐标点与所述向量的距离是否小于预设的取样值；若是，确定所述坐标点为所述取样点。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述取样点，计算待标定物体在所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：任娟娟，
申请(专利权)人：深圳市银星智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44