本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人跟隨方法及用于機(jī)器人跟隨的設(shè)備。

背景技術(shù)：

移動對象跟隨，尤其是目標(biāo)人跟隨，是人機(jī)交互研究領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)問題，不僅在機(jī)器人領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用需求，例如協(xié)助殘疾人和病人移動的機(jī)器人輪椅、跟在主人身后搬運(yùn)行李重物的機(jī)器人以及在倉儲場景中進(jìn)行貨物裝卸、分配的機(jī)器人等，而且它還廣泛應(yīng)用于智能交通、人體行為識別、智能監(jiān)控系統(tǒng)以及軍事偵察等領(lǐng)域。

跟隨過程往往發(fā)生在比較復(fù)雜的自然環(huán)境中，環(huán)境中包括目標(biāo)對象、非目標(biāo)對象，以及靜態(tài)或者動態(tài)的障礙物，因而機(jī)器人需要能夠在多干擾的自然環(huán)境中實(shí)時(shí)識別出目標(biāo)對象，并能夠避開障礙物準(zhǔn)確跟隨目標(biāo)。目前已有的機(jī)器人跟隨方法和/或系統(tǒng)主要采用單一傳感器，對目標(biāo)對象的采集方法較為單一，而且識別跟隨目標(biāo)的算法也存在缺陷，導(dǎo)致跟隨易受環(huán)境中干擾物的影響，因而存在容易跟錯目標(biāo)或者跟丟目標(biāo)的技術(shù)缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請的目的是提供一種機(jī)器人跟隨方法及用于機(jī)器人跟隨的設(shè)備。

根據(jù)本申請的一個(gè)方面，提供了一種用于機(jī)器人跟隨的方法，包括：

確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象；

從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)對象；

確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑；

控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動。

根據(jù)本申請的另一方面，還提供了一種用于機(jī)器人跟隨的設(shè)備，包括：

第一裝置，用于確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象；

第二裝置，用于從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)對象；

第三裝置，用于確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑；

第四裝置，用于控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請所述方法包括：確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象；在此，首先掃描設(shè)備檢測機(jī)器人周圍的環(huán)境信息，其中，掃描設(shè)備包括而不限于激光傳感器、攝像頭、深度攝像頭等，而且各種設(shè)備可以根據(jù)需要安裝在機(jī)器人的一個(gè)或多個(gè)部位。在本申請中，周圍具體指機(jī)器人所搭載的掃描設(shè)備所能感知的范圍。然后，從環(huán)境信息中檢測出需要跟隨的一個(gè)或多個(gè)對象，再從一個(gè)或多個(gè)對象中選擇確定目標(biāo)對象。接著，從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)對象；在此，通過周期性地掃描周圍環(huán)境，再根據(jù)某一個(gè)時(shí)刻或多個(gè)時(shí)刻的環(huán)境信息，識別出目標(biāo)對象，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)時(shí)變化的、存在多干擾對象的復(fù)雜環(huán)境中，機(jī)器人準(zhǔn)確識別出目標(biāo)對象的目的，解決了目前在機(jī)器人跟隨領(lǐng)域常見的目標(biāo)跟錯、跟丟的技術(shù)問題。然后，根據(jù)目標(biāo)對象的位置信息確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑；在此，在準(zhǔn)確定位目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，結(jié)合周圍環(huán)境中的障礙物分布情況，為機(jī)器人規(guī)劃出可避免于周圍障礙物發(fā)生碰撞的、到達(dá)目標(biāo)對象位置的路徑。同時(shí)，還可以預(yù)先規(guī)劃機(jī)器人移動的路線范圍，使得機(jī)器人盡可能沿著跟隨對象的路線范圍運(yùn)動，從而降低跟丟目標(biāo)的概率。最后，控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動；在此，控制機(jī)器人按照規(guī)劃好的移動路徑移動時(shí)，需要考慮機(jī)器人的移動速度規(guī)劃。綜合而言，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果在于，在實(shí)時(shí)變化的、干擾因素較多的自然環(huán)境中，本申請?zhí)岣吡烁S的準(zhǔn)確度，解決了目前機(jī)器人跟隨經(jīng)常發(fā)生的跟錯目標(biāo)或跟丟目標(biāo)的技術(shù)問題。

進(jìn)一步，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象的方法還可以是，獲取對應(yīng)設(shè)備發(fā)出的跟隨指令，其中所述跟隨指令包括機(jī)器人待跟隨對象的坐標(biāo)信息；實(shí)時(shí)獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息，其中，所述機(jī)器人與所述坐標(biāo)信息間的距離小于或等于預(yù)定的距離閾值；接著，從所述周圍環(huán)境信息識別對應(yīng)的匹配對象，并將所述匹配對象作為所述機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象。在此，對應(yīng)設(shè)備可以是任何能夠與機(jī)器人實(shí)現(xiàn)通信的設(shè)備，例如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、其他機(jī)器人或者機(jī)器人遙控器等。跟隨指令包括而又不限于機(jī)器人待跟隨對象的坐標(biāo)信息，如果坐標(biāo)附近存在多種對象，則跟隨指令還需要包括對象的類型信息。例如，在倉儲場景中，跟隨坐標(biāo)附件既有人，又有運(yùn)載小貨車以及其他的機(jī)器人，則跟隨指令需要同時(shí)包括目標(biāo)坐標(biāo)以及需要跟隨的類型。機(jī)器人在確定目標(biāo)對象時(shí)，掃描獲取環(huán)境的某個(gè)對象的特征信息，并將該特征信息與機(jī)器人存儲的特征信息進(jìn)行匹配，匹配對象便是指能夠匹配成功的對象。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案的有益效果在于，除了機(jī)器人本體確定跟隨目標(biāo)之外，機(jī)器人還可以通過獲取對應(yīng)設(shè)備命令的方式獲取跟隨目標(biāo)的信息，跟隨目標(biāo)獲取的方式更加靈活，同時(shí)，跟隨目標(biāo)的多獲取方式也為需要多個(gè)機(jī)器人協(xié)同運(yùn)作的應(yīng)用場景提供了實(shí)施的可能性。

進(jìn)一步，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，從變化的環(huán)境中識別出目標(biāo)對象的方法包括，當(dāng)所述目標(biāo)對象或所述機(jī)器人的位置改變，實(shí)時(shí)掃描獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息；從所述周圍環(huán)境信息中檢測與所述目標(biāo)對象的對象特征信息相匹配的一個(gè)或多個(gè)觀測對象；從一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中識別出所述目標(biāo)對象。在此，首先需要指出的是，目標(biāo)對象或者其他環(huán)境對象是移動的，機(jī)器人也是處于移動的狀態(tài)中，因此，整個(gè)環(huán)境是實(shí)時(shí)改變的，機(jī)器人需要通過實(shí)時(shí)掃描來獲取實(shí)時(shí)的環(huán)境信息，具體地，實(shí)時(shí)掃描的實(shí)現(xiàn)方式是，以一個(gè)較高的頻率周期性地掃描周圍環(huán)境。在本申請中，實(shí)時(shí)掃描和周期性掃描代表相同的含義而不予以區(qū)別，同時(shí)，對于周期性掃描而言，為了概念上的統(tǒng)一，在本申請中，分別用前一周期、當(dāng)前周期以及下一周期來表示時(shí)間上順承的三個(gè)掃描周期。

具體地，對象特征信息是機(jī)器人預(yù)先存儲的某一對象區(qū)別于其他對象的信息，例如，跟隨對象是某個(gè)人，則對象特征信息可以包括該人的著裝、身高、雙腿的夾角等。觀測對象是指環(huán)境中所有與所跟隨對象屬于同一類的對象，包括目標(biāo)對象在內(nèi)，例如，跟隨對象是某個(gè)人，則觀測對象是指掃描的環(huán)境中包括目標(biāo)人在內(nèi)的所有人。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案通過實(shí)時(shí)掃描周圍環(huán)境信息，首先檢測出實(shí)時(shí)環(huán)境中所有與跟隨對象屬于同一類的觀測對象，再從一個(gè)或多個(gè)觀測對象中識別出目標(biāo)對象。在識別目標(biāo)對象時(shí)，也參考到了其他的觀測對象的特征信息，從而顯著提高了識別的準(zhǔn)確度，降低跟錯對象的概率。

進(jìn)一步，在又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，確定機(jī)器人移動路徑的方法包括：從所述機(jī)器人的所述周圍環(huán)境信息中障礙物信息；基于所述目標(biāo)對象對應(yīng)的所述觀測記錄獲取所述目標(biāo)對象的位置信息，確定所述機(jī)器人的目標(biāo)坐標(biāo)；根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)以及所述障礙物信息，確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑。在此，機(jī)器人首先從掃描的周圍環(huán)境信息中檢測障礙物信息，其中障礙物信息是指障礙物的尺寸及分布信息，基于障礙物信息及目標(biāo)對象的位置，為機(jī)器人規(guī)劃出向所述目標(biāo)對象的移動路徑，移動路徑需要滿足盡可能避免發(fā)生碰撞，又避免機(jī)器人走彎路即跟隨路徑長度又較短。在移動路徑的規(guī)劃過程中，優(yōu)選地，可以采用橡皮筋法：初始點(diǎn)為機(jī)器人位置，目標(biāo)點(diǎn)為目標(biāo)對象的位置。直線連接，然后具體路徑形狀由障礙物決定，障礙物會對路徑產(chǎn)生斥力，路徑中的點(diǎn)會有張力，共同作用形成整個(gè)跟隨路徑。通過調(diào)整張力大小，保證路徑和初始路徑的一致性，也就是讓機(jī)器人跟隨路徑的終點(diǎn)保持和目標(biāo)對象的位置一致。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案的有益效果在于，在識別出目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，規(guī)劃出最優(yōu)的跟隨路徑，既可以最大限度避免發(fā)生碰撞而又不會使機(jī)器人多走彎路，確保對所述目標(biāo)對象的準(zhǔn)確高效跟隨。

進(jìn)一步，本申請還包括一種機(jī)器人跟隨行人的方法，包括：確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)行人；從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)行人；確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)行人的移動路徑；控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動。機(jī)器人跟隨目標(biāo)人在現(xiàn)實(shí)中有著廣泛的應(yīng)用，在本方案中，通過實(shí)時(shí)掃描獲取環(huán)境信息并從中檢測出所有的行人，稱為觀測行人，環(huán)境中可以有一個(gè)或多個(gè)觀測行人，再從一個(gè)或多個(gè)觀測行人中選擇確定目標(biāo)行人。接著，從實(shí)時(shí)變化的環(huán)境中識別出目標(biāo)行人，識別的過程涉及到人體特征信息，其中人體特征信息包括人腿的特征。然后在準(zhǔn)確定位目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，結(jié)合周圍環(huán)境中的障礙物分布情況，為機(jī)器人規(guī)劃出最優(yōu)的到達(dá)目標(biāo)行人位置的路徑，并控制機(jī)器人移動以達(dá)到準(zhǔn)確跟隨的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案的有益效果在于，在實(shí)時(shí)變化的、干擾因素較多的自然環(huán)境中，本方案提高了跟隨目標(biāo)行人的準(zhǔn)確度，解決了目前機(jī)器人跟隨目標(biāo)人時(shí)經(jīng)常發(fā)生的跟錯目標(biāo)或跟丟目標(biāo)的技術(shù)問題。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1示出根據(jù)本申請一個(gè)方面的一種機(jī)器人跟隨目標(biāo)對象的方法流程圖；

圖2示出根據(jù)本申請又一個(gè)方面的一種機(jī)器人跟隨目標(biāo)對象的方法流程圖；

圖3示出根據(jù)本申請又一個(gè)方面的一種機(jī)器人跟隨目標(biāo)行人的方法流程圖；

圖4示出根據(jù)本申請另一個(gè)方面的一種用于機(jī)器人跟隨目標(biāo)對象的設(shè)備的設(shè)備示意圖；

圖5示出根據(jù)本申請又一個(gè)方面的一種用于機(jī)器人跟隨目標(biāo)對象的設(shè)備的設(shè)備示意圖；

圖6示出根據(jù)本申請又一個(gè)方面的一種用于機(jī)器人跟隨目標(biāo)行人的設(shè)備的設(shè)備示意圖；

附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1示出根據(jù)本申請一個(gè)方面的一種機(jī)器人跟隨目標(biāo)對象的方法流程圖。其中，所述方法包括步驟S11、步驟S12、步驟S13以及步驟S14。

其中，在步驟S11中，確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象；在此，首先掃描設(shè)備掃描機(jī)器人周圍的環(huán)境信息，其中，掃描設(shè)備包括而不限于激光傳感器、攝像頭、深度攝像頭等，而且各種設(shè)備可以根據(jù)需要安裝在機(jī)器人的一個(gè)或多個(gè)部位。掃描的結(jié)果是環(huán)境信息的原始數(shù)據(jù)，可以是圖像、圖片或者點(diǎn)云。然后，從環(huán)境信息中檢測出需要跟隨的對象類型，環(huán)境中可以有一個(gè)或多個(gè)對象屬于該對象類型。其中，可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，事先訓(xùn)練好分類器，即提取某一類對象的掃描數(shù)據(jù)的特征信息，輸入到分類器中，通過對比從環(huán)境信息中檢測出某類對象。最后，從一個(gè)或多個(gè)對象中選擇確定目標(biāo)對象。可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的規(guī)則從一個(gè)或多個(gè)對象中選擇確定目標(biāo)對象，例如，選擇距離機(jī)器人最近的對象，或者選擇某個(gè)坐標(biāo)附件的對象作為目標(biāo)對象。

其中，在步驟S12中，從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)對象；在此，由于環(huán)境中的各對象以及機(jī)器人是處于變化的狀態(tài)，因此，需要基于實(shí)時(shí)變化的環(huán)境識別出目標(biāo)對象。解決的方案是，通過周期性地掃描周圍環(huán)境，獲取實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)信息，再從該環(huán)境數(shù)據(jù)信息中檢測出與目標(biāo)對象屬于同一類的所有對象，最后根據(jù)某一個(gè)周期或持續(xù)掃描的多個(gè)周期的檢測結(jié)果，識別出目標(biāo)對象。本方案實(shí)現(xiàn)了在實(shí)時(shí)變化的、存在多干擾對象的復(fù)雜環(huán)境中，機(jī)器人準(zhǔn)確識別出所述目標(biāo)對象的目的，解決了目前在機(jī)器人跟隨領(lǐng)域常見的目標(biāo)跟錯、跟丟的技術(shù)問題。

其中，在步驟S13中，根據(jù)目標(biāo)對象的位置信息確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑；在此，在準(zhǔn)確定位所述目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，結(jié)合周圍環(huán)境中的障礙物分布情況，為機(jī)器人規(guī)劃可避免于周圍障礙物發(fā)生碰撞的、到達(dá)目標(biāo)對象位置的路徑。同時(shí)，預(yù)先規(guī)劃機(jī)器人移動的路線范圍，使得機(jī)器人盡可能沿著跟隨對象的路線范圍運(yùn)動，而不會偏離路線，從而降低跟丟目標(biāo)的概率。

其中，在步驟S14中，控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動；在此，控制機(jī)器人按照規(guī)劃好的移動路徑移動時(shí)，需要解決機(jī)器人的移動速度規(guī)劃。例如，機(jī)器人加速、減速的時(shí)機(jī)，在多障礙物的環(huán)境中，避障與速度之間的平衡，以及在接近目標(biāo)對象時(shí)如何平滑停止運(yùn)動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果在于，在實(shí)時(shí)變化的、多干擾因素的自然環(huán)境中，本申請所采用的識別所述目標(biāo)對象的算法可以有效提高識別目標(biāo)對象的準(zhǔn)確度，從根本上解決了目前機(jī)器人跟隨經(jīng)常發(fā)生的跟錯目標(biāo)或跟丟目標(biāo)的技術(shù)問題。

優(yōu)選地，步驟S11包括，當(dāng)機(jī)器人被設(shè)置為跟隨模式時(shí)，將所述機(jī)器人周圍的匹配對象作為所述機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象。具體地，所述機(jī)器人周圍指的與機(jī)器人之間的距離小于或等于預(yù)定的閾值的范圍。首先需要一個(gè)操作來觸發(fā)機(jī)器人開啟跟隨模式，該操作可以是按下按鍵或者觸摸屏上的操作或者是一個(gè)語音信號或者根據(jù)協(xié)議確定的另外各種信號形式。所述匹配對象是處于機(jī)器人周圍環(huán)境中將被機(jī)器人選擇作為目標(biāo)對象的對象。

更優(yōu)選地，步驟S11包括步驟S111(未示出)和步驟S112(未示出)。其中，在步驟S111中，當(dāng)機(jī)器人被設(shè)置為跟隨模式時(shí)，從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的周圍信息中識別對應(yīng)的匹配對象；在步驟S112中，將所述匹配對象作為所述機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象。當(dāng)某一個(gè)操作觸發(fā)機(jī)器人開啟跟隨模式，首先掃描獲取環(huán)境信息的原始數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)可以是圖像、圖片或者點(diǎn)云。然后，從環(huán)境的原始信息中檢測出需要跟隨的對象類型，環(huán)境中可以有一個(gè)或多個(gè)對象屬于該對象類型。通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，事先訓(xùn)練好分類器，即提取某一類對象的掃描數(shù)據(jù)的特征信息，輸入到分類器中，通過對比從環(huán)境信息中檢測出某類對象。某類對象往往有多個(gè)，匹配對象即是從一個(gè)或多個(gè)該類對象中選擇的作為目標(biāo)對象的對象。其中，選擇匹配對象需要依據(jù)一定的規(guī)則，例如以對象與機(jī)器人之間的距離為依據(jù)，或者以對象與機(jī)器人存儲的特征之間的匹配程度作為依據(jù)，優(yōu)選地，匹配對象包括以下至少任一項(xiàng)：

在所述機(jī)器人周圍與所述機(jī)器人最接近的對象；

在所述機(jī)器人前方與所述機(jī)器人最接近的對象；

在所述機(jī)器人正前方與所述機(jī)器人最接近的對象；

在所述機(jī)器人周圍且與待跟隨對象的對象特征信息相匹配的對象；

在所述機(jī)器人周圍且與待跟隨對象的對象特征信息最匹配的對象；

在所述機(jī)器人周圍與待跟隨對象的對象特征信息相匹配的多個(gè)對象中與所述機(jī)器人最接近的對象。

優(yōu)選地，步驟S11包括：獲取對應(yīng)設(shè)備發(fā)出的跟隨指令，其中所述跟隨指令包括機(jī)器人待跟隨對象的坐標(biāo)信息；實(shí)時(shí)獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息，其中，所述機(jī)器人與所述坐標(biāo)信息間的距離小于或等于預(yù)定的距離閾值；從所述周圍環(huán)境信息識別對應(yīng)的匹配對象，并將所述匹配對象作為所述機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象。該方法的特征在于機(jī)器人的跟隨目標(biāo)信息通過其他對應(yīng)設(shè)備獲取，而非機(jī)器人本體確定。在此，對應(yīng)設(shè)備可以是任何能夠與機(jī)器人實(shí)現(xiàn)通信的設(shè)備，例如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、其他機(jī)器人或者機(jī)器人遙控器等。所述對應(yīng)設(shè)備向機(jī)器人發(fā)出跟隨指令，該指令包括待跟隨對象的坐標(biāo)信息，其中，坐標(biāo)信息既可以是絕對坐標(biāo)信息，也可以是相對坐標(biāo)信息。機(jī)器人通過掃描獲取其周圍環(huán)境信息，此時(shí)需確定所述機(jī)器人與坐標(biāo)信息間的距離小于或等于預(yù)定的距離閾值；并從環(huán)境信息中識別匹配對象，并將匹配對象設(shè)定為目標(biāo)對象。

接著，如果機(jī)器人獲取跟隨指令時(shí)，其位置與待跟隨對象的位置之間的距離大于預(yù)定的距離閾值，本申請更進(jìn)一步地給出了該種情況下的優(yōu)選解決方案：當(dāng)所述機(jī)器人與所述坐標(biāo)信息間的距離大于預(yù)定的距離閾值，控制所述機(jī)器人朝向所述坐標(biāo)信息移動；實(shí)時(shí)獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息，其中，所述機(jī)器人與所述坐標(biāo)信息間的距離小于或等于預(yù)定的距離閾值。具體地，如果機(jī)器人與所述坐標(biāo)信息間的距離大于預(yù)定的距離閾值，則控制所述機(jī)器人朝向所述坐標(biāo)信息移動；其中，朝向并不限定機(jī)器人移動過程中的方向，而是指相對于機(jī)器人的初始位置，移動后的位置更接近所述坐標(biāo)信息的位置。直到滿足距離要求時(shí)，機(jī)器將實(shí)時(shí)獲取的周圍環(huán)境信息用于對待跟隨對象的檢測。

進(jìn)一步地，步驟S12包括步驟S121(未示出)、步驟S122(未示出)和步驟S123(未示出)。其中，在步驟S121中，實(shí)時(shí)掃描獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息；在步驟S122中，從所述周圍環(huán)境信息中檢測與所述目標(biāo)對象的對象特征信息相匹配的一個(gè)或多個(gè)觀測對象；在步驟S123中，從一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中識別出所述目標(biāo)對象。

具體地，在步驟S11確定跟隨的目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，步驟S12用于解決如何在實(shí)時(shí)變化的環(huán)境中識別出目標(biāo)對象。首先，在步驟S121中，環(huán)境信息是處于不斷的變化中的，首先通過實(shí)時(shí)掃描獲取機(jī)器人的周圍環(huán)境信息，其中，環(huán)境信息是掃描直接獲取的環(huán)境原始數(shù)據(jù)信息。接著，在步驟S122中，確定目標(biāo)對象之后，目標(biāo)對象的特征信息就已被提取并存儲。當(dāng)所述機(jī)器人周圍環(huán)境信息發(fā)生變化，通過實(shí)時(shí)掃描獲取當(dāng)前時(shí)刻的環(huán)境信息，并從環(huán)境原始信息中檢測出與所述目標(biāo)對象屬于一類的一個(gè)或多個(gè)對象，統(tǒng)稱為觀測對象，其中，屬于一類的判斷標(biāo)準(zhǔn)在于實(shí)時(shí)提取的觀測對象的特征與所述目標(biāo)對象的對象特征信息滿足一定的匹配度。例如，如果目標(biāo)對象是人，則對象特征信息會包括人的形狀、肢體特征，比如，高度的數(shù)值范圍，寬度的數(shù)值范圍，軀體通過脖子與頭部相連接，以及移動時(shí)兩腿的交替運(yùn)動等特征。通過這一步驟的匹配，將會檢測出實(shí)時(shí)環(huán)境中的人，將其作為觀測對象。需要提請注意的是，每掃描一次周圍環(huán)境，均需要重新檢測觀測對象，即觀測對象是隨著環(huán)境掃描而周期性更新的。在步驟S123中，接上一步驟，在得到觀測對象之后，接著需要從若干個(gè)觀測對象中識別出所述目標(biāo)對象。

進(jìn)一步，優(yōu)選地，所述步驟S123包括：步驟S1231(未示出)和步驟S1232(未示出)。其中，在步驟S1231中，在確定所述機(jī)器人對應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)觀測對象中每個(gè)觀測對象與所述觀測記錄的關(guān)聯(lián)信息，其中，所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象包括所述目標(biāo)對象；在步驟S1232中，根據(jù)所述觀測對象與所述觀測記錄的關(guān)聯(lián)信息從一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中識別出所述目標(biāo)對象。

具體地，步驟S1231中，將實(shí)時(shí)掃描提取的當(dāng)前的觀測對象與已經(jīng)存儲的的所述觀測記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，得到關(guān)聯(lián)信息。其中，所述觀測記錄是對觀測對象的信息記錄，例如，觀測對象的特征和觀測對象的當(dāng)前位置。優(yōu)選地，在本方案中，觀測記錄對應(yīng)于提取并記錄的與所述機(jī)器人對應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中每個(gè)觀測對象的對象相關(guān)信息。其中，所述觀測對象的對象相關(guān)信息包括以下至少任一項(xiàng)：所述當(dāng)前對象的位置信息；所述當(dāng)前對象的運(yùn)動狀態(tài)信息；所述當(dāng)前對象的本體特征信息。在此，與所述機(jī)器人對應(yīng)是指在當(dāng)前掃描周期中，處于機(jī)器人周圍而被掃描到的對象。所述位置信息是指當(dāng)前掃描時(shí)刻所述觀測對象的位置；運(yùn)動狀態(tài)信息包括運(yùn)動的方向、速度大小等運(yùn)動信息；本體特征信息則是指所述觀測對象本體的外觀特征，包括形狀、大小以及顏色信息等。將實(shí)時(shí)掃描提取的當(dāng)前的觀測對象與已經(jīng)存儲的的所述觀測記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，具體是指將當(dāng)前一個(gè)或多個(gè)觀測對象中的每一個(gè)觀測對象分別與存儲的所述觀測記錄中的每一個(gè)觀測記錄進(jìn)行匹配，其結(jié)果便是關(guān)聯(lián)信息。例如，某一掃描周期，環(huán)境中有N個(gè)觀測對象，機(jī)器人之前存儲的觀測記錄是M條，其中，M與N可以相同也可以不相同。進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，即是將N個(gè)觀測對象逐一分別與M條觀測記錄進(jìn)行匹配，得到每一次匹配的匹配度，而整體匹配結(jié)果便是一個(gè)N行M列的矩陣，矩陣元素便是對應(yīng)的匹配度，這一矩陣便是關(guān)聯(lián)信息。其中，所述觀測對象包括目標(biāo)對象在內(nèi)。步驟S1232中，根據(jù)上一步驟得到的所述關(guān)聯(lián)信息識別出所述目標(biāo)對象。在得到關(guān)聯(lián)信息即匹配度矩陣之后，經(jīng)過綜合分析運(yùn)算，選取整體匹配度最高的一種關(guān)聯(lián)方式，從而得到所述目標(biāo)對象。

優(yōu)選地，所述步驟S1231包括，根據(jù)所述機(jī)器人對應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)觀測對象中每個(gè)觀測對象的對象相關(guān)信息，確定所述觀測對象與所述觀測記錄的關(guān)聯(lián)信息，其中，所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象包括所述目標(biāo)對象。在此，本方案給出在進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)獲取關(guān)聯(lián)信息時(shí)所依據(jù)的匹配內(nèi)容，匹配的內(nèi)容是對象相關(guān)信息，包括，當(dāng)前對象的位置信息；當(dāng)前對象的運(yùn)動狀態(tài)信息；以及所述當(dāng)前對象的本體特征信息。全面地、多角度地進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，從而有效提高匹配結(jié)果的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟S1231包括，根據(jù)所述觀測記錄預(yù)測對應(yīng)的所述觀測對象的活動區(qū)域信息；確定所述觀測記錄與所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象中位于所述活動區(qū)域信息的所述觀測對象的關(guān)聯(lián)信息，其中，所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象包括所述目標(biāo)對象。在此，本方案解決的是如何實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。具體而言，在進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)時(shí)利用了前一掃描周期的結(jié)果。首先，在前一掃描周期中，根據(jù)觀測記錄中記錄的對象相關(guān)信息，即前一掃描周期的位置信息以及運(yùn)動的方向以及速度大小，已經(jīng)預(yù)測每個(gè)觀測記錄所對應(yīng)觀測對象的在當(dāng)前掃描周期的活動區(qū)域范圍。進(jìn)一步，根據(jù)預(yù)測的活動區(qū)域范圍，將所述觀測記錄與所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象中位于所述活動區(qū)域信息的所述觀測對象進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，得到關(guān)聯(lián)信息。由于提前進(jìn)行了位置預(yù)測，首先在預(yù)測的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，提高了單次匹配的匹配成功率，同時(shí)也從整體上提高了數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的速度和準(zhǔn)確度。

接著，根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象更新所述一個(gè)或多個(gè)觀測記錄，其中，更新后的所述一個(gè)或多個(gè)觀測記錄對象包括從一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中所識別出的所述目標(biāo)對象。在此，本方案解決的是在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)完成之后所需要進(jìn)行的觀測記錄更新。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)完成，對機(jī)器人而言意味著機(jī)器人已經(jīng)識別出當(dāng)前時(shí)刻掃描環(huán)境中的各個(gè)觀測對象，其中，識別具體是指將環(huán)境中的各個(gè)觀測對象與機(jī)器人在前一時(shí)刻的觀測記錄對應(yīng)起來，找到當(dāng)前觀測對象與前一時(shí)刻的觀測記錄之間的對應(yīng)關(guān)系。接著，需要根據(jù)當(dāng)前的一個(gè)或多個(gè)觀測對象的實(shí)時(shí)信息更新相應(yīng)的觀測記錄，其中，所述目標(biāo)對象包含在一個(gè)或多個(gè)觀測對象之中，更新觀測記錄也就相應(yīng)的更新了目標(biāo)對象的信息。同樣地，在當(dāng)前掃描周期中，更新完觀測記錄后，也會根據(jù)當(dāng)前周期的位置信息和運(yùn)動狀態(tài)信息對下一周期的活動區(qū)域范圍作出預(yù)測。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象更新所述一個(gè)或多個(gè)觀測記錄包括：若有新的所述觀測對象出現(xiàn)，則增加相應(yīng)的所述觀測記錄；若已有的所述觀測對象消失，則刪除該觀測對象對應(yīng)的所述觀測記錄；其余的所述觀測對象，則更新相對應(yīng)的所述觀測記錄中的相關(guān)信息。在此，機(jī)器人跟隨環(huán)境中的觀測對象是出于不斷的變化狀態(tài)，因而會出現(xiàn)三種情形：其一，可能會有新的觀測對象出現(xiàn)在跟隨環(huán)境中，識別依據(jù)可以是在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)完成后，所有的觀測記錄都已經(jīng)識別出匹配的觀測對象，但環(huán)境中還剩余有觀測對象。對于每個(gè)新的觀測對象，則為其一一設(shè)置觀測記錄，并相應(yīng)記錄各觀測對象在當(dāng)前時(shí)刻的對象相關(guān)信息；其二，可能會有某些觀測對象消失，消失即處于機(jī)器人的掃描環(huán)境之外，此時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)確定出消失的觀測對象所對應(yīng)的觀測記錄，再將這些觀測記錄刪除；其三，對于仍然出現(xiàn)在機(jī)器人的掃描環(huán)境之中的已有的觀測對象，其中，已有的觀測對象指的是已經(jīng)存在對應(yīng)的觀測記錄的觀測對象。此時(shí)，根據(jù)觀測記錄在當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)動狀態(tài)信息更新其所對應(yīng)的觀測記錄。

優(yōu)選地，若根據(jù)所述關(guān)聯(lián)信息不能識別所述目標(biāo)對象，則根據(jù)持續(xù)觀測提取的所述觀測記錄更新所述關(guān)聯(lián)信息；根據(jù)所述觀測對象與所述更新的關(guān)聯(lián)信息從一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中識別出所述目標(biāo)對象。在此，本方案解決了根據(jù)單次關(guān)聯(lián)信息無法識別出所述目標(biāo)對象的問題。機(jī)器人的位置是變化的，跟隨環(huán)境中的觀測對象的位置也是變化的，因此可以合理地推測，機(jī)器人掃描所得到的周圍環(huán)境信息中，某些觀測對象是全部或部分重疊的。在這種情況下，根據(jù)該時(shí)刻的周圍環(huán)境信息所進(jìn)行的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是不能識別出目標(biāo)對象的。解決該問題的技術(shù)方案是：在當(dāng)前數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)結(jié)果的基礎(chǔ)上，持續(xù)掃描周圍環(huán)境信息，并根據(jù)每次的觀測記錄更新關(guān)聯(lián)信息，直到重疊在一起的觀測對象隨著移動而分離開，則根據(jù)更新后的關(guān)聯(lián)信息識別出所述目標(biāo)對象。

進(jìn)一步，步驟S13包括：從所述機(jī)器人的所述周圍環(huán)境信息中障礙物信息；基于所述目標(biāo)對象對應(yīng)的所述觀測記錄獲取所述目標(biāo)對象的位置信息，確定所述機(jī)器人的目標(biāo)坐標(biāo)；根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)以及所述障礙物信息，確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑。本方案解決在識別出所述目標(biāo)對象之后，如何規(guī)劃機(jī)器人的跟隨路徑。在此，機(jī)器人首先確定從機(jī)器人本體到所述目標(biāo)對象之間的障礙物信息，其中，障礙物是指環(huán)境中除了所述目標(biāo)對象之外其他的所有對象，因此，障礙物既有靜止的障礙物，例如在室內(nèi)跟蹤時(shí)的墻壁、柱子等建筑物，也有移動的障礙物，例如不屬于所述目標(biāo)對象的觀測對象。接著，將所述目標(biāo)對象所對應(yīng)的觀測記錄中的位置信息設(shè)置為機(jī)器人的目標(biāo)坐標(biāo)。最后，根據(jù)障礙物分布情況以及機(jī)器人的目標(biāo)坐標(biāo)，確定機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑。具體地，由于從一個(gè)位置到達(dá)另一個(gè)位置的移動路徑不是唯一的，因此為機(jī)器人確定的移動路徑也不是唯一的，而是從多條路徑中選擇出最優(yōu)的路徑。同時(shí)，需要申明的是，由于環(huán)境是處于不斷變化之中，所以障礙物信息也是變化的，從而確定的移動路徑也是隨之變化的。而且，優(yōu)選地，還可以將路徑預(yù)先規(guī)劃為機(jī)器人移動的路線范圍，這樣可以使機(jī)器人盡可能沿著預(yù)定的路線范圍運(yùn)動，降低機(jī)器人偏離路線的概率，提高了跟隨的準(zhǔn)確度。

進(jìn)一步，步驟S14包括：控制所述機(jī)器人按照所述移動路徑移動，其中，所述機(jī)器人移動的速度根據(jù)速度控制規(guī)則確定，其中，所述速度包括前進(jìn)速度與轉(zhuǎn)向速度。優(yōu)選地，所述速度控制規(guī)則包括：當(dāng)所述目標(biāo)對象與所述機(jī)器人的距離大于或等于距離閾值時(shí)，同時(shí)控制所述機(jī)器人的所述前進(jìn)速度和所述轉(zhuǎn)向速度；當(dāng)所述目標(biāo)對象與所述機(jī)器人的距離小于距離閾值時(shí)，控制所述機(jī)器人的所述轉(zhuǎn)向速度。本方案解決的是在確定了移動路徑之后，如何控制機(jī)器人的移動進(jìn)行跟隨。在此，機(jī)器人的運(yùn)動需要受到機(jī)器人本體的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的約束，同時(shí)，在避免碰撞時(shí)還需要考慮機(jī)器人的尺寸?？刂茩C(jī)器人按照所述移動路徑移動時(shí)，一方面控制機(jī)器人不偏離路徑范圍，即進(jìn)行運(yùn)動方向的控制，另一方面需要控制機(jī)器人的移動速度。進(jìn)一步，優(yōu)選地，機(jī)器人的移動速度分為前進(jìn)速度和轉(zhuǎn)向速度兩個(gè)分量，具體地，前進(jìn)速度指機(jī)器人朝向方向上的速度分量，轉(zhuǎn)向速度指在垂直于前進(jìn)速度方向上的速度分量。當(dāng)機(jī)器人與所述目標(biāo)對象之間的距離大于或等于距離閾值時(shí)，同時(shí)對所述前進(jìn)速度和所述轉(zhuǎn)向速度進(jìn)行規(guī)劃控制；當(dāng)機(jī)器人與所述目標(biāo)對象之間的距離小于距離閾值時(shí)，即機(jī)器人已經(jīng)接近目標(biāo)對象時(shí)，則只需要對機(jī)器人的運(yùn)動方向，即轉(zhuǎn)向速度進(jìn)行微微調(diào)整。

圖2示出根據(jù)本申請又一個(gè)方面的一種機(jī)器人跟隨目標(biāo)對象的方法流程圖。其中，所述方法包括步驟S21、步驟S22以及步驟S23。其中，步驟S21中，從機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述機(jī)器人對應(yīng)的目標(biāo)對象；步驟S22中，確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑；步驟S23中，控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動。

具體地，在步驟S21中，從機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)對象；在此，由于環(huán)境中的各對象以及所述機(jī)器人是處于變化的狀態(tài)，因此，需要基于實(shí)時(shí)變化的環(huán)境識別出目標(biāo)對象。解決該問題的方案是，通過周期性地掃描周圍環(huán)境，獲取實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)信息，再從該環(huán)境數(shù)據(jù)信息中檢測出與所述目標(biāo)對象屬于同一類的所有對象，最后根據(jù)某一個(gè)時(shí)刻或持續(xù)掃描的多個(gè)時(shí)刻的檢測結(jié)果，識別出目標(biāo)對象。本方案實(shí)現(xiàn)了在實(shí)時(shí)變化的、存在多干擾對象的復(fù)雜環(huán)境中，機(jī)器人準(zhǔn)確識別出目標(biāo)對象的目的，解決了目前在機(jī)器人跟隨領(lǐng)域常見的目標(biāo)跟錯、跟丟的技術(shù)問題。

在步驟S22中，根據(jù)所述目標(biāo)對象的位置信息確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑；在此，在準(zhǔn)確定位目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，結(jié)合周圍環(huán)境中的障礙物分布情況，為機(jī)器人規(guī)劃可避免于周圍障礙物發(fā)生碰撞的、到達(dá)目標(biāo)對象位置的路徑。同時(shí)，預(yù)先規(guī)劃機(jī)器人移動的路線范圍，使得機(jī)器人盡可能沿著跟隨對象的路線范圍運(yùn)動，而不會偏離路線范圍，從而降低跟丟目標(biāo)的概率。

在步驟S23中，控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動。在此，本步驟解決的是在確定了移動路徑之后，如何控制機(jī)器人的運(yùn)動進(jìn)行跟隨。具體地，機(jī)器人的運(yùn)動需要受到機(jī)器人本體的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的約束，同時(shí)，還需要考慮在運(yùn)動過程中的避障問題，在避免碰撞時(shí)需要考慮機(jī)器人的尺寸?？刂茩C(jī)器人按照所述移動路徑移動時(shí)，一方面控制機(jī)器人的移動軌跡不偏離預(yù)定的路徑范圍，另一方面需要控制機(jī)器人的移動速度。其中，優(yōu)選地，機(jī)器人的移動速度控制可以根據(jù)所述機(jī)器人與所述目標(biāo)之間的距離、所述目標(biāo)對象的移動速度以及環(huán)境中的障礙物信息進(jìn)行調(diào)整。

圖3示出根據(jù)本申請又一個(gè)方面的一種機(jī)器人跟隨目標(biāo)行人的方法流程圖。所述方法包括步驟S31、步驟S32、步驟S33以及步驟S34。其中，步驟S31中，確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)行人；步驟S32中，從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)行人；步驟S33中，確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)行人的移動路徑；步驟S34中，控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動。

具體地，在步驟S31中，確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)行人；在此，首先掃描設(shè)備掃描機(jī)器人周圍的環(huán)境信息，其中，掃描設(shè)備包括而不限于激光傳感器、攝像頭深度攝像頭等，而且各種設(shè)備可以根據(jù)需要安裝在機(jī)器人的一個(gè)或多個(gè)部位。掃描的結(jié)果是環(huán)境信息的原始數(shù)據(jù)，可以是圖像、圖片或者點(diǎn)云。然后，從環(huán)境信息中檢測出所有的有可能是跟隨目標(biāo)的行人，稱為觀測行人，環(huán)境中可以有一個(gè)或多個(gè)觀測行人。其中，可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，事先訓(xùn)練好分類器，即提取人的特征信息，輸入到分類器中，通過對比從環(huán)境信息中檢測出觀測行人。最后，從一個(gè)或多個(gè)觀測行人中選擇確定目標(biāo)行。此時(shí)，可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的規(guī)則從一個(gè)或多個(gè)觀測行人中選擇確定目標(biāo)行人，例如，選擇距離機(jī)器人最近的觀測行人，或者選擇某個(gè)坐標(biāo)附件的觀測行人作為目標(biāo)行人。

在步驟S32中，從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)行人；在此，由于環(huán)境中的各對象以及機(jī)器人是處于變化的狀態(tài)，因此，需要基于實(shí)時(shí)變化的環(huán)境識別出目標(biāo)行人。解決該問題的方案是，通過周期性地掃描周圍環(huán)境，獲取實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)信息，再從該環(huán)境數(shù)據(jù)信息中檢測出所有觀測行人，最后根據(jù)某一時(shí)刻或持續(xù)掃描的多個(gè)時(shí)刻的檢測結(jié)果，識別出目標(biāo)行人。

在步驟S33中，根據(jù)目標(biāo)行人的位置信息確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)行人的移動路徑；在此，在準(zhǔn)確定位目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，結(jié)合周圍環(huán)境中的障礙物分布情況，為機(jī)器人規(guī)劃可避免于周圍障礙物發(fā)生碰撞的、到達(dá)目標(biāo)對象位置的路徑。同時(shí)，預(yù)先規(guī)劃機(jī)器人移動的路線范圍，使得機(jī)器人盡可能沿著跟隨對象的路線范圍運(yùn)動，而不會偏離預(yù)定的路線范圍，從而降低跟丟目標(biāo)的概率。

在步驟S34中，控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動；在此，控制機(jī)器人按照規(guī)劃好的移動路徑移動時(shí)，需要解決機(jī)器人的移動速度規(guī)劃。例如，機(jī)器人加速、減速的時(shí)機(jī)，在多障礙物的環(huán)境中，避障與速度之間的平衡，以及在接近目標(biāo)對象時(shí)如何平滑停止運(yùn)動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果在于，在實(shí)時(shí)變化的、干擾因素較多的自然環(huán)境中，本申請可有效提高跟隨目標(biāo)的準(zhǔn)確度，解決了目前機(jī)器人跟隨經(jīng)常發(fā)生的跟錯目標(biāo)或跟丟目標(biāo)的技術(shù)問題。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果在于，在實(shí)時(shí)變化的、多干擾因素的自然環(huán)境中，本申請所采用的識別所述目標(biāo)對象的算法可以有效提高識別目標(biāo)對象的準(zhǔn)確度，從根本上解決了目前機(jī)器人跟隨經(jīng)常發(fā)生的跟錯目標(biāo)或跟丟目標(biāo)的技術(shù)問題。

進(jìn)一步地，所述步驟S32包括：實(shí)時(shí)掃描獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息；從所述周圍環(huán)境信息中辨識出與人體特征信息相匹配的一個(gè)或多個(gè)觀測行人，其中，所述一個(gè)或多個(gè)觀測行人包括所述機(jī)器人待跟隨的所述目標(biāo)行人；從一個(gè)或多個(gè)所述觀測行人中識別出所述目標(biāo)行人。具體地，在步驟S31確定跟隨的目標(biāo)行人的基礎(chǔ)上，步驟S32用于解決如何在實(shí)時(shí)變化的環(huán)境中識別出目標(biāo)行人。首先，由于環(huán)境處于不斷的變化之中，需要通過實(shí)時(shí)掃描獲取機(jī)器人的周圍環(huán)境信息，其中，環(huán)境信息是掃描直接獲取的環(huán)境原始數(shù)據(jù)信息。接著，確定目標(biāo)行人之后，目標(biāo)行人的特征信息已被提取并存儲。當(dāng)所述機(jī)器人周圍環(huán)境信息發(fā)生變化，通過實(shí)時(shí)掃描獲取當(dāng)前時(shí)刻的環(huán)境信息，并從環(huán)境原始信息中檢測出符合人體特征信息的的一個(gè)或多個(gè)對象，其中，符合的具體含義是指實(shí)時(shí)提取的觀測對象的特征與所述目標(biāo)行人的人體特征信息滿足一定的匹配度。例如，本方案中的跟隨目標(biāo)是人，則特征信息會包括人的形狀、肢體特征，比如，高度的數(shù)值范圍，寬度的數(shù)值范圍，軀體通過脖子與頭部相連接，以及移動時(shí)兩腿的交替運(yùn)動等特征。通過這一步驟的匹配，將會檢測出實(shí)時(shí)環(huán)境中的人，統(tǒng)稱為觀測行人。需要提請注意的是，每掃描一次周圍環(huán)境，均需要重新檢測觀測行人，即觀測行人是實(shí)時(shí)更新的。接著，在得到觀測行人之后，從所述一個(gè)或多個(gè)觀測行人中，識別出目標(biāo)行人，其中所述一個(gè)或多個(gè)觀測行人包括所述目標(biāo)行人。其中，識別的過程為，從所述一個(gè)或多個(gè)觀測行人中若干個(gè)觀測行人中確定出與所述目標(biāo)行人的人體特征信息匹配度最高的一個(gè)觀測行人。

優(yōu)選地，步驟S32所述的方法中，所述人體特征信息包括人體的腿部特征信息。在此，人體特征信息是從周圍環(huán)境中識別觀測行人的依據(jù)，亦是從觀測行人中識別所述目標(biāo)行人的依據(jù)，因此人體特征信息的確定是機(jī)器人跟隨行人方法的關(guān)鍵。人體特征信息包含人體的腿部特征信息的依據(jù)在于，一方面，考慮到機(jī)器人的構(gòu)造穩(wěn)定性問題以及制造成本問題，在滿足機(jī)器人功能需求的前提下，通常都會將機(jī)器人設(shè)計(jì)的盡可能低，此時(shí)，裝設(shè)于機(jī)器人上的掃描設(shè)備，例如，攝像頭、深度攝像頭以及傳感器等就必須安裝在比較低的部位，從而限定了獲取的掃描數(shù)據(jù)的平面，因此選擇人體腿部的特征作為識別人體的依據(jù)；另一方面，人體是靠腿部的交替動作而運(yùn)動的，因此人體的腿部運(yùn)動特征最為明顯。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟S32所述的方法還包括，當(dāng)實(shí)時(shí)掃描所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息時(shí)，可捕獲所述機(jī)器人本體360°范圍內(nèi)的環(huán)境信息。本方案中，通過采取一定的技術(shù)方案，例如，為機(jī)器人裝設(shè)后部傳感器，使得機(jī)器人可以掃描其本體360°范圍內(nèi)的環(huán)境信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方案的有益效果在于，在跟隨過程中，即使目標(biāo)行人處于機(jī)器人后面，機(jī)器人仍可以繼續(xù)保證檢測和跟隨的正確性。

進(jìn)一步地，所述步驟S34包括，控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動，其中，所述機(jī)器人的移動速度基于以下至少任一項(xiàng)進(jìn)行確定：所述目標(biāo)行人與所述機(jī)器人之間的距離；所述目標(biāo)行人的移動速度；所述周圍環(huán)境信息中的障礙物信息。在此，本步驟解決的是在確定了移動路徑之后，如何控制機(jī)器人的運(yùn)動進(jìn)行跟隨。具體地，機(jī)器人的運(yùn)動需要受到機(jī)器人本體的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的約束，同時(shí)，還需要考慮在運(yùn)動過程中的避障問題，在避免碰撞時(shí)需要考慮機(jī)器人的尺寸?？刂茩C(jī)器人按照所述移動路徑移動時(shí)，一方面控制機(jī)器人的移動軌跡不偏離預(yù)定的路徑范圍，即機(jī)器人的移動方向問題，另一方面需要控制機(jī)器人的移動速度。其中，優(yōu)選地，機(jī)器人的移動速度大小可以根據(jù)以下至少任一項(xiàng)進(jìn)行確定：所述機(jī)器人與所述目標(biāo)之間的距離、所述目標(biāo)對象的移動速度以及環(huán)境中的障礙物信息進(jìn)行調(diào)整。例如，目標(biāo)行人的移動速度很快，而機(jī)器人距離目標(biāo)行人又較遠(yuǎn)的情況下，控制機(jī)器人以在周圍環(huán)境障礙物約束下的速度高值進(jìn)行運(yùn)動；而如果機(jī)器人已經(jīng)很接近目標(biāo)行人，而目標(biāo)行人處于停止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動速度很小，則控制機(jī)器人以速度低值運(yùn)動。

圖4示出根據(jù)本申請另一個(gè)方面的一種用于機(jī)器人跟隨目標(biāo)對象的設(shè)備1的設(shè)備示意圖。其中，所述設(shè)備1包括第一裝置11、第二裝置12、第三裝置13以及第四裝置14。

其中，所述第一裝置11，用于確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象；在此，首先掃描設(shè)備掃描機(jī)器人周圍的環(huán)境信息，其中，掃描設(shè)備包括而不限于激光傳感器、攝像頭深度攝像頭等，而且各種設(shè)備可以根據(jù)需要安裝在機(jī)器人的一個(gè)或多個(gè)部位。掃描的結(jié)果是環(huán)境信息的原始數(shù)據(jù)，可以是圖像、圖片或者點(diǎn)云。然后，從環(huán)境信息中檢測出需要跟隨的對象類型，環(huán)境中可以有一個(gè)或多個(gè)對象屬于該對象類型。其中，可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，事先訓(xùn)練好分類器，即提取某一類對象的掃描數(shù)據(jù)的特征信息，輸入到分類器中，通過對比從環(huán)境信息中檢測出某類對象。最后，從一個(gè)或多個(gè)對象中選擇確定目標(biāo)對象?？梢愿鶕?jù)預(yù)先設(shè)置的規(guī)則從一個(gè)或多個(gè)對象中選擇確定目標(biāo)對象，例如，選擇距離機(jī)器人最近的對象，或者選擇某個(gè)坐標(biāo)附件的對象作為目標(biāo)對象。

其中，所述第二裝置12，用于從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)對象；在此，由于環(huán)境中的各對象以及機(jī)器人是處于變化的狀態(tài)，因此，需要基于實(shí)時(shí)變化的環(huán)境識別出目標(biāo)對象。解決的方案是，通過周期性地掃描周圍環(huán)境，獲取實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)信息，再從該環(huán)境數(shù)據(jù)信息中檢測出與目標(biāo)對象屬于同一類的所有對象，最后根據(jù)某一個(gè)周期或持續(xù)掃描的多個(gè)周期的檢測結(jié)果，識別出目標(biāo)對象。

其中，所述第三裝置13，用于根據(jù)目標(biāo)對象的位置信息確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑；在此，在準(zhǔn)確定位所述目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，結(jié)合周圍環(huán)境中的障礙物分布情況，為機(jī)器人規(guī)劃可避免于周圍障礙物發(fā)生碰撞的、到達(dá)目標(biāo)對象位置的路徑。同時(shí)，預(yù)先規(guī)劃機(jī)器人移動的路線范圍，使得機(jī)器人盡可能沿著跟隨對象的路線范圍運(yùn)動，而不會偏離路線，從而降低跟丟目標(biāo)的概率。

其中，所述第四裝置14，用于控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動；在此，控制機(jī)器人按照規(guī)劃好的移動路徑移動時(shí)，需要解決機(jī)器人的移動速度規(guī)劃。例如，機(jī)器人加速、減速的時(shí)機(jī)，在多障礙物的環(huán)境中，避障與速度之間的平衡，以及在接近目標(biāo)對象時(shí)如何平滑停止運(yùn)動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果在于，在實(shí)時(shí)變化的、多干擾因素的自然環(huán)境中，本申請所采用的識別所述目標(biāo)對象的方法可以有效提高識別目標(biāo)對象的準(zhǔn)確度，從根本上解決了目前機(jī)器人跟隨經(jīng)常發(fā)生的跟錯目標(biāo)或跟丟目標(biāo)的技術(shù)問題。

優(yōu)選地，所述第一裝置11，用于當(dāng)機(jī)器人被設(shè)置為跟隨模式時(shí)，將所述機(jī)器人周圍的匹配對象作為所述機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象。具體地，所述機(jī)器人周圍指的與機(jī)器人之間的距離小于或等于預(yù)定的閾值的范圍。首先需要一個(gè)操作來觸發(fā)機(jī)器人開啟跟隨模式，該操作可以是按下按鍵或者觸摸屏上的操作或者是一個(gè)語音信號。所述匹配對象是處于機(jī)器人周圍環(huán)境中將被機(jī)器人選擇作為目標(biāo)對象的對象。

更優(yōu)選地，所述第一裝置11包括第一單元(未示出)和第二單元(未示出)。其中，所述第一單元，用于當(dāng)機(jī)器人被設(shè)置為跟隨模式時(shí)，從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的周圍信息中識別對應(yīng)的匹配對象；所述第二單元，用于將所述匹配對象作為所述機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象。當(dāng)某一個(gè)操作觸發(fā)機(jī)器人開啟跟隨模式，首先掃描獲取環(huán)境信息的原始數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)可以是圖像、圖片或者點(diǎn)云。然后，從環(huán)境的原始信息中檢測出需要跟隨的對象類型，環(huán)境中可以有一個(gè)或多個(gè)對象屬于該對象類型。通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，事先訓(xùn)練好分類器，即提取某一類對象的掃描數(shù)據(jù)的特征信息，輸入到分類器中，通過對比從環(huán)境信息中檢測出某類對象。某類對象往往有多個(gè)，匹配對象即是從一個(gè)或多個(gè)該類對象中選擇的作為目標(biāo)對象的對象。其中，選擇匹配對象需要依據(jù)一定的規(guī)則，例如以對象與機(jī)器人之間的距離為依據(jù)，或者以對象與機(jī)器人存儲的特征之間的匹配程度作為依據(jù)，優(yōu)選地，匹配對象包括以下至少任一項(xiàng)：

在所述機(jī)器人周圍與所述機(jī)器人最接近的對象；

在所述機(jī)器人前方與所述機(jī)器人最接近的對象；

在所述機(jī)器人正前方與所述機(jī)器人最接近的對象；

在所述機(jī)器人周圍且與待跟隨對象的對象特征信息相匹配的對象；

在所述機(jī)器人周圍且與待跟隨對象的對象特征信息最匹配的對象；

在所述機(jī)器人周圍與待跟隨對象的對象特征信息相匹配的多個(gè)對象中與所述機(jī)器人最接近的對象。

優(yōu)選地，所述第一裝置11包括：第三單元(未示出)，用于獲取對應(yīng)設(shè)備發(fā)出的跟隨指令，其中所述跟隨指令包括機(jī)器人待跟隨對象的坐標(biāo)信息；第四單元(未示出)，用于實(shí)時(shí)獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息，其中，所述機(jī)器人與所述坐標(biāo)信息間的距離小于或等于預(yù)定的距離閾值；第五單元(未示出)，用于從所述周圍環(huán)境信息識別對應(yīng)的匹配對象，并將所述匹配對象作為所述機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)對象。該方案的特征在于機(jī)器人的跟隨目標(biāo)信息通過其他對應(yīng)設(shè)備獲取，而非機(jī)器人本體確定。在此，對應(yīng)設(shè)備可以是任何能夠與機(jī)器人實(shí)現(xiàn)通信的設(shè)備，例如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、其他機(jī)器人或者機(jī)器人遙控器等。所述對應(yīng)設(shè)備向機(jī)器人發(fā)出跟隨指令，該指令包括待跟隨對象的坐標(biāo)信息，其中，坐標(biāo)信息既可以是絕對坐標(biāo)信息，也可以是相對坐標(biāo)信息。機(jī)器人通過掃描獲取其周圍環(huán)境信息，此時(shí)需確定所述機(jī)器人與坐標(biāo)信息間的距離小于或等于預(yù)定的距離閾值；并從環(huán)境信息中識別匹配對象，并將匹配對象設(shè)定為目標(biāo)對象。

更進(jìn)一步地，本申請給出了當(dāng)機(jī)器人獲取跟隨指令時(shí)，其位置與待跟隨對象的位置之間的距離大于預(yù)定的距離閾值的優(yōu)選解決方案。所述第四單元還用于當(dāng)所述機(jī)器人與所述坐標(biāo)信息間的距離大于預(yù)定的距離閾值，控制所述機(jī)器人朝向所述坐標(biāo)信息移動；實(shí)時(shí)獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息，其中，所述機(jī)器人與所述坐標(biāo)信息間的距離小于或等于預(yù)定的距離閾值。具體地，如果機(jī)器人與所述坐標(biāo)信息間的距離大于預(yù)定的距離閾值，則控制所述機(jī)器人朝向所述坐標(biāo)信息移動；其中，朝向并不限定機(jī)器人移動過程中的方向，而是指相對于機(jī)器人的初始位置，移動后的位置更接近所述坐標(biāo)信息的位置。直到滿足距離要求時(shí)，機(jī)器將實(shí)時(shí)獲取的周圍環(huán)境信息用于對待跟隨對象的檢測。

進(jìn)一步地，所述第二裝置12包括第一單元(未示出)、第二單元(未示出)和第三單元(未示出)。其中，所述第一單元，用于實(shí)時(shí)掃描獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息；所述第二單元，用于從所述周圍環(huán)境信息中檢測與所述目標(biāo)對象的對象特征信息相匹配的一個(gè)或多個(gè)觀測對象；所述第三單元，用于從一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中識別出所述目標(biāo)對象。

具體地，在第一裝置11確定跟隨的目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，第二裝置12用于解決如何在實(shí)時(shí)變化的環(huán)境中識別出目標(biāo)對象。首先，環(huán)境信息是處于不斷的變化中的，第一單元首先通過實(shí)時(shí)掃描獲取機(jī)器人的周圍環(huán)境信息，其中，環(huán)境信息是掃描直接獲取的環(huán)境原始數(shù)據(jù)信息。接著，第二單元，確定目標(biāo)對象之后，目標(biāo)對象的特征信息就已被提取并存儲。當(dāng)所述機(jī)器人周圍環(huán)境信息發(fā)生變化，通過實(shí)時(shí)掃描獲取當(dāng)前時(shí)刻的環(huán)境信息，并從環(huán)境原始信息中檢測出與所述目標(biāo)對象屬于一類的一個(gè)或多個(gè)對象，統(tǒng)稱為觀測對象，其中，屬于一類的判斷標(biāo)準(zhǔn)在于實(shí)時(shí)提取的觀測對象的特征與所述目標(biāo)對象的對象特征信息滿足一定的匹配度。例如，如果目標(biāo)對象是人，則對象特征信息會包括人的形狀、肢體特征，比如，高度的數(shù)值范圍，寬度的數(shù)值范圍，軀體通過脖子與頭部相連接，以及移動時(shí)兩腿的交替運(yùn)動等特征。通過這一步驟的匹配，將會檢測出實(shí)時(shí)環(huán)境中的人，將其作為觀測對象。需要提請注意的是，每掃描一次周圍環(huán)境，均需要重新檢測觀測對象，即觀測對象也是周期性更新的。接著，第三單元，用于在得到觀測對象之后，接著需要解決從若干個(gè)觀測對象中識別出所述目標(biāo)對象。

進(jìn)一步，優(yōu)選地，所述第三單元包括：第一子單元(未示出)和第二子單元(未示出)。其中，第一子單元，用于確定所述機(jī)器人對應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)觀測對象中每個(gè)觀測對象與所述觀測記錄的關(guān)聯(lián)信息，其中，所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象包括所述目標(biāo)對象；第二子單元，用于根據(jù)所述觀測對象與所述觀測記錄的關(guān)聯(lián)信息從一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中識別出所述目標(biāo)對象。

具體地，所述第一子單元，用于將實(shí)時(shí)掃描提取的當(dāng)前的觀測對象與已經(jīng)存儲的的所述觀測記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，得到關(guān)聯(lián)信息。其中，所述觀測記錄是對觀測對象的信息記錄，例如，觀測對象的特征和觀測對象的當(dāng)前位置。優(yōu)選地，在本方案中，觀測記錄對應(yīng)于提取并記錄的與所述機(jī)器人對應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中每個(gè)觀測對象的對象相關(guān)信息。其中，所述觀測對象的對象相關(guān)信息包括以下至少任一項(xiàng)：所述當(dāng)前對象的位置信息；所述當(dāng)前對象的運(yùn)動狀態(tài)信息；所述當(dāng)前對象的本體特征信息。在此，與所述機(jī)器人對應(yīng)是指在當(dāng)前掃描周期中，處于機(jī)器人周圍而被掃描到的對象。所述位置信息是指當(dāng)前掃描時(shí)刻所述觀測對象的位置；運(yùn)動狀態(tài)信息包括運(yùn)動的方向、速度大小等運(yùn)動信息；本體特征信息則是指所述觀測對象本體的外觀特征，包括形狀、大小以及顏色信息等。將實(shí)時(shí)掃描提取的當(dāng)前的觀測對象與已經(jīng)存儲的的所述觀測記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，具體是指將當(dāng)前一個(gè)或多個(gè)觀測對象中的每一個(gè)觀測對象分別與存儲的所述觀測記錄中的每一個(gè)觀測記錄進(jìn)行匹配，其結(jié)果便是關(guān)聯(lián)信息。例如，某一掃描周期，環(huán)境中有N個(gè)觀測對象，機(jī)器人之前存儲的觀測記錄是M條，其中，M與N可以相同也可以不相同。進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，即是將N個(gè)觀測對象逐一分別與M條觀測記錄進(jìn)行匹配，得到每一次匹配的匹配度，而整體匹配結(jié)果便是一個(gè)N行M列的矩陣，矩陣元素便是對應(yīng)的匹配度，這一矩陣便是關(guān)聯(lián)信息。其中，所述觀測對象包括目標(biāo)對象在內(nèi)。所述第二子單元，用于根據(jù)第一子單元得到的所述關(guān)聯(lián)信息識別出所述目標(biāo)對象。在得到關(guān)聯(lián)信息即匹配度矩陣之后，經(jīng)過綜合分析運(yùn)算，選取整體匹配度最高的一種關(guān)聯(lián)方式，從而得到所述目標(biāo)對象。

優(yōu)選地，所述第一子單元用于：根據(jù)所述機(jī)器人對應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)觀測對象中每個(gè)觀測對象的對象相關(guān)信息，確定所述觀測對象與所述觀測記錄的關(guān)聯(lián)信息，其中，所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象包括所述目標(biāo)對象。在此，本方案給出在進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)獲取關(guān)聯(lián)信息時(shí)所依據(jù)的匹配內(nèi)容，匹配的內(nèi)容是對象相關(guān)信息，包括，當(dāng)前對象的位置信息；當(dāng)前對象的運(yùn)動狀態(tài)信息；以及所述當(dāng)前對象的本體特征信息。全面地、多角度地進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，從而有效提高匹配結(jié)果的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一子單元用于：根據(jù)所述觀測記錄預(yù)測對應(yīng)的所述觀測對象的活動區(qū)域信息；確定所述觀測記錄與所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象中位于所述活動區(qū)域信息的所述觀測對象的關(guān)聯(lián)信息，其中，所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象包括所述目標(biāo)對象。在此，本方案解決的問題是如何實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。具體而言，在進(jìn)行述關(guān)聯(lián)時(shí)利用了前一掃描周期的結(jié)果。首先，在前一掃描周期中，根據(jù)觀測記錄中記錄的對象相關(guān)信息，即前一掃描周期的位置信息以及運(yùn)動的方向以及速度大小，已經(jīng)預(yù)測每個(gè)觀測記錄所對應(yīng)觀測對象的在當(dāng)前掃描周期的活動區(qū)域范圍。進(jìn)一步，根據(jù)預(yù)測的活動區(qū)域范圍，將所述觀測記錄與所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象中位于所述活動區(qū)域信息的所述觀測對象進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，得到關(guān)聯(lián)信息。由于提前進(jìn)行了位置預(yù)測，首先在預(yù)測的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，提高了單次匹配的匹配成功率，同時(shí)也從整體上提高了數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的速度和準(zhǔn)確度。

接著，所述第三單元還包括第三子單元(未示出)，所述第三子單元用于根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)觀測對象更新所述一個(gè)或多個(gè)觀測記錄，其中，更新后的所述一個(gè)或多個(gè)觀測記錄對象包括從一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中所識別出的所述目標(biāo)對象。在此，本方案解決的是在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)完成之后所需要進(jìn)行的觀測記錄更新的技術(shù)問題。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)完成，對機(jī)器人而言意味著機(jī)器人已經(jīng)識別出當(dāng)前時(shí)刻掃描環(huán)境中的各個(gè)觀測對象，其中，識別具體是指將環(huán)境中的各個(gè)觀測對象與機(jī)器人在前一時(shí)刻的觀測記錄對應(yīng)起來，找到當(dāng)前觀測對象與前一時(shí)刻的觀測記錄之間的對應(yīng)關(guān)系。接著，需要根據(jù)當(dāng)前的一個(gè)或多個(gè)觀測對象的實(shí)時(shí)信息更新相應(yīng)的觀測記錄，其中，所述目標(biāo)對象包含在一個(gè)或多個(gè)觀測對象之中，更新觀測記錄也就相應(yīng)的更新了目標(biāo)對象的信息。同樣地，在當(dāng)前掃描周期中，更新完觀測記錄后，也會根據(jù)當(dāng)前周期的位置信息和運(yùn)動狀態(tài)信息對下一周期的活動區(qū)域范圍作出預(yù)測。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述根據(jù)一個(gè)或多個(gè)觀測對象更新所述一個(gè)或多個(gè)觀測記錄包括：若有新的所述觀測對象出現(xiàn)，則增加相應(yīng)的所述觀測記錄；若已有的所述觀測對象消失，則刪除該觀測對象對應(yīng)的所述觀測記錄；其余的所述觀測對象，則更新相對應(yīng)的所述觀測記錄中的相關(guān)信息。在此，機(jī)器人跟隨環(huán)境中的觀測對象是出于不斷的變化狀態(tài)，因而會出現(xiàn)三種情形：其一，可能會有新的觀測對象出現(xiàn)在跟隨環(huán)境中，識別依據(jù)可以是在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)完成后，所有的觀測記錄都已經(jīng)識別出匹配的觀測對象，但環(huán)境中還剩余有觀測對象。對于每個(gè)新的觀測對象，則為其一一設(shè)置觀測記錄，并相應(yīng)記錄各觀測對象在當(dāng)前時(shí)刻的對象相關(guān)信息；其二，可能會有某些觀測對象消失，消失即處于機(jī)器人的掃描環(huán)境之外，此時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)確定出消失的觀測對象所對應(yīng)的觀測記錄，再將這些觀測記錄刪除；其三，對于仍然出現(xiàn)在機(jī)器人的掃描環(huán)境之中的已有的觀測對象，其中，已有的觀測對象指的是已經(jīng)存在對應(yīng)的觀測記錄的觀測對象。此時(shí)，根據(jù)觀測記錄在當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)動狀態(tài)信息更新其所對應(yīng)的觀測記錄。

優(yōu)選地，所述第三單元還包括第四子單元(未示出)和第五子單元(未示出)，其中，第四子單元，用于當(dāng)根據(jù)所述關(guān)聯(lián)信息不能識別所述目標(biāo)對象時(shí)，根據(jù)持續(xù)觀測提取的所述觀測記錄更新所述關(guān)聯(lián)信息；第五子單元，用于根據(jù)所述觀測對象與所述更新的關(guān)聯(lián)信息從一個(gè)或多個(gè)所述觀測對象中識別出所述目標(biāo)對象。

在此，本方案解決了根據(jù)單次關(guān)聯(lián)信息無法識別出所述目標(biāo)對象的問題。機(jī)器人的位置是變化的，跟隨環(huán)境中的觀測對象的位置也是變化的，因此可以合理地推測，機(jī)器人掃描所得到的周圍環(huán)境信息中，某些觀測對象是全部或部分重疊的。在這種情況下，根據(jù)該時(shí)刻的周圍環(huán)境信息所進(jìn)行的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是不能識別出目標(biāo)對象的。解決該問題的技術(shù)方案是：在當(dāng)前數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)結(jié)果的基礎(chǔ)上，持續(xù)掃描周圍環(huán)境信息，并根據(jù)每次的觀測記錄更新關(guān)聯(lián)信息，直到重疊在一起的觀測對象隨著移動而分離開，則根據(jù)更新后的關(guān)聯(lián)信息識別出所述目標(biāo)對象。

進(jìn)一步，所述第三裝置13包括：第一單元(未示出)，用于從所述機(jī)器人的所述周圍環(huán)境信息中獲取障礙物信息；第二單元(未示出)，用于基于所述目標(biāo)對象對應(yīng)的所述觀測記錄獲取所述目標(biāo)對象的位置信息，確定所述機(jī)器人的目標(biāo)坐標(biāo)；第三單元(未示出)，用于根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)以及所述障礙物信息，確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑。本方案解決在識別出所述目標(biāo)對象之后，如何規(guī)劃機(jī)器人的跟隨路徑。在此，機(jī)器人首先確定從機(jī)器人本體到所述目標(biāo)對象之間的障礙物信息，其中，障礙物是指環(huán)境中除了所述目標(biāo)對象之外其他的所有對象，因此，障礙物既有靜止的障礙物，例如在室內(nèi)跟蹤時(shí)的墻壁、柱子等建筑物，也有移動的障礙物，例如不屬于所述目標(biāo)對象的觀測對象。接著，將所述目標(biāo)對象所對應(yīng)的觀測記錄中的位置信息設(shè)置為機(jī)器人的目標(biāo)坐標(biāo)。最后，根據(jù)障礙物分布情況以及機(jī)器人的目標(biāo)坐標(biāo)，確定機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑。具體地，由于從一個(gè)位置到達(dá)另一個(gè)位置的移動路徑不是唯一的，因此為機(jī)器人確定的移動路徑也不是唯一的，而是從多條路徑中選擇出最優(yōu)的路徑。同時(shí)，需要申明的是，由于環(huán)境是處于不斷變化之中，所以障礙物信息也是變化的，從而確定的移動路徑也是隨之變化的。而且，優(yōu)選地，還可以將路徑預(yù)先規(guī)劃為機(jī)器人移動的路線范圍，這樣可以使機(jī)器人盡可能沿著預(yù)定的路線范圍運(yùn)動，降低機(jī)器人偏離路線的概率，提高了跟隨的準(zhǔn)確度。

進(jìn)一步，所述第四裝置14用于控制所述機(jī)器人按照所述移動路徑移動，其中，所述機(jī)器人移動的速度根據(jù)速度控制規(guī)則確定，其中，所述速度包括前進(jìn)速度與轉(zhuǎn)向速度。優(yōu)選地，所述速度控制規(guī)則包括：當(dāng)所述目標(biāo)對象與所述機(jī)器人的距離大于或等于距離閾值時(shí)，同時(shí)控制所述機(jī)器人的所述前進(jìn)速度和所述轉(zhuǎn)向速度；當(dāng)所述目標(biāo)對象與所述機(jī)器人的距離小于距離閾值時(shí)，控制所述機(jī)器人的所述轉(zhuǎn)向速度。本方案解決的是在確定了移動路徑之后，如何控制機(jī)器人的移動進(jìn)行跟隨。在此，機(jī)器人的運(yùn)動需要受到機(jī)器人本體的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的約束，同時(shí)，在避免碰撞時(shí)還需要考慮機(jī)器人的尺寸?？刂茩C(jī)器人按照所述移動路徑移動時(shí)，一方面控制機(jī)器人不偏離路徑范圍，即進(jìn)行運(yùn)動方向的控制，另一方面需要控制機(jī)器人的移動速度。進(jìn)一步，優(yōu)選地，機(jī)器人的移動速度分為前進(jìn)速度和轉(zhuǎn)向速度兩個(gè)分量，具體地，前進(jìn)速度指從機(jī)器人的位置指向所述目標(biāo)對象的射線的方向上的速度分量，轉(zhuǎn)向速度指在垂直于前進(jìn)速度方向上的速度分量。當(dāng)機(jī)器人與所述目標(biāo)對象之間的距離大于或等于距離閾值時(shí)，同時(shí)對所述前進(jìn)速度和所述轉(zhuǎn)向速度進(jìn)行規(guī)劃控制；當(dāng)機(jī)器人與所述目標(biāo)對象之間的距離小于距離閾值時(shí)，即機(jī)器人已經(jīng)接近目標(biāo)對象時(shí)，則只需要對機(jī)器人的運(yùn)動方向，即轉(zhuǎn)向速度進(jìn)行微微調(diào)整。

圖5示出根據(jù)本申請又一個(gè)方面的一種用于機(jī)器人跟隨目標(biāo)對象的設(shè)備2的設(shè)備示意圖。其中，所述設(shè)備2包括第一裝置21、第二裝置22、以及第三裝置23。

其中，第一裝置21，用于從機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述機(jī)器人對應(yīng)的目標(biāo)對象；第二裝置22，用于確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑；第三裝置23，用于控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動。

具體地，第一裝置21，用于從機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)對象；在此，由于環(huán)境中的各對象以及所述機(jī)器人是處于變化的狀態(tài)，因此，需要基于實(shí)時(shí)變化的環(huán)境識別出目標(biāo)對象。解決該問題的方案是，通過周期性地掃描周圍環(huán)境，獲取實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)信息，再從該環(huán)境數(shù)據(jù)信息中檢測出與所述目標(biāo)對象屬于同一類的所有對象，最后根據(jù)某一個(gè)時(shí)刻或持續(xù)掃描的多個(gè)時(shí)刻的檢測結(jié)果，識別出目標(biāo)對象。

第二裝置22，用于根據(jù)所述目標(biāo)對象的位置信息確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)對象的移動路徑；在此，在準(zhǔn)確定位目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，結(jié)合周圍環(huán)境中的障礙物分布情況，為機(jī)器人規(guī)劃可避免與周圍障礙物發(fā)生碰撞的到達(dá)目標(biāo)對象位置的路徑。同時(shí)，預(yù)先規(guī)劃機(jī)器人移動的路線范圍，使得機(jī)器人盡可能沿著跟隨對象的路線范圍運(yùn)動，而不會偏離路線范圍，從而降低跟丟目標(biāo)的概率。

第三裝置23，用于控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動。在此，本步驟解決的是在確定了移動路徑之后，如何控制機(jī)器人的運(yùn)動進(jìn)行跟隨的技術(shù)問題。具體地，機(jī)器人的運(yùn)動需要受到機(jī)器人本體的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的約束，同時(shí)，還需要考慮在運(yùn)動過程中的避障問題，在避免碰撞時(shí)需要考慮機(jī)器人的尺寸?？刂茩C(jī)器人按照所述移動路徑移動時(shí)，一方面控制機(jī)器人的移動軌跡不偏離預(yù)定的路徑范圍，另一方面需要控制機(jī)器人的移動速度。其中，優(yōu)選地，機(jī)器人的移動速度控制可以根據(jù)所述機(jī)器人與所述目標(biāo)之間的距離、所述目標(biāo)對象的移動速度以及環(huán)境中的障礙物信息進(jìn)行調(diào)整。

本方案實(shí)現(xiàn)了在實(shí)時(shí)變化的、存在多干擾對象的復(fù)雜環(huán)境中，機(jī)器人準(zhǔn)確識別出目標(biāo)對象的目的，解決了目前在機(jī)器人跟隨領(lǐng)域常見的目標(biāo)跟錯、跟丟的技術(shù)問題。

圖6示出根據(jù)本申請又一個(gè)方面的一種用于機(jī)器人跟隨目標(biāo)行人的設(shè)備3的設(shè)備示意圖。其中，所述設(shè)備3包括第一裝置31、第二裝置32、第三裝置33以及第四裝置34。

其中，第一裝置31，用于確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)行人；第二裝置32，用于從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)行人；第三裝置33，用于確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)行人的移動路徑；第四裝置34，用于控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動。

具體地，第一裝置31，用于確定機(jī)器人待跟隨的目標(biāo)行人；在此，首先掃描設(shè)備掃描機(jī)器人周圍的環(huán)境信息，其中，掃描設(shè)備包括而不限于激光傳感器、攝像頭深度攝像頭等，而且各種設(shè)備可以根據(jù)需要安裝在機(jī)器人的一個(gè)或多個(gè)部位。掃描的結(jié)果是環(huán)境信息的原始數(shù)據(jù)，可以是圖像、圖片或者點(diǎn)云。然后，從環(huán)境信息中檢測出所有的有可能是跟隨目標(biāo)的行人，稱為觀測行人，環(huán)境中可以有一個(gè)或多個(gè)觀測行人。其中，可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，事先訓(xùn)練好分類器，即提取人的特征信息，輸入到分類器中，通過對比從環(huán)境信息中檢測出觀測行人。最后，從一個(gè)或多個(gè)觀測行人中選擇確定目標(biāo)行。此時(shí)，可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的規(guī)則從一個(gè)或多個(gè)觀測行人中選擇確定目標(biāo)行人，例如，選擇距離機(jī)器人最近的觀測行人，或者選擇某個(gè)坐標(biāo)附件的觀測行人作為目標(biāo)行人。

第二裝置32，用于從所述機(jī)器人實(shí)時(shí)捕獲的場景中識別所述目標(biāo)行人；在此，由于環(huán)境中的各對象以及機(jī)器人是處于變化的狀態(tài)，因此，需要基于實(shí)時(shí)變化的環(huán)境識別出目標(biāo)行人。解決該問題的方案是，通過周期性地掃描周圍環(huán)境，獲取實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)信息，再從該環(huán)境數(shù)據(jù)信息中檢測出所有觀測行人，最后根據(jù)某一時(shí)刻或持續(xù)掃描的多個(gè)時(shí)刻的檢測結(jié)果，識別出目標(biāo)行人。本方案實(shí)現(xiàn)了在實(shí)時(shí)變化的、存在多干擾對象的復(fù)雜環(huán)境中，機(jī)器人準(zhǔn)確識別出目標(biāo)行人的目的，解決了目前在機(jī)器人跟隨領(lǐng)域常見的目標(biāo)跟錯、跟丟的技術(shù)問題。

第三裝置33，用于根據(jù)目標(biāo)行人的位置信息確定所述機(jī)器人向所述目標(biāo)行人的移動路徑；在此，在準(zhǔn)確定位目標(biāo)對象的基礎(chǔ)上，結(jié)合周圍環(huán)境中的障礙物分布情況，為機(jī)器人規(guī)劃可避免于周圍障礙物發(fā)生碰撞的、到達(dá)目標(biāo)對象位置的路徑。同時(shí)，預(yù)先規(guī)劃機(jī)器人移動的路線范圍，使得機(jī)器人盡可能沿著跟隨對象的路線范圍運(yùn)動，而不會偏離預(yù)定的路線范圍，從而降低跟丟目標(biāo)的概率。

第四裝置34，用于控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動；在此，控制機(jī)器人按照規(guī)劃好的移動路徑移動時(shí)，需要解決機(jī)器人的移動速度規(guī)劃。例如，機(jī)器人加速、減速的時(shí)機(jī)，在多障礙物的環(huán)境中，避障與速度之間的平衡，以及在接近目標(biāo)對象時(shí)如何平滑停止運(yùn)動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果在于，在實(shí)時(shí)變化的、多干擾因素的自然環(huán)境中，本申請所采用的識別所述目標(biāo)對象的方法可以有效提高識別目標(biāo)對象的準(zhǔn)確度，從根本上解決了目前機(jī)器人跟隨經(jīng)常發(fā)生的跟錯目標(biāo)或跟丟目標(biāo)的技術(shù)問題。

進(jìn)一步地，所述第二裝置32包括：第一單元(未示出)，用于實(shí)時(shí)掃描獲取所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息；第二單元(未示出)，用于從所述周圍環(huán)境信息中辨識出與人體特征信息相匹配的一個(gè)或多個(gè)觀測行人，其中，所述一個(gè)或多個(gè)觀測行人包括所述機(jī)器人待跟隨的所述目標(biāo)行人；第三單元(未示出)，用于從一個(gè)或多個(gè)所述觀測行人中識別出所述目標(biāo)行人。

具體地，在第一裝置31確定跟隨的目標(biāo)行人的基礎(chǔ)上，第二裝置32用于解決如何在實(shí)時(shí)變化的環(huán)境中識別出目標(biāo)行人。首先，由于環(huán)境處于不斷的變化之中，需要通過實(shí)時(shí)掃描獲取機(jī)器人的周圍環(huán)境信息，其中，環(huán)境信息是掃描直接獲取的環(huán)境原始數(shù)據(jù)信息。接著，確定目標(biāo)行人之后，目標(biāo)行人的特征信息已被提取并存儲。當(dāng)所述機(jī)器人周圍環(huán)境信息發(fā)生變化，通過實(shí)時(shí)掃描獲取當(dāng)前時(shí)刻的環(huán)境信息，并從環(huán)境原始信息中檢測出符合人體特征信息的的一個(gè)或多個(gè)對象，其中，符合的具體含義是指實(shí)時(shí)提取的觀測對象的特征與所述目標(biāo)行人的人體特征信息滿足一定的匹配度。例如，本方案中的跟隨目標(biāo)是人，則特征信息會包括人的形狀、肢體特征，比如，高度的數(shù)值范圍，寬度的數(shù)值范圍，軀體通過脖子與頭部相連接，以及移動時(shí)兩腿的交替運(yùn)動等特征。通過這一步驟的匹配，將會檢測出實(shí)時(shí)環(huán)境中的人，統(tǒng)稱為觀測行人。需要提請注意的是，每掃描一次周圍環(huán)境，均需要重新檢測觀測行人，即觀測行人是實(shí)時(shí)更新的。接著，在得到觀測行人之后，從所述一個(gè)或多個(gè)觀測行人中，識別出目標(biāo)行人，其中所述一個(gè)或多個(gè)觀測行人包括所述目標(biāo)行人。其中，識別的過程為，從所述一個(gè)或多個(gè)觀測行人中若干個(gè)觀測行人中確定出與所述目標(biāo)行人的人體特征信息匹配度最高的一個(gè)觀測行人。

優(yōu)選地，所述人體特征信息包括人體的腿部特征信息。在此，人體特征信息是從周圍環(huán)境中識別觀測行人的依據(jù)，亦是從觀測行人中識別所述目標(biāo)行人的依據(jù)，因此人體特征信息的確定是機(jī)器人跟隨行人方案的關(guān)鍵。人體特征信息包含人體的腿部特征信息的依據(jù)在于，一方面，考慮到機(jī)器人的構(gòu)造穩(wěn)定性問題以及制造成本問題，在滿足機(jī)器人功能需求的前提下，通常都會將機(jī)器人設(shè)計(jì)的盡可能低，此時(shí)，裝設(shè)于機(jī)器人上的掃描設(shè)備，例如，攝像頭深度攝像頭以及傳感器等就必須安裝在比較低的部位，從而限定了獲取的掃描數(shù)據(jù)的平面，因此選擇人體腿部的特征作為識別人體的依據(jù)；另一方面，人體是靠腿部的交替動作而運(yùn)動的，因此人體的腿部運(yùn)動特征最為明顯。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第二單元還用于，當(dāng)實(shí)時(shí)掃描所述機(jī)器人的周圍環(huán)境信息時(shí)，可捕獲所述機(jī)器人本體360°范圍內(nèi)的環(huán)境信息。本方案中，通過采取一定的技術(shù)方案，例如，為機(jī)器人裝設(shè)后部傳感器，使得機(jī)器人可以掃描其本體360°范圍內(nèi)的環(huán)境信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方案的有益效果在于，在跟隨過程中，即使目標(biāo)行人處于機(jī)器人后面，機(jī)器人仍可以繼續(xù)保證檢測和跟隨的正確性。

進(jìn)一步地，所述第四裝置34用于，控制所述機(jī)器人按所述移動路徑移動，其中，所述機(jī)器人的移動速度基于以下至少任一項(xiàng)進(jìn)行確定：所述目標(biāo)行人與所述機(jī)器人之間的距離；所述目標(biāo)行人的移動速度；所述周圍環(huán)境信息中的障礙物信息。在此，本步驟解決的是在確定了移動路徑之后，如何控制機(jī)器人的運(yùn)動進(jìn)行跟隨。具體地，機(jī)器人的運(yùn)動需要受到機(jī)器人本體的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的約束，同時(shí)，還需要考慮在運(yùn)動過程中的避障問題，在避免碰撞時(shí)需要考慮機(jī)器人的尺寸?？刂茩C(jī)器人按照所述移動路徑移動時(shí)，一方面控制機(jī)器人的移動軌跡不偏離預(yù)定的路徑范圍，即機(jī)器人的移動方向問題，另一方面需要控制機(jī)器人的移動速度。其中，優(yōu)選地，機(jī)器人的移動速度大小可以根據(jù)以下至少任一項(xiàng)進(jìn)行確定：所述機(jī)器人與所述目標(biāo)之間的距離、所述目標(biāo)對象的移動速度以及環(huán)境中的障礙物信息進(jìn)行調(diào)整。例如，目標(biāo)行人的移動速度很快，而機(jī)器人距離目標(biāo)行人又較遠(yuǎn)的情況下，控制機(jī)器人以在周圍環(huán)境障礙物約束下的速度高值進(jìn)行運(yùn)動；而如果機(jī)器人已經(jīng)很接近目標(biāo)行人，而目標(biāo)行人處于停止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動速度很小，則控制機(jī)器人以速度低值運(yùn)動。