机器人运动控制系统、方法及装置与流程

1.本发明涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种机器人运动控制系统。本发明同时涉及一种机器人运动控制方法，应用于机器人运动控制系统、一种机器人运动控制方法，应用于移动机器人、一种机器人运动控制装置、一种移动机器人。


背景技术：

2.在现有无人场景的机器人集群运动控制系统中，因机器人本体避障检测功能安全等级不足，故在项目实施中普遍采用物理围栏将机器人与人员隔离开，以确保机器人出现异常状态时不会危及人员的安全。
3.若有确定需要人员进场作业的情况下，为保障人员安全，人员需首先在场外触发全场机器人停止运行，而后人员从安全入口进入场地内作业，此过程中全场机器人停止，直至人员从机器人场地离开，严重影响了机器人运行的效率，因此，亟需一种提高机器人运行效率的方法。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种机器人运动控制系统，以解决现有技术中存在的技术缺陷。本发明实施例同时提供了一种机器人运动控制方法，应用于机器人运动控制系统、一种机器人运动控制方法，应用于移动机器人、一种机器人运动控制装置、一种移动机器人。
5.根据本发明实施例的第一方面，提供了一种机器人运动控制系统，所述机器人运动控制系统包括便携式安全设备和多个移动机器人，其中，所述安全设备用于目标对象进入所述多个移动机器人的运动场景携带；
6.所述移动机器人，被配置为广播测距请求；
7.所述安全设备，被配置为在接收到所述测距请求的情况下，向所述移动机器人反馈测距响应信号；
8.所述移动机器人，还被配置为基于所述测距响应信号，计算与所述安全设备之间的距离，并基于所述距离，调整所述移动机器人当前的运动状态。
9.根据本发明实施例的第二方面，提供了一种机器人运动控制方法，应用于机器人运动控制系统，所述机器人运动控制系统包括便携式安全设备和多个移动机器人；所述方法包括：
10.所述移动机器人广播测距请求；
11.所述安全设备在接收到所述测距请求的情况下，向所述移动机器人反馈测距响应信号；
12.所述移动机器人基于所述测距响应信号，计算与所述安全设备之间的距离，并基于所述距离，调整所述移动机器人当前的运动状态。
13.根据本发明实施例的第三方面，提供了一种机器人运动控制方法，应用于移动机
器人，所述方法包括：
14.广播测距请求；
15.在接收到安全设备响应于所述测距请求反馈的测距响应信号的情况下，基于所述测距响应信号，计算与所述安全设备之间的距离；
16.并基于所述距离，调整所述移动机器人当前的运动状态。
17.根据本发明实施例的第四方面，提供了一种机器人运动控制装置，应用于移动机器人，所述装置包括：
18.广播模块，被配置为广播测距请求；
19.计算模块，被配置为在接收到安全设备响应于所述测距请求反馈的测距响应信号的情况下，基于所述测距响应信号，计算与所述安全设备之间的距离；
20.调整模块，被配置为基于所述距离，调整所述移动机器人当前的运动状态。
21.根据本发明实施例的第五方面，提供了一种移动机器人，包括：
22.存储器和处理器；
23.所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令时实现上述机器人运动控制方法的步骤。
24.根据本发明实施例的第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现上述机器人运动控制方法的步骤。
25.本发明提供的机器人运动控制系统包括便携式安全设备和多个移动机器人，其中，安全设备用于目标对象进入多个移动机器人的运动场景携带；移动机器人，被配置为广播测距请求；安全设备，被配置为在接收到测距请求的情况下，向移动机器人反馈测距响应信号；移动机器人，还被配置为基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。通过移动机器人主动广播测距请求，并基于安全设备反馈的测距响应信号，计算出移动机器人与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人的运动状态，避免移动机器人影响到目标对象，保障了携带安全设备的目标对象的安全，且移动机器人的运动状态是基于移动机器人与安全设备之间的距离进行调整的，无需全部停止，提高了移动机器人运行的效率。
附图说明
26.图1是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统的结构示意图；
27.图2是本发明一实施例提供的另一种机器人运动控制系统的结构示意图；
28.图3是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中的三端交互结构示意图；
29.图4a是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中主控端的结构示意图；
30.图4b是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中移动机器人的结构示意图；
31.图4c是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中安全设备的结构示意图；
32.图5是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中三端交互架构示意图；
33.图6a是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统的应用示意图；
34.图6b是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统的应用结构示意图；
35.图6c是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统的区域划分示意图；
36.图7是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制方法的流程图；
37.图8是本发明一实施例提供的另一种机器人运动控制方法的流程图；
38.图9是本发明一实施例提供的一种机器人运动控制装置的结构示意图；
39.图10是本发明一实施例提供的一种计算设备的结构框图。
具体实施方式
40.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
41.在本发明一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明一个或多个实施例。在本发明一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本发明一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
42.应当理解，尽管在本发明一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明一个或多个实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。
43.首先，对本发明一个或多个实施例涉及的名词术语进行解释。
44.机器人：是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
45.自主移动机器人(amr,autonomous mobile robot)：泛指能够自主定位、自主导航的仓储机器人。
46.安全性能等级(pl，performance level)：用于定义控制系统的安全相关部分的能力，以使其在可预见条件下执行安全功能，按照安全性能从低到高分为a、b、c、d、e五个级别，ple表示安全性能的最高等级。
47.可编程逻辑控制器(plc，programmable logic controller)：一种具有微处理器的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载存储器内存储与运行。
48.在现有无人场景的amr集群运动系统中，因amr本体避障检测功能安全等级不足以达到人机混行的安全等级要求(iso3691-4，amr安全应用的重要参考标准)，故在项目实施中普遍采用物理围栏将amr与人员隔离开，以确保在机器人出现异常状态时不会危机人身安全。
49.当人员需进入amr区域操作时，amr依赖本体的避障检测功能实现对人员避障，具体实现方式包括但不限于由红外探测器、激光雷达探测器、图像传感器等将障碍物信息传给机器人主控制器，主控制器控制机器人驱动器将电机停止运动，即人员只能被动被amr感
知，受限于硬件器件本身安全等级和控制链路架构设计，此项避障探测功能的安全等级不足以达到相关安全标准要求(i so 3691-4)，故amr和人员之间的碰撞风险无法降低到可接受范围内，为保障人身安全，人员需首先在场外触发全场机器人停止，而后从安全入口进入amr场地内处理问题，此过程中全场机器人停止直至人员从amr场地离开，影响amr和系统运行的效率。
50.为解决上述技术问题，本发明提供了一种机器人运动控制系统包括便携式安全设备和多个移动机器人，其中，安全设备用于目标对象进入多个移动机器人的运动场景携带；移动机器人，被配置为广播测距请求；安全设备，被配置为在接收到测距请求的情况下，向移动机器人反馈测距响应信号；移动机器人，还被配置为基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。通过移动机器人主动广播测距请求，并基于安全设备反馈的测距响应信号，计算出移动机器人与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人的运动状态，避免移动机器人影响到目标对象，保障了携带安全设备的目标对象的安全，且移动机器人的运动状态是基于移动机器人与安全设备之间的距离进行调整的，无需全部停止，提高了移动机器人运行的效率。
51.在本发明中，提供了一种机器人运动控制系统。本发明同时涉及一种机器人运动控制方法，应用于机器人运动控制系统、一种机器人运动控制方法，应用于移动机器人、一种机器人运动控制装置、一种移动机器人，在下面的实施例中逐一进行详细说明。
52.图1示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统的结构示意图，机器人运动控制系统100包括便携式安全设备1001和多个移动机器人1002，其中，安全设备1001用于目标对象进入多个移动机器人1002的运动场景携带；
53.移动机器人1002，被配置为广播测距请求；
54.安全设备1001，被配置为在接收到测距请求的情况下，向移动机器人1002反馈测距响应信号；
55.移动机器人1002，还被配置为基于测距响应信号，计算与安全设备1001之间的距离，并基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。
56.具体地，移动机器人是指可以依据控制系统的指令进行自主移动和停止的机器人，比如，移动机器人可以是amr等，其中，移动机器人可具备与场内便携式安全设备之间的配对功能，具备与场内便携式安全设备发出测距请求功能，具备根据场内便携式安全设备反馈的测距应答信号实时测距功能，具备根据测距结果判断amr所在区域是停止区、降速区、运行区的功能，具备根据amr所在区域是停止区、降速区而输出急停/复位信号、降速/恢复信号的功能，具备自主发出测距请求并做测距应答的收发自检功能，具备多路测距信号交互自检功能，具备安全响应测距单元发出的急停/复位信号的功能，具备与主控端安全通信主站单元之间建立并保持安全连接功能，具备安全连接异常/恢复时自动向运动控制单元发出急停/复位信号的功能，具备安全响应安全通信主站单元的急停/复位信号的功能。
57.便携式安全设备是指便于携带的安全设备，比如，便携式安全设备可以是可穿戴手环、可佩戴耳机等，安全设备可以具备与场内amr之间的配对功能，具备对场内amr发出测距信号的实时测距应答反馈功能，具备自主发出测距请求并做测距应答的收发自检功能，具备多路测距信号交互自检功能；具备自主触发并向主控端的安全通信主站单元发出系统急停/复位信号的功能，具备与主控端的安全通信主站单元之间建立并保持安全连接的功
能。
58.测距请求是指对于距离测量发起的请求，具体是对于接收测距请求的设备与移动机器人之间的距离。测距响应信号是指对测距请求所做出的响应，基于测距请求和测距响应请求可确定安全设备与移动机器人之间的距离。运动调整信号是指使移动机器人对当前的运动状态进行调整的信号，比如，运动调整信号可以是运动加速信号、运动减速信号以及运动持续运动信号。
59.广播测距请求，可以是按照预设周期广播测距请求。
60.可选地，移动机器人广播测距请求的是会在一定范围内进行广播，若超过该范围，则移动机器人并不会接收该安全设备的测距响应信号。
61.安全设备，被配置为在接收到测距请求的情况下，向移动机器人反馈测距响应信号，可以是安全设备接收到移动机器人广播的测距请求，基于测距请求向移动机器人反馈测距响应信号，其中，测距响应信号中可以携带有安全设备的运动信息，运动信息可以包括安全设备的位置信息、速度信息等。
62.移动机器人，还被配置为基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离，可以是移动机器人基于接收到的多个测距响应信号进行时间差值的计算，基于时间差值和广播的传播速度，确定移动机器人与安全设备之间的距离。
63.移动机器人，还被配置为基于距离，调整移动机器人当前的运动状态，可以是移动机器人基于距离，确定移动机器人当前所处的目标安全区域，基于目标安全区域的预设运动方式，调整移动机器人当前的运动状态，其中目标安全区域的划分按照预设距离上限和预设距离下限划分的。
64.通过移动机器人主动广播测距请求，并基于安全设备反馈的测距响应信号，计算出移动机器人与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人的运动状态，避免移动机器人影响到目标对象，保障了携带安全设备的目标对象的安全，且移动机器人的运动状态是基于移动机器人与安全设备之间的距离进行调整的，无需全部停止，提高了移动机器人运行的效率。
65.本发明一种可选的实施例中，移动机器人，还被配置为若未接收到针对测距请求的测距响应信号，则保持移动机器人当前的运动状态。
66.移动机器人，还被配置为若未接收到针对测距请求的测距响应信号，则保持移动机器人当前的运动状态，可以是移动机器人在广播测距请求，且未接收到针对测距请求的测距响应信号的情况下，确定在预设距离范围内不存在安全设备，则保持移动机器人当前的运动状态。
67.移动机器人，被配置为若未接收到针对测距请求的测距响应信号，则保持移动机器人当前的运动状态，以使移动机器人按照预设程序执行相应任务，保持运动的效率以及执行任务的效率。
68.本发明一种可选的实施例中，移动机器人，具体被配置为识别距离是否大于预设距离上限；若是，则保持移动机器人当前的运动状态。
69.具体地，预设距离上限是指预先设定的对目标对象进行安全保护的距离上限，在预设距离上限之外的移动机器人不会对携带安全设备的目标对象造成安全威胁。
70.移动机器人，具体被配置为识别距离是否大于预设距离上限，可以是将距离与预
设距离上限进行比对，基于比对结果确定距离是否大于预设距离上限。
71.移动机器人，具体被配置为识别距离是否大于预设距离上限，若是，则保持移动机器人当前的运动状态，是确定距离大于预设距离上限，当前测距请求对应的移动机器人并不会对携带安全设备的目标对象造成安全威胁，则保持移动机器人当前的运动状态，保证移动机器人的运行效率。
72.移动机器人，具体还被配置为识别距离是否大于预设距离上限，若否，则确定距离小于等于预设距离上限，则需要按照距离对应的区域运动方式调整移动机器人当前的运动状态。
73.移动机器人，被配置为识别距离是否大于预设距离上限，若是，则保持移动机器人当前的运动状态，也即在确定移动机器人与携带安全设备的目标对象之间的距离大于预设距离上限时，确定移动机器人不会影响目标对象的安全，故保持移动机器人当前的运动状态不变，实现了在保障目标对象的安全的情况下，降低对移动机器人工作效率的影响。
74.本发明一种可选的实施例中，移动机器人，具体被配置为识别距离是否位于预设距离区间内，其中，预设距离区间基于预设距离上限和预设距离下限确定；若是，则调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度。
75.具体地，预设距离区间是指预先设定的对移动机器人的运动速度进行调整的区间范围，其中，调整可以是减速到预设运动速度。预设距离下限是指预先设定的对目标对象的安全造成影响的距离限定，其中，对目标对象的安全造成影响是指速度越快造成的影响越大，故在距离达到预设距离下限时，移动机器人需要进行减速，减速至预设运动速度，以避免携带安全设备的目标对象加速时，移动机器人无法快速减速，而对携带安全设备的目标对象造成影响，但同时由于距离大于预设距离下限，所以为保证移动机器人的运行效率，所以是将移动机器人降速至预设运动速度，而并不是直接使移动机器人停止运动。预设运动速度是指预先设定的对目标对象的安全造成可控影响的移动机器人的运动速度。初始运动速度是指移动机器人在执行本发明之前的运动速度。
76.移动机器人，具体被配置为识别距离是否位于预设距离区间内，可以是移动机器人将距离与预设距离上限和预设距离下限比较，判断距离是否位于预设距离下限与预设距离上限之间。
77.移动机器人，具体被配置为识别距离是否位于预设距离区间内，若是，则调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度，可以是若距离处于预设距离区间内，则为避免移动机器人与安全设备之间距离过近、且移动机器人速度过快，对携带安全设备的目标对象的安全造成影响，需要降低移动机器人的速度，但若距离并未小于预设距离下限，且为保证移动机器人的运行效率，调整移动机器人当前的初始运动速度至预设运动速度。
78.移动机器人，被配置为识别距离是否位于预设距离区间内，若是，则调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度，以使在预设距离区间内的移动机器人是将速度降低至预设运动速度进行运动的，实现在保障目标对象安全的前提下，减少对移动机器人运动效率的影响。
79.本发明一种可选的实施例中，移动机器人，还被配置为基于测距响应信号，确定安全设备的当前运动速度；若安全设备的当前运动速度超过预设速度阈值，则调整移动机器人至停止状态。
80.具体地，预设速度阈值是指预先设定的对安全设备的运动速度进行限定的值，也即对携带安全设备的目标对象的运动速度进行限定的值，比如，预设速度阈值可以为每秒0.3米、每小时1080米。停止状态是指移动机器人的运动速度为零对应的运动状态。
81.移动机器人，还被配置为基于测距响应信号，确定安全设备的当前运动速度，可以是移动机器人获取发送测距请求与接收到测距响应信号之间的时间差值，基于时间差值和广播的传播速度，确定安全设备的当前运动速度。
82.移动机器人，还被配置为若安全设备的当前运动速度超过预设速度阈值，则调整移动机器人至停止状态，可以是若安全设备的当前运动速度超过预设速度阈值，则为避免对携带安全设备的目标对象的安全造成影响，需调整移动机器人的运动状态为停止状态，比如，移动机器人按照初始运动速度运动，安全设备的当前运动速度超过预设速度阈值，则可能会发生当携带安全设备的目标对象到达移动机器人附近时，移动机器人来不及减速，而造成携带安全设备的目标对象和移动机器人发生碰撞，对目标对象的安全造成影响。
83.示例性地，预设速度阈值为每秒0.3米，则基于测距响应信号，确定安全设备的当前运动速度为每秒0.4米，则确定安全设备的当前运动速度超过预设速度阈值，调整移动机器人的运动状态为停止状态。
84.移动机器人，被配置为基于测距响应信号，确定安全设备的当前运动速度，当安全设备的当前运动速度超过预设速度阈值，则调整移动机器人至停止状态，使得在安全设备的速度超过预设速度阈值时，调整移动机器人至停止状态，以保证携带安全设备的目标对象的安全。
85.本发明一种可选的实施例中，移动机器人，还被配置为在调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，按照预设间隔向安全设备发送测距请求；若超过第一预设时间未接收到安全设备反馈的测距响应信号，则调整移动机器人至停止状态。
86.具体地，预设间隔是指预先设定的时间间隔，预设间隔可以是100毫秒、200毫秒等。第一预设时间是指预先设定的对携带安全设备的目标对象的安全进行保证的时间，比如，第一预设时间可以是2秒、3秒等。
87.移动机器人，还被配置为在调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，按照预设间隔向安全设备发送测距请求，若超过第一预设时间未接收到安全设备反馈的测距响应信号，则调整移动机器人至停止状态，可以理解为移动机器人调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，按照预设间隔向安全设备发送测距请求，若超过第一预设时间未接收到安全设备反馈的测距响应信号，也即出现移动机器人处于预设距离区间内，但超过第一预设时间无法接收到安全设备返回的测距响应信号，则可以确定移动机器人或安全设备的测距单元出现故障或信号受到强干扰等，故调整移动机器人至停止状态。
88.移动机器人，被配置为在调整移动机器人人当前的初始运动速度之后，按照预设间隔向安全设备发送测距请求，若超过第一预设时间未接收到安全设备反馈的测距响应信号，则调整移动机器人至停止状态，也即在明确移动机器人与安全设备的距离处于预设时间区间内，但超过第一预设时间未接收到安全设备返回的测距响应信号，也即移动机器人或安全设备的测距单元出现故障或信号受到强干扰等时，调整移动机器人至停止状态，保证携带安全设备的目标对象的安全。
89.本发明一种可选的实施例中，移动机器人，还被配置为在调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，若超过第二预设时间未检测到安全设备基于安全连接的心跳信号，则调整移动机器人的运动速度恢复至初始运动速度，其中，安全连接是指基于预设安全通信协议的连接。
90.具体地，第二预设时间是指预先设定的对心跳信号的接收时间进行限定的时间，比如，第二预设时间可以是10秒。心跳信号是指通过安全通信协议传输的，用以表征当前设备状态好坏的信号，比如心跳信号可以是按照一定的时间间隔产生的，心跳信号中包括当前设备的运行状况、运行属性信息及其他安全相关校验信息等。预设安全通信协议是指预先设置的对数据传输层进行保护的安全通信协议，比如，预设安全通信协议可以是安全网络集成服务(ci p safety)协议或者基于通信协议的故障安全协议(profi safe)协议等安全通信协议，通过使用基于预设安全通信协议的安全连接，传输心跳信号，保护了心跳信号的传输，对心跳信号起到了保护的作用。
91.可选地，安全连接可以是无线通信连接，也可以是有线通信连接。
92.移动机器人，还被配置为在调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，若超过第二预设时间未检测到安全设备的心跳信号，则调整移动机器人的运动速度恢复至初始运动速度，可以是移动机器人对安全设备的心跳信号进行检测，在调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，若超过第二预设时间未检测到安全设备的心跳信号，则确定安全设备与移动机器人之间的距离超过心跳信号检测的距离的时长已达到第二预设时间。
93.示例性地，移动机器人在调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，若超过10秒未检测到安全设备的心跳信号，则调整移动机器人的运动速度恢复至初始运动速度。
94.移动机器人，还被配置为在调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，若超过第二预设时间未检测到安全设备的心跳信号，则调整移动机器人的运动速度恢复至初始运动速度，进一步确定移动机器人不会被安全设备造成异常影响，故调整移动机器人的运动速度恢复至初始运动速度，以减少对移动机器人运行效率的影响。
95.本发明一种可选的实施例中，移动机器人，还被配置为按照预设自检周期启动自检，获得自检结果；在自检结果异常的情况下，调整移动机器人至停止状态。
96.具体地，预设自检周期是指预先设置的移动机器人进行自检的周期，其中，自检是指自我检测，比如，自检检测的是移动机器人的收发子单元，则移动机器人自行发送请求，自行响应请求，并做出对应响应。自检结果是指进行自检获得的结果，比如，自检的是移动机器人的收发子单元，则自检结果可以是收发子单元正常、异常等，收发子单元可以是低频无线电收发器、超宽带无线通信技术(uwb，ultra wide band)收发器、蓝牙技术(bluetooth)收发器等。
97.移动机器人，还被配置为按照预设自检周期启动自检，获得自检结果，可以是移动机器人自主发出测距请求，并基于测距请求生成测距响应信号，具体是移动机器人自主发出测距请求，并接收该测距请求，基于接收到的测距请求生成测距响应，将测距响应信号返回至移动机器人。
98.可选地，按照预设自检周期启动自检，获得自检结果的实现方式，在移动机器人发
出的测距请求的子单元为至少两个时，可以是按照预设自检周期启动多路测距信号交互自检，获得自检结果，其中，多路测距信号交互自检可以是至少两个子单元发出测距请求，至少两个子单元接收不属于响应自身发出的测距请求的测距响应信号，或者至少两个子单元接收属于和不属于响应自身发出的测距请求的测距响应信号。
99.可选地，移动机器人进行自检，还可以是与机器人运动控制系统中的其他端进行交互自检，比如，移动机器人与安全设备进行交互自检。
100.可选地，自检结果异常可以是未接收到响应于测距请求的测距响应信号，也可以是接收到的测距响应信号并不是按照预设程序可以接收到的测距响应信号，还可以是接收到的测距响应信号的报文格式异常。
101.可选地，在移动机器人按照预设自检周期启动自检，获得自检结果，在自检结果正常的情况下，保持当前运动状态不变，按照预设执行以及判断任务进行处理。
102.移动机器人，被配置为按照预设自检周期启动自检，获得自检结果，在自检结果异常的情况下，调整移动机器人至停止状态，移动机器人按照预设自检周期进行自检，并在自检结果异常的情况下，调整移动机器人至停止状态，保障了移动机器人的运行情况，进而保障了安全设备的安全，也即保障了携带安全设备的目标对象的安全。
103.本发明一种可选的实施例中，移动机器人，具体被配置为识别距离是否小于预设距离下限；若是，则调整移动机器人至停止状态。
104.移动机器人，具体被配置为识别距离是否小于预设距离下限，可以是移动机器人将距离与预设距离下限进行比对，根据比对结果，判断距离是否小于预设距离下限。
105.移动机器人，具体被配置为识别距离是否小于预设距离下限，若是，则调整移动机器人至停止状态，可以是移动机器人在确定距离小于预设距离下限时，确定移动机器人已经在安全设备的警告距离范围内，则调整移动机器人至停止状态。
106.识别距离是否小于预设距离下限，若否，则识别距离是否大于预设距离上限，在距离大于预设距离上限的情况下，保持移动机器人当前的运动状态，在距离小于预设距离上限的情况下，调整移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度。
107.移动机器人，具体被配置为识别距离是否小于预设距离下限；若是，则调整移动机器人至停止状态，使得移动机器人与安全设备之间的距离在小于预设距离下限时，调整移动机器人至停止状态，也即使移动机器人停止，避免了移动机器人和安全设备发生冲突，保障了携带安全设备的目标对象的安全。
108.本发明一种可选的实施例中，移动机器人包括第一测距单元和运动控制单元；安全设备包括第二测距单元；
109.第一测距单元，被配置为广播测距请求；
110.第二测距单元，被配置为在接收到测距请求的情况下，向第一测距单元反馈测距响应信号；
111.第一测距单元，还被配置为基于测距响应信号，计算移动机器人与安全设备之间的距离，并基于距离，生成运动调整信号，向运动控制单元发送运动调整信号；
112.运动控制单元，被配置为基于运动调整信号调整移动机器人的运动状态。
113.具体地，第一测距单元是指移动机器人中包含的功能组件，具备与场内安全设备之间的配对功能，具备向场内安全设备发出测距请求功能，具备根据场内安全设备反馈的
测距响应信号实时测距功能，具备根据测距结果，发出响应运动状态调整信号的功能，具备自主发出测距请求并做测距应答的收发自检功能，具备多路测距信号交互自检功能。
114.第一测距单元还具备根据测距结果判断移动机器人所在区域是停止区、降速区、运行区的功能，具备根据amr所在区域是停止区、降速区而输出急停/复位信号、降速/恢复信号的功能。
115.第一测距单元包括收发子单元和测距运算子单元，收发子单元具备与场内安全设备之间的配对功能，具备向场内安全设备发出测距请求功能，具备自主发出测距请求并做测距应答的收发自检功能，具备多路测距信号交互自检功能；测距运算子单元，具备根据测距结果，发出响应运动状态调整信号的功能。
116.第二测距单元是指安全设备中包含的功能组件，具备与场内移动机器人之间的配对功能，具备对场内移动机器人发出测距请求的实时测距响应反馈功能，具备自主发出测距请求并做测距应答的收发自检功能，具备多路测距信号交互自检功能。
117.第二测距单元包括收发子单元和测距运算子单元，收发子单元具备与场内移动机器人之间的配对功能，具备对场内移动机器人发出测距请求的实时测距响应反馈功能，具备自主发出测距请求并做测距应答的收发自检功能，具备多路测距信号交互自检功能；测距运算子单元具备基于自检功能进行进一步距离运算功能。
118.运动控制单元是指移动机器人中包含的功能组件，具备响应第一测距单元的调整运动状态的调整信号，相应调整移动机器人的运动状态。
119.可选地，运动控制单元还具备响应第一安全从站单元的急停/复位信号而控制移动机器人安全降速到零而后电机断电抱闸/复位功能，具备响应安全主站单元的急停/复位信号而控制移动机器人安全降速到零而后电机断电抱闸/复位功能，具备响应第一测距单元的降速/恢复信号而控制移动机器人降速到安全速度/恢复初始运动速度的功能。
120.移动机器人包括第一测距请求和运动控制单元，安全设备包括第二测距单元，利用移动机器人包括的第一测距单元、运动控制单元以及安全设备的第二测距单元的配合调整移动机器人的运动状态，避免移动机器人影响到目标对象，保障了目标对象的安全，且机器人的运动状态是根据距离进行调整的，无需全部停止，提高了移动机器人运行的效率。
121.本发明一种可选的实施例中，参见图2，图2示出了本发明一实施例提供的另一种机器人运动控制系统的结构示意图，机器人运动控制系统100包括便携式安全设备1001、多个移动机器人1002以及主控端1003；
122.主控端1003，被配置为与安全设备1001建立并保持安全连接，并基于安全连接交互心跳信号，在确定安全设备1001心跳异常的情况下，向多个移动机器人1002分别发送急停信号；
123.移动机器人1002，还被配置为响应于主控端1003发送的急停信号，调整移动机器人1002至停止状态。
124.具体地，主控端是指运动控制系统中对安全设备和移动机器人的请求进行响应的功能端，具备与场内安全设备的安全连接功能，具备基于场内安全设备心跳检测异常时通知全场移动机器人急停的安全响应功能。
125.可选地，心跳检测异常可以是并未按照预设的安全通信协议进行信息交互，还可以是并未按照预设心跳信号发送周期接收安全设备的心跳信号，还可以是接收到的心跳信
号无法进行解析与读取，还可以是对接收到的心跳信号进行解析后，得到的解析结果中包含异常关键字符。
126.主控端，被配置为与安全设备交互心跳信号，在确定安全设备心跳异常的情况下，向多个移动机器人分别发送急停信号，可以是主控端在确定安全设备心跳异常的情况下，确定安全设备存在异常，则向多个移动机器人分别发送急停信号。
127.移动机器人，还被配置为响应于主控端发送的急停信号，调整移动机器人至停止状态，可以是移动机器人接收到主控端发送的急停信号，基于急停信号调整移动机器人至停止状态。
128.主控端，被配置为与安全设备建立并保持安全连接，并基于安全连接交互心跳信号，在确定安全设备心跳异常的情况下，向多个移动机器人分别发送急停信号；移动机器人，被配置为响应于主控端发送的急停信号，调整移动机器人至停止状态，使得主控端在确定安全设备存在异常时，为避免移动机器人对安全设备造成异常影响，主控端分别向多个移动机器人发送急停信号，以使移动机器人调整至停止状态，保障安全设备的安全，进而保障携带安全设备的目标对象的安全，且通过基于安全连接的方式实现安全的心跳检测，进一步保障了目标对象的安全，使得移动机器人接收并执行主控端下发指令的功能达到了对应的安全等级要求。
129.本发明一种可选的实施例中，安全设备，还被配置为按照预设自检周期启动自检，并将自检结果发送至主控端；
130.主控端，还被配置为在基于自检结果确定安全设备自检异常的情况下，向多个移动机器人分别发送急停信号；
131.移动机器人，还被配置为响应于主控端发送的急停信号，调整移动机器人至停止状态。
132.具体地，急停信号是指驱动移动机器人紧急停止的控制信号，比如急停信号可以是报文形式的信号。
133.安全设备，还被配置为按照预设自检周期启动自检，并将自检结果发送至主控端，可以是安全设备为保障自身的收发功能的正常使用，按照预设自检周期启动自检，将自检结果发送至主控端，由主控端基于自检结果对移动机器人进行控制。
134.可选地，按照预设自检周期启动自检，获得自检结果的实现方式，在安全设备发出的测距请求的收发子单元为至少两个时，可以是按照预设自检周期启动多路测距信号交互自检，获得自检结果，其中，多路测距信号交互自检可以是至少两个收发子单元发出测距请求，至少两个收发子单元接收不属于响应自身发出的测距请求的测距响应信号，或者至少两个收发子单元接收属于和不属于响应自身发出的测距请求的测距响应信号。
135.主控端，还被配置为在基于自检结果确定安全设备自检异常的情况下，向多个移动机器人分别发送急停信号，可以是主控端在基于安全设备的自检结果确定安全设备自检异常的情况下，向多个移动机器人分别发送急停信号，以避免在安全设备出现异常时，移动机器人对携带安全设备的目标对象产生威胁，保障了携带安全设备的目标对象的安全。
136.本发明一种可选的实施例中，主控端包括安全设备对接单元；
137.安全设备对接单元，被配置为放置安全设备。
138.具体地，安全设备对接单元是指主控端中包含的功能组件，具备安全设备的放置
功能。
139.可选的，安全设备对接单元还具备安全设备的锁定和释放控制功能。
140.可选地，安全设备被放置于安全设备对接单元时，安全设备未被使用，故安全设备无需使用自检功能进行自检。
141.主控端包括安全设备对接单元，安全设备对接单元，被配置为放置安全设备，并对安全设备的放置与未放置的动作进行监控，便于后续对安全设备进行携带，以及安全携带。
142.本发明一种可选的实施例中，安全设备对接单元，还被配置为检测安全设备的剩余电量，在剩余电量低于预设电量阈值的情况下，为安全设备充电。
143.具体地，预设电量阈值是指预先设定的对安全设备充电的最低电量进行限制的值，比如，预设电量阈值可以为20％。
144.安全设备对接单元，还被配置为检测安全设备的剩余电量，可以是安全设备对接单元主动对安全设备的电量进行监控，确定安全设备的剩余电量，其中，监控可以是按照预设时间间隔获取安全设备的电量，也可以是安全设备定时上报自身的剩余电量。
145.安全设备对接单元，还被配置为在剩余电量低于预设电量阈值的情况下，为安全设备充电，可以是安全设备对接单元在确定安全设备的剩余电量低于预设电量阈值的情况下，为安全设备充电，以保证安全设备的可用性，避免在使用安全设备时，出现安全设备电量不足无法使用的情况。
146.本发明一种可选的实施例中，主控端还包括安全控制单元；
147.安全设备对接单元，还被配置为响应于目标对象进入运动场景的请求，触发安全设备的性能检查；
148.安全控制单元，被配置为在安全设备的性能检查结果为性能正常的情况下，控制运动场景的安全门锁打开，并在确定目标对象进入运动场景后，控制安全门锁关闭。
149.具体地，安全控制单元是指主控端中包含的功能组件，用于保障运动场景内移动机器人和运动场景外的目标对象的安全。性能检查是指为保障安全设备的正常使用进行的功能性检查，比如，初始化自检、测距性能自检等。安全门锁是指将移动机器人运动场景和其他区域进行区分的门锁，用于保证移动机器人以及其他区域的目标对象的安全。
150.安全设备对接单元，还被配置为响应于目标对象进入运动场景的请求，触发安全设备的性能检查，可以是安全设备对接单元，接收到目标对象进入运动场景的请求，基于该请求，触发安全设备的性能检查，以使安全设备开始启动性能检查，其中，目标对象进入运动场景的请求可以是目标对象通过按压物理按键发起的请求，还可以是目标对象到达安全门锁对应的预设区域内，安全门锁识别到有对象靠近而发起的请求。
151.安全控制单元，被配置为在安全设备的性能检查结果为性能正常的情况下，控制运动场景的安全门锁打开，并在确定目标对象进入运动场景后，控制安全门锁关闭，可以是安全控制单元，在安全设备的性能检查为性能正常的情况下，确定安全设备可以正常使用，则控制运动场景的安全门锁打开，并在确定目标对象进入运动场景后，控制安全门锁关闭。
152.在安全设备的性能检查为性能正常的情况下，开启安全设备对接单元的安全设备固定锁，以使目标对象获取安全设备，并在确定目标对象进入运动场景后，控制安全门锁关闭。
153.安全设备对接单元，被配置为响应于目标对象进入运动场景的请求，触发安全设
备的性能检测；安全控制单元，被配置为在安全设备的性能检查结果为性能正常的情况下，控制运动场景的安全门锁打开，并在确定目标对象进入运动场景后，控制安全门锁关闭，使得目标对象在需要进入运动场景时，控制安全设备进行性能检查，并在性能正常的情况下，控制安全门锁打开，以使目标对象进入运动场景，也即目标对象进入运动场景的前提是，安全设备性能正常，保证了目标对象携带安全设备进入运动场景后目标对象的安全。
154.本发明一种可选的实施例中，安全控制单元，还被配置为响应于目标对象离开运动场景的请求，控制安全门锁打开，并在确定安全设备归还于安全设备对接单元后，控制安全门锁关闭。
155.安全控制单元，还被配置为响应于目标对象离开运动场景的请求，控制安全门锁打开，并在确定安全设备归还于安全设备对接单元后，控制安全门锁关闭，可以是在接收到目标对象离开运动场景的请求，基于该请求，控制安全门锁打开，并在确定目标对象离开运动场景，且确定安全设备归还于安全设备对接单元后，控制安全门锁关闭。
156.可选地，目标对象发起离开运动场景的请求可以是目标对象到达安全门锁的预设区域内，安全门锁识别到，发起离开运动场景的请求；还可以是目标对象在安全门锁对应运动场景侧，按压物理按键，发起离开运动场景的请求。
157.可选地，安全控制单元，还被配置为在确定安全设备归还于安全设备对接单元后，控制安全设备对接单员固定锁关闭，控制安全门锁关闭。
158.安全控制单元，还被配置为响应于目标对象离开运动场景的请求，控制安全门锁打开，并在确定安全设备归还于安全设备对接单元后，控制安全门锁关闭，使得目标对象在发起离开运动场景的请求时，可以及时执行开启安全门锁的步骤，以及在确定安全设备归还于安全设备对接单元后，控制安全门锁关闭的步骤，实现目标对象离开的全流程执行步骤。
159.本发明一种可选的实施例中，主控端还包括第三测距单元；
160.第三测距单元，被配置为在确定目标对象离开运动场景的情况下，若检测到与安全设备的距离达到预设告警距离，则发出告警信息，以警示目标对象归还安全设备。
161.具体地，第三测距单元是指主控端中包含的功能组件，具备与安全设备之间的配对功能，具备与安全设备发出测距请求功能，具备根据安全设备反馈的测距响应信号实时测距功能，具备根据测距结果达到预设告警条件，进行告警的功能。预设告警距离是指预先设定触发告警的距离，比如，预设告警距离可以为10米、20米，预设告警距离的设定可以根据第三测距单元的可测距离，以及运动场景外围的场景设施确定。告警信息可以是声光告警信息，比如，告警信息可以是响铃、可以是语音播报“请将安全设备归还至指定位置”等。
162.第三测距单元，被配置为在确定安全门锁打开，且确定目标对象离开运动场景的情况下，若检测到与安全设备的距离达到预设告警距离，则发出告警信息，以警示目标对象归还安全设备。
163.第三测距单元，被配置为在确定目标对象离开运动场景的情况下，若检测到与安全设备的距离达到预设告警距离，则发出告警信息，以警示目标对象归还安全设备，使得在确定目标对象离开运动场景的情况下，若检测到距离达到预设告警距离，则发出告警信息，以警示目标对象归还安全设备，避免了安全设备的遗失，进而保证了后续目标对象进入运动场景时，可以及时获取安全设备，及时保障目标对象的安全。
164.本说明书一种可选的实施例中，主控端还包括安全通信主站单元，移动机器人还包括第一安全通信从站单元，安全设备还包括第二安全通信从站单元；
165.具体地，移动机器人包括第一测距单元、运动控制单元和第一安全通信从站单元；安全设备包括第二测距单元、第二安全通信从站单元；主控端包括充电及对接控制单元、第三测距单元和安全通信主站单元，其中，充电及对接控制单元包括安全设备对接单元、安全控制单元；
166.移动机器人、安全设备以及主控端的交互分为三种：心跳交互、安全信号交互和测距交互，具体如下。
167.心跳交互：主控端、移动机器人、安全设备两两之间通过基于安全连接的心跳信号实现心跳交互，其中主控端为主端，安全设备和移动机器人为从端；对于移动机器人和安全设备之间的心跳交互，移动机器人为请求端，安全设备为响应端；
168.安全信号交互：安全设备可主动发起急停信号，主控端响应并触发全场移动机器人安全急停；单移动机器人内部可主动发起急停信号，移动机器人自己响应并安全急停；主控端可以主动发起急停信号，全场移动机器人响应并安全急停，急停信号相对应有复位信号；
169.测距交互：移动机器人端为请求端，安全设备为响应端，测距交互通过测距信号实现。
170.参见图3，图3示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中的三端交互结构示意图。
171.参见图4a，图4a示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中主控端的结构示意图。
172.参见图3和图4a，主控端包括充电及对接控制单元、第三测距单元和安全通信主站单元，其中，充电及对接控制单元包括安全设备对接单元、安全控制单元，安全设备对接单元包括充电子单元和对接子单元，安全控制单元包括安全plc子单元。
173.充电及对接控制单元：具备安全设备的锁定和释放控制功能，安全设备的电量检测和自动充电功能，安全设备的开机初始化自检功能，安全门锁的锁定和释放功能，其中，充电及对接控制单元包括充电子单元、对接子单元、安全设备释放锁、安全门锁子单元、安全plc子单元、测距运算子单元、收发子单元，安全设备释放锁包括安全设备释放锁1、安全设备释放锁2、安全设备释放锁3以及安全设备释放锁4，收发子单元包括收发子单元1、收发子单元2，收发子单元通过自检信号进行自检，安全plc子单元通过控制信号实现对安全设备释放锁和安全门锁子单元实现控制，通过使能信号实现对测距运算子单元的应用，在安全plc子单元基于测距运算子单元出现自检异常/自检恢复正常时，向安全通信主站单元的安全通信主站子单元发送急停/复位信号，以使安全通信主站单元中的安全通信主站子单元对移动机器人实现运动状态的控制。
174.安全通信主站单元：具备与场内安全设备建立并保持安全连接的功能，以及基于安全连接交互心跳信号的功能，具备场内安全设备心跳检测异常时基于异常的心跳信号，通知全场移动机器人急停的安全响应功能，具备响应场内安全设备发出的急停/复位信号并向全场移动机器人发送急停/复位信号，以通知全场移动机器人急停/复位的安全功能，其中，安全通信主站单元包括安全通信主站子单元和无线通信子单元，无线通信子单元用
以接收心跳信号，并将心跳信号转发至安全通信主站子单元，以使心跳信号出现异常时，可由安全通信主站子单元对移动机器人实现运动状态的控制。
175.第三测距单元：具备与安全设备之间的配对功能，具备向安全设备的第二测距单元发出测距请求功能，具备根据安全设备的第二测距单元反馈的测距响应信号实时测距功能，具备根据测距结果达到预设告警条件，进行告警的功能，其中，第三测距单元包括测距运算子单元。
176.参见图4b，图4b示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中移动机器人的结构示意图。
177.参见图3和图4b，移动机器人包括第一测距单元、运动控制单元和第一安全通信从站单元。
178.第一测距单元：具备与场内安全设备之间配对的功能，具备利用测距信号向场内安全设备发出测距请求的功能，具备根据场内安全设备反馈的测距响应信号实时测距的功能，具备根据测距结果判断移动机器人所在区域是停止区、降速区、运行区的功能，具备根据移动机器人所在区域是停止区、降速区而输出急停/复位信号、降速/恢复信号的功能，具备自主发出测距请求并做测距响应的收发自检功能，具备多路测距信号交互自检功能，具备与场内安全设备建立并保持安全连接的功能，以及基于安全连接交互心跳信号的功能，具备场内安全设备心跳检测异常时基于异常的心跳信号，控制移动机器人急停的安全响应功能。
179.其中，第一测距单元包括收发子单元和测距运算子单元，收发子单元包括收发子单元1和收发子单元2，其中，收发子单元是通过自检信号进行自检，收发子单元还用于广播测距请求，并接收响应于测距请求的测距响应信号，将接收到的测距响应信号发送至测距运算子单元，以使测距运算子单元进行距离的计算，在自检出现异常/恢复时，测距运算子单元向第一安全通信从站单元中的安全通信子单元发送急停/复位信号，安全通信子单元将断电抱闸/复位解抱闸信号发送到运动控制单元，以使运动控制单元中的电机驱动子单元驱动电机断电抱闸/解抱闸，测距运算子单元基于计算得到的距离确定所属的区域，基于所属区域对应的预设运动方式，向运动控制单元中的主控制子单元发送降速/恢复信号。
180.第一安全通信从站单元：具备安全响应第一测距单元发出的急停/复位信号的功能，具备与主控端的安全通信主站单元之间心跳检测功能，具备心跳检测异常/恢复时自动向运动控制单元发出急停/复位信号的功能，具备安全响应安全通信主站单元的急停/复位信号的功能。
181.其中，第一安全通信从站单元中包括无线通信子单元和安全通信从站子单元，无线通信子单元用于接收基于安全连接的心跳信号，并将心跳信号发送至安全通信从站子单元，以使安全通信从站子单元基于心跳信号向运动控制单元中的主控制子单元发送急停/复位信号等。
182.运动控制单元：具备响应安全从站单元的急停/复位信号而控制移动机器人安全降速到零而后电机断电抱闸/复位功能，具备响应安全主站单元的急停/复位信号而控制移动机器人安全降速到零而后电机断电抱闸/复位功能，具备响应测距单元的降速/恢复信号而控制移动机器人降速到安全速度/恢复额定速度的功能，其中，运动控制单元包括电机驱动子单元和主控制子单元。
183.参见图4c，图4c示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中安全设备的结构示意图。
184.参见图3和图4c，安全设备包括第二测距单元、第二安全通信从站单元；
185.第二测距单元：具备与场内移动机器人之间的配对功能，具备对场内移动机器人发出测距信号的实时测距响应反馈功能，具备自主发出测距请求并做测距响应的收发自检功能，具备多路测距信号交互自检功能。
186.其中，第二测距单元包括收发子单元和测距运算子单元，收发子单元包括收发子单元1、收发子单元2、收发子单元3和收发子单元4，收发子单元之间均通过自检信号进行收发功能自检；在收发子单元广播测距请求，并接收到响应于测距请求的测距响应信号时，将测距响应信号发送至测距运算子单元，以使测距运算子单元进行距离的计算，根据距离运算结果确定自检结果，自检结果异常/恢复时，向第二安全通信从站单元发送急停/复位信号。
187.第二安全通信从站单元，具备自主触发并向主控端的安全通信主站单元发出系统急停/复位信号的功能，具备与主控端的安全通信主站单元之间心跳检测功能。
188.其中，第二安全通信从站单元包括安全通信从站子单元、急停触发子单元和无线通信子单元，安全通信从站子单元基于接收到的控制信号执行相应动作，比如接收到急停/复位信号则将急停/复位信号发送至主控端，接收到无线通信子单元发送的心跳信号，则基于心跳信号的信号异常与否进行相应处理。
189.参见图5，图5示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统中三端交互架构示意图。
190.三端交互架构包括自检架构和互检架构。
191.自检架构：主控端、移动机器人均为内部双路通道自检；安全设备：内部四路通道自检。
192.互检架构：安全设备、移动机器人、主控端两两之间在应用层：采用黑色通道机制，实现通信链路的功能安全(i ec 61784-3:2016)；在安全通信层，采用安全通信协议建立并保持安全连接，实现安全的心跳检测功能(i ec 61784-3:2016)。
193.本发明一个或多个实施例，通过在安全设备、移动机器人、主控端部署人机靠近停止的机器人运动控制系统，实现了人员在便携式安全设备的保护下，进入未安全停止的无人场景移动机器人运行区执行预设任务的功能，并达到相关安全标准所要求的安全等级，避免了人员进入移动机器人运行区域必须提前控制全场移动机器人安全停止的安全要求限制，在人员场内作业时间内，只有人员周围停止区和降速区的移动机器人受到人员进入的影响，其他区域移动机器人正常接收系统调度，比如，以50*50平米仓储区域100台移动机器人的场地为例估算，人员进入受影响的区域限制在半径10m范围内，则人员进入移动机器人区域后移动机器人运行效率从0提升至87.44％.(1-3.14*10*10/50/50*100％＝87.44％)。
194.本发明一个或多个实施例中，在安全设备和移动机器人端部署可实现相对距离测算的无线收发装置如低频无线电收发器、uwb收发器、bl uetooth收发器等，人员能够实现主动被移动机器人感知，同时安全设备和移动机器人端均与主控端保持实时的安全心跳连接，当心跳异常时全场进入系统急停状态保证人员安全，在人员观测到异常状态时也可主
动发起系统急停，由此，构建了移动机器人通过双路测距控制本体运行状态，且主控端可实时监测控制回路安全性的系统架构，达到了标准中对于该功能的安全等级要求(iso 3691-4，i so 13849)，将人员和移动机器人碰撞的风险降低到可接受范围内，在保障人员安全性的同时兼顾了系统运行效率。同时，采用安全设备和移动机器人端相对距离实时测算的技术方案，只需要在安全设备和移动机器人端配置相应收发子单元和测距子单元，无需在场地中固定位置配置基站、中继站、锚点、服务器等为实现实时精确定位的硬件设备，降低了对系统带宽要求和硬件要求，在保证安全性的同时兼顾了可实施性和成本优势。
195.参见表1，示出了本发明的机器人运动控制系统中主控端、安全设备以及移动机器人中各组件优选选型的型号统计表，实现本发明所述的系统架构，对于硬件组件的选型包括但不限于：
196.[0197][0198][0199]
参见图6a，图6a示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统的应用示
意图；参见图6b，图6b示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统的应用结构示意图；参见图6c，图6c示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制系统的区域划分示意图。
[0200]
在无人场景的amr集群控制中，amr运行区域采用固定围栏将amr与人员隔离开，当需要人员进场干预时，人员从附加安全措施的专用门出入amr运行区域，如点a(pointa)所示。参见图6a，点b(pointb)和点a构成人员进出通道，长度10m，两侧用为固定围栏，围栏内的无人场景中包括多个移动机器人，比如，a移动机器人、b移动机器人和c移动机器人。人员进出amr区域的安全设计流程如下，比如，人员可以是目标对象。
[0201]
授权目标对象进入控制：
[0202]
1.点a:正常情况下，便携式安全设备插在充电及对接控制单元的对接子单元上，充电及对接控制单元中的充电子单元会检测便携式安全设备的电量，当电量低于阈值时自动充电；
[0203]
1)当目标对象要进移动机器人区域执行预设任务之前，目标对象从点b点走到点a，通过物理开关触发进入申请；
[0204]
2)点a的便携式安全设备，通过充电及对接控制单元进行初始化自检功能确认；同时便携式安全设备与点b的收发子单元进行测距10m性能确认，其中，测距是通过收发子单元与测距运算子单元联合进行；
[0205]
3)当点a的初始化自检信号正常，且点b测距性能正常时，安全plc子单元会通过控制信号，控制对接子单元，释放便携式安全设备释放锁，控制安全门锁子单元释放安全门锁；
[0206]
4)此时目标对象可取走便携式安全设备，并携带便携式安全设备进入移动机器人运行区域执行预设任务；
[0207]
5)安全门锁关闭。
[0208]
授权目标对象离开控制：
[0209]
1)结束预设任务后，目标对象在安全门锁内侧通过物理开关触发离开申请；
[0210]
2)安全plc子单元控制安全门锁打开，目标对象可离场；
[0211]
3)在点a，目标对象将便携式安全设备放回在充电及对接控制单元上，并通过物理开关触发归还动作；
[0212]
4)便携式安全设备停止第二测距单元工作，同时安全plc子单元通过安全门锁子单元控制安全门锁关闭；
[0213]
5)目标对象从通道走出到点b时，测距运算子单元若还能收到便携式安全设备的测距响应信号，代表目标对象归还动作未完成，则系统会有声光警示。
[0214]
授权目标对象移动机器人运行区域内控制：
[0215]
1)目标对象从点a点触发申请进入移动机器人运行区域后，便携式安全设备启动测距响应及实时自检功能，同时启动与主控端基于安全连接的心跳信号交互；
[0216]
当便携式安全设备自检异常/恢复正常时，自动向主控端发出急停/复位信号请求；
[0217]
当目标对象发现异常/正常时，可通过物理开关主动触发向主控端发出急停/复位信号请求。
[0218]
2)以目标对象为中心的运行区区域a：典型值半径10m以外，参见图6c，比如c移动机器人；
[0219]
移动机器人实时发出测距请求，但没接收到便携式安全设备的测距响应信号，移动机器人判定自己位于运行区，保持额定速度运行；
[0220]
通过实时自检确保系统运行正常，若自检异常，则立即触发本体安全急停。
[0221]
3)以目标对象为中心的降速区区域b：典型值6m《半径≤10m，参见图6c，比如b移动机器人；
[0222]
移动机器人实时发出测距请求，根据便携式安全设备的测距响应信号计算出相对距离，判定相对距离位于降速区，移动机器人控制本体降速至0.3m/s的安全速度，实时自检启动，若自检异常，则立即触发本体安全急停，
[0223]
若通过第一测距单元推算的便携式安全设备运行速度超预设值，则立即触发本体安全急停；
[0224]
若超过预设时间(典型值2秒)没有收到便携式安全设备的测距响应，则立即触发本体安全急停；
[0225]
若超过3s未检测到便携式安全设备的心跳信号，则自动恢复运动，继续此前任务。
[0226]
4)以目标对象为中心的停止区区域c：典型值半径≤6m，参见图6c，比如a移动机器人；
[0227]
移动机器人实时发出测距请求，根据便携式安全设备的测距响应信号计算出相对距离，判定相对距离位于停止区，移动机器人立即触发本体安全急停，关闭实时自检。
[0228]
应用本发明实施例的方案，机器人运动控制系统包括便携式安全设备和多个移动机器人，其中，安全设备用于目标对象进入多个移动机器人的运动场景携带；移动机器人，被配置为广播测距请求；安全设备，被配置为在接收到测距请求的情况下，向移动机器人反馈测距响应信号；移动机器人，还被配置为基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。通过移动机器人主动广播测距请求，并基于安全设备反馈的测距响应信号，计算出移动机器人与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人的运动状态，避免移动机器人影响到目标对象，保障了携带安全设备的目标对象的安全，且移动机器人的运动状态是基于移动机器人与安全设备之间的距离进行调整的，无需全部停止，提高了移动机器人运行的效率。
[0229]
参见图7，图7示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制方法的流程图，应用于机器人运动控制系统，机器人运动控制系统包括便携式安全设备和多个移动机器人，具体包括以下步骤：
[0230]
步骤702：移动机器人广播测距请求。
[0231]
步骤704：安全设备在接收到测距请求的情况下，向移动机器人反馈测距响应信号。
[0232]
步骤706：移动机器人基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。
[0233]
步骤702至704具体的实施例内容参见图1对应的系统实施例，在此不再赘述。
[0234]
应用本发明实施例的方案，移动机器人广播测距请求；安全设备在接收到测距请求的情况下，向移动机器人反馈测距响应信号；移动机器人基于测距响应信号，计算与安全
设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。通过移动机器人主动广播测距请求，并基于安全设备反馈的测距响应信号，计算出移动机器人与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人的运动状态，避免移动机器人影响到目标对象，保障了携带安全设备的目标对象的安全，且移动机器人的运动状态是基于移动机器人与安全设备之间的距离进行调整的，无需全部停止，提高了移动机器人运行的效率。
[0235]
参见图8，图8示出了本发明一实施例提供的另一种机器人运动控制方法的流程图，应用于移动机器人，具体包括以下步骤：
[0236]
步骤802：广播测距请求。
[0237]
步骤804：在接收到安全设备响应于测距请求反馈的测距响应信号的情况下，基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离。
[0238]
步骤806：基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。
[0239]
步骤802至806具体的实施例内容参见图1对应的系统实施例，在此不再赘述。
[0240]
应用本发明实施例的方案，广播测距请求；在接收到安全设备响应于测距请求反馈的测距响应信号的情况下，基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离；基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。通过移动机器人主动广播测距请求，并基于接收到的响应于测距请求反馈的测距响应信号，计算出移动机器人与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人的运动状态，避免移动机器人影响到目标对象，保障了携带安全设备的目标对象的安全，且移动机器人的运动状态是基于移动机器人与安全设备之间的距离进行调整的，无需全部停止，提高了移动机器人运行的效率。
[0241]
与上述图8对应的机器人运动控制方法实施例相对应，本发明还提供了机器人运动控制装置实施例，图9示出了本发明一实施例提供的一种机器人运动控制装置的结构示意图，应用于移动机器人。如图9所示，该装置包括：
[0242]
广播模块902，被配置为广播测距请求；
[0243]
计算模块904，被配置为在接收到安全设备响应于测距请求反馈的测距响应信号的情况下，基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离；
[0244]
调整模块906，被配置为基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。
[0245]
应用本发明实施例的方法，广播测距请求；在接收到安全设备响应于测距请求反馈的测距响应信号的情况下，基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离；基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。通过移动机器人主动广播测距请求，并基于接收到的响应于测距请求反馈的测距响应信号，计算出移动机器人与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人的运动状态，避免移动机器人影响到目标对象，保障了携带安全设备的目标对象的安全，且移动机器人的运动状态是基于移动机器人与安全设备之间的距离进行调整的，无需全部停止，提高了移动机器人运行的效率。
[0246]
上述为本实施例的一种机器人运动控制装置的示意性方案，应用于移动机器人。需要说明的是，该机器人运动控制装置的技术方案与上述图7对应的机器人运动控制方法的技术方案属于同一构思，机器人运动控制装置的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述机器人运动控制方法的技术方案的描述。此外，装置实施例中的各组成部分应当理解为实现该程序流程各步骤或该方法各步骤所必须建立的功能模块，各个功能模块并非实际的功能分割或者分离限定。由这样一组功能模块限定的装置权利要求应当理解为主
要通过说明书记载的计算机程序实现该解决方案的功能模块构架，而不应当理解为主要通过硬件方式实现该解决方案的实体装置。
[0247]
图10示出了本发明一实施例提供的一种移动机器人的结构框图。该移动机器人1000的部件包括但不限于存储器1010和处理器1020。处理器1020与存储器1010通过总线1030相连接，数据库1050用于保存数据。
[0248]
移动机器人1000还包括接入设备1040，接入设备1040使得移动机器人1000能够经由一个或多个网络1060通信。这些网络的示例包括公用交换电话网(pstn，public switched telephone network)、局域网(lan，local area network)、广域网(wan，wideareanetwork)、个域网(pan，personal area network)或诸如因特网的通信网络的组合。接入设备1040可以包括有线或无线的任何类型的网络接口，例如，网络接口卡(nic，network interface controller)中的一个或多个，诸如ieee802.11无线局域网(wlan，wireless local area networks)无线接口、全球微波互联接入(wi-max，world interoperability for microwaveaccess)接口、以太网接口、通用串行总线(usb，universal serial bus)接口、蜂窝网络接口、蓝牙接口、近场通信(nfc，near field communication)接口，等等。
[0249]
在本发明的一个实施例中，移动机器人1000的上述部件以及图10中未示出的其他部件也可以彼此相连接，例如通过总线。应当理解，图10所示的移动机器人结构框图仅仅是出于示例的目的，而不是对本发明范围的限制。本领域技术人员可以根据需要，增添或替换其他部件。
[0250]
移动机器人1000可以是任何类型的静止或移动计算设备，包括移动计算机或移动计算设备(例如，平板计算机、个人数字助理、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本等)、移动电话(例如，智能手机)、可佩戴的计算设备(例如，智能手表、智能眼镜等)或其他类型的移动设备，或者诸如台式计算机或个人计算机(pc，personal computer)的静止计算设备。移动机器人1000还可以是移动式或静止式的服务器。
[0251]
其中，处理器1020用于执行所述机器人运动控制方法的计算机可执行指令。
[0252]
上述为本实施例的一种计算设备的示意性方案。需要说明的是，该计算设备的技术方案与上述的机器人运动控制方法的技术方案属于同一构思，计算设备的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述机器人运动控制方法的技术方案的描述。
[0253]
本发明一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，该指令被处理器执行时以用于机器人运动控制方法。
[0254]
上述为本实施例的一种计算机可读存储介质的示意性方案。需要说明的是，该存储介质的技术方案与上述的机器人运动控制方法的技术方案属于同一构思，存储介质的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述机器人运动控制方法的技术方案的描述。
[0255]
上述对本发明特定实施例进行了描述。其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0256]
所述计算机指令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-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
[0257]
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
[0258]
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的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0259]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本发明的内容，可作很多的修改和变化。本发明选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种机器人运动控制系统，其特征在于，所述机器人运动控制系统包括便携式安全设备和多个移动机器人，其中，所述安全设备用于目标对象进入所述多个移动机器人的运动场景携带；所述移动机器人，被配置为广播测距请求；所述安全设备，被配置为在接收到所述测距请求的情况下，向所述移动机器人反馈测距响应信号；所述移动机器人，还被配置为基于所述测距响应信号，计算与所述安全设备之间的距离，并基于所述距离，调整所述移动机器人当前的运动状态。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移动机器人，还被配置为若未接收到针对所述测距请求的测距响应信号，则保持所述移动机器人当前的运动状态。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移动机器人，具体被配置为识别所述距离是否大于预设距离上限；若是，则保持所述移动机器人当前的运动状态。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移动机器人，具体被配置为识别所述距离是否位于预设距离区间内，其中，所述预设距离区间基于预设距离上限和预设距离下限确定；若是，则调整所述移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述移动机器人，还被配置为基于所述测距响应信号，确定所述安全设备的当前运动速度；若所述安全设备的当前运动速度超过预设速度阈值，则调整所述移动机器人至停止状态。6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述移动机器人，还被配置为在调整所述移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，按照预设间隔向所述安全设备发送测距请求；若超过第一预设时间未接收到所述安全设备反馈的测距响应信号，则调整所述移动机器人至停止状态。7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述移动机器人，还被配置为在调整所述移动机器人当前的初始运动速度降低至预设运动速度之后，若超过第二预设时间未检测到安全设备基于安全连接的心跳信号，则调整所述移动机器人的运动速度恢复至所述初始运动速度，其中，所述安全连接是指基于预设安全通信协议的连接。8.根据权利要求2-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述移动机器人，还被配置为按照预设自检周期启动自检，获得自检结果；在所述自检结果异常的情况下，调整所述移动机器人至停止状态。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移动机器人，具体被配置为识别所述距离是否小于预设距离下限；若是，则调整所述移动机器人至停止状态。10.根据权利要求1-7和9中任一项所述的系统，其特征在于，所述移动机器人包括第一测距单元和运动控制单元；所述安全设备包括第二测距单元；所述第一测距单元，被配置为广播测距请求；所述第二测距单元，被配置为在接收到所述测距请求的情况下，向所述第一测距单元反馈测距响应信号；所述第一测距单元，还被配置为基于所述测距响应信号，计算所述移动机器人与所述安全设备之间的距离，并基于所述距离，生成运动调整信号，向所述运动控制单元发送所述运动调整信号；
所述运动控制单元，被配置为基于所述运动调整信号调整所述移动机器人的运动状态。11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括主控端；所述主控端，被配置为与所述安全设备建立并保持安全连接，并基于所述安全连接交互心跳信号，在确定所述安全设备心跳异常的情况下，向所述多个移动机器人分别发送急停信号；所述移动机器人，还被配置为响应于所述主控端发送的所述急停信号，调整所述移动机器人至停止状态。12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述安全设备，还被配置为按照预设自检周期启动自检，并将自检结果发送至所述主控端；所述主控端，还被配置为在基于所述自检结果确定所述安全设备自检异常的情况下，向所述多个移动机器人分别发送急停信号；所述移动机器人，还被配置为响应于所述主控端发送的所述急停信号，调整所述移动机器人至停止状态。13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述主控端包括安全设备对接单元；所述安全设备对接单元，被配置为放置所述安全设备。14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述安全设备对接单元，还被配置为检测所述安全设备的剩余电量，在所述剩余电量低于预设电量阈值的情况下，为所述安全设备充电。15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述主控端还包括安全控制单元；所述安全设备对接单元，还被配置为响应于所述目标对象进入所述运动场景的请求，触发所述安全设备的性能检查；所述安全控制单元，被配置为在所述安全设备的性能检查结果为性能正常的情况下，控制所述运动场景的安全门锁打开，并在确定所述目标对象进入所述运动场景后，控制所述安全门锁关闭。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述安全控制单元，还被配置为响应于所述目标对象离开所述运动场景的请求，控制所述安全门锁打开，并在确定所述安全设备归还于所述安全设备对接单元后，控制所述安全门锁关闭。17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述主控端还包括第三测距单元；所述第三测距单元，被配置为在确定所述目标对象离开所述运动场景的情况下，若检测到与所述安全设备的距离达到预设告警距离，则发出告警信息，以警示所述目标对象归还所述安全设备。18.一种机器人运动控制方法，其特征在于，应用于机器人运动控制系统，所述机器人运动控制系统包括便携式安全设备和多个移动机器人；所述方法包括：所述移动机器人广播测距请求；所述安全设备在接收到所述测距请求的情况下，向所述移动机器人反馈测距响应信号；所述移动机器人基于所述测距响应信号，计算与所述安全设备之间的距离，并基于所述距离，调整所述移动机器人当前的运动状态。
19.一种机器人运动控制方法，其特征在于，应用于移动机器人，所述方法包括：广播测距请求；在接收到安全设备响应于所述测距请求反馈的测距响应信号的情况下，基于所述测距响应信号，计算与所述安全设备之间的距离；基于所述距离，调整所述移动机器人当前的运动状态。20.一种机器人运动控制装置，其特征在于，应用于移动机器人，所述装置包括：广播模块，被配置为广播测距请求；计算模块，被配置为在接收到安全设备响应于所述测距请求反馈的测距响应信号的情况下，基于所述测距响应信号，计算与所述安全设备之间的距离；调整模块，被配置为基于所述距离，调整所述移动机器人当前的运动状态。21.一种移动机器人，其特征在于，包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求19所述方法的步骤。22.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现权利要求19所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供机器人运动控制系统、方法及装置，其中所述机器人运动控制系统包括便携式安全设备和多个移动机器人，其中，安全设备用于目标对象进入多个移动机器人的运动场景携带；移动机器人，被配置为广播测距请求；安全设备，被配置为在接收到测距请求的情况下，向移动机器人反馈测距响应信号；移动机器人，还被配置为基于测距响应信号，计算与安全设备之间的距离，并基于距离，调整移动机器人当前的运动状态。通过移动机器人与安全设备的测距交互，并根据测距得到的距离，调整移动机器人的运动状态，避免移动机器人影响到目标对象，保障了目标对象的安全，且机器人的运动状态是根据距离进行调整的，无需全部停止，提高了移动机器人运行的效率。运行的效率。运行的效率。


技术研发人员：曲欣茹 彭兴文 王堃
受保护的技术使用者：北京极智嘉科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/15