技术领域
[0001] 本
发明涉及一种多机器人间的身份识别方法与系统，通过给每台机器人一个唯一的由17位编码组成的身份编号、让机器人通过机器人特征探测器发现另一台机器人，然后
超声波通讯方法相互传送机器人身份信息，目的是让同一厂商的同一型号的机器人、同一厂商的不同型号的机器人、不同厂商的机器人间可以实现基于
超声波的通讯连接并进行身份识别、身份信息保存和关联操作，从而让机器人了解空间环境中机器人的分布情况，为人机协作、机器人间的工作协同、紧急情况处理提供
基础信息，本发明同时包括
支撑多机器人间身份识别的
硬件与
软件。
背景技术
[0002] 随着机器人在各行各业的应用，机器人的身份认证也越来越受到重视，当前普遍采用机器人生产厂商为机器人提供序列号+机器人呢称（语音唤醒词）方式作为机器人的身份信息。具体做法是在机器人出厂前，厂商根据机器人
主板上的MAC地址对应一个厂商自主编号的机器人序列号，通常是一组字母和数字的组合，厂商将保证每台机器人有一个不重复的编号，以此作为今后客户服务支持、保修的检索依据。另外，为方便用户使用机器人，对机器人默认赋予一个语音唤醒词，这个语音唤醒词并非唯一对应的，因此当多台机器人同时收取某一语音唤醒词时，将出现同时响应和提供交互服务的局面，为用户带来困扰。
[0003] 采用机器人生产厂商为机器人提供序列号+机器人呢称（语音唤醒词）方式作为机器人的身份信息的好处是命名自由、同一型号的机器人完全相同可相互替代，缺点是每台机器人没有唯一的身份编号，无法被同类或其它类别机器人识别和记忆，这样严重制约机器人的应用场景，也为机器人间的工作协同带来障碍。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种与机器人对应唯一的身份编号，可被同类货其他类别机器人识别和记忆。
[0005] 要解决这一问题，就必须为每一台机器人赋予一个可唯一对应的身份信息，唯一的含义是除了这台机器人没有其它机器人使用这一身份信息，机器人可使用的唯一对应本机器人的身份信息包括机器人身份编号、临时身份信息两种。每一台机器人的唯一对应的身份信息，不仅对人类有重要作用，而且对于机器人间的相互识别、通讯、协同工作、应急处理都有重要作用。多机器人间的身份识别方法包括三部分：机器人的身份编号规则、机器人的身份编号信息的存储与发送、机器人身份编号信息的读取及关联操作。涉及的系统及产品包括机器人特征探测器、超声波信息发射与接收器、机器人社交
系统软件三部分。
[0006] 本发明的有益效果是，提供了一种机器人间相互进行身份发现和识别的方法，目的是让同一厂商的同一型号的机器人、同一厂商的不同型号的机器人、不同厂商的机器人间可以实现基于超声波的通讯连接并进行身份识别、身份信息保存，从而让机器人了解空间环境中机器人的分布情况，为人机协作、机器人间的工作协同、紧急情况处理提供基础信息。
[0007] 本发明适用于各类服务机器人，尤其是地面移动型服务机器人、桌面型服务机器人、无人机、特种机器人、
工业机器人不同形态和功能的机器人。
附图说明
[0008] 下面结合附图和
实施例对本发明
专利进一步说明。
[0009] 图1是机器人身份识别
流程图；图2是超声波信息发射与接收原理图；
图3是机器人的身份编号规则示意图。
具体实施方式
[0010] 一、机器人的身份编号规则如图三，机器人的身份编号规则为：2位国家码＋3位厂商码＋2位生产年份＋2位生产月份＋1位机器人分类码＋6位序列编号＋1位转移识别码，共17位。
[0011] 2位国家码是指ISO-3166-1全球国家名称代码，如中国的代码是CN，美国的代码是US。
[0012] 3位厂商码，字符、数字或组合类型。
[0013] 2位生产年份用年份的后两位表示，如2016年用16表示。
[0014] 2位生产月份用2位月份数字表示，小于10的月份前现补0,如9月采用09表示。
[0015] 1位机器人分类码用于区分机器人类别，字符类型，其中服务机器人用S表示。
[0016] 6位序列编号用000001到999999数字编号表示，当数量超过时可启用字母方式扩充数量。
[0017] 1位转移识别码用于记录该机器人的载体的转移与重新登记情况，从0到9,超出重新计数。0代表机器人从出厂后未进行过本体转移。
[0018] 机器人的身份编号的
申请流程：机器人生产完成后，需要由机器人生产厂商给机器人进行临时编号，然后向机器人认证检测机构申请正式的机器人的身份编号，这一过程将涉及对机器人的安全性、可用性、功能完善性进行检测和等级认证。
[0019] 在未申请到正式的机器人身份编号前，机器人可拥有一个临时的身份信息（与正式的机器人编号一一对应），其编码规则为5位厂商码＋2位生产年份＋2位生产月份＋1位机器人分类码＋6位序列编号＋1位转移识别码共17位。 机器人的临时的身份信息的前五位与机器人的身份编号不同，后面的12位完全相同。
[0020] 二、机器人的身份编号信息的存储与发送，机器人的身份编号信息应在
机器人本体的下位机和上位机分别刻印，下位机的刻印
位置为底盘
钢架上，采用镂空刻制；上位机的刻印位置在机器人背部通讯
接口及出厂信息显示区。另外，在机器人下位机控制系统、上位机
操作系统中的机器人基本信息
数据库都保存机器人的身份编号信息。
[0021] 当本机器人与另一台机器人建立起了基于超声波的通讯连接后，本机器人可向另一台机器人按照规范编码规则发出本机器人的信息：17位的机器人身份编码＋1位行走能
力标签＋1位语言能力标签＋1位网络连接能力标签＋1位是否允许共享网络标签＋1位机器人故障编码＋1位机器人是否允许加入协作网络标签＋1位机器人当前连接的协作
网络机器人数量，共24位字符编码。
[0022] 同时，本机器人也接收对方发送的机器人的身份编号信息，并保存在上位机操作系统中的机器人社交数据库中，按照时间序列以日志方式进行保存。
[0023] 三、机器人身份编号信息的读取及关联操作如图一，当两台机器人通过超声波通讯，其中一台机器人获取到对方的机器人身份编号信息后，将对获得的信息在机器人社交数据库中进行保存，然后对数据进行解读和分析处理。解读将获得机器人的如下信息：
1.机器人身份编号。正式编号共17位包括：2位国家码＋3位厂商码＋2位生产年份＋2位生产月份＋1位机器人分类码＋6位序列编号＋1位转移识别码，临时编号共17位包括：2位生产年份＋2位生产月份＋1位机器人分类码＋6位序列编号＋1位转移识别码。从编号获得了机器人类别、机器人的生产厂商名称、生产月份转移次数等重要信息。
[0024] 2.行走能力。从1位行走能力标签获得，包括0-不能行走（桌面型机器人）、1-地面轮式移动、2-地面
履带式移动、3-地面关节移动、4-地面滑动、5-飞行、6-
水面移动、7-水下移动、8-混合移动、9-其它移动方式。这一变量在机器人功能设置中进行预先设置。
[0025] 3.语言能力。从1位语言能力标签获得，包括0-不能说话、1-中文、2-英语、3-多国语言、4-方言、5-混合语言能力。这一变量在机器人功能设置中进行预先设置。
[0026] 4.网络连接能力。从1位网络连接能力标签。包括0-无互联网接入、1-有稳定互联网接入、2-有间断的互联网接入。这一变量在机器人功能设置中进行预先设置。
[0027] 5.共享网络
开关。从1位是否允许共享网络标签获取。这一变量在机器人功能设置中进行预先设置，包括0-不允许共享网络，即不支持通过Wi-Fi共享机器人的互联网连接；1-允许共享网络，即让该机器人成为一个Wi-Fi热点，让与之进行身份识别双向操作的机器人共享其热点上网。这尤其对于临时失去了网络连接的机器人有实用价值，能协助其恢复服务。
[0028] 6.机器人状态。从1位机器人故障编码获取。包括0-机器人正常、1-网络故障、2-电量低、3-
语音识别故障、4-音箱故障、5-行
动能力故障、6-导航故障、7、
应用软件系统故障、8、摄像头故障、9、多个故障。
[0029] 7.机器人协作意愿。从1位机器人是否允许加入协作网络标签获取。这一变量在机器人功能设置中进行预先设置。包括0-不愿加入机器人协作网络、1-愿意加入机器人协作网络。
[0030] 8.
协作机器人连接数量。是指当机器人加入了协作网络后，与其连接进行协同工作的机器人数量，由0-9数字表示，0表示没有协作机器人连接，9代表有9个及以上的机器人与本机器人协同工作。
[0031] 当机器人获得另一台机器人的以上信息后，根据其机器人功能设置中进行预先设置的反应机制，进行相应处理，尤其是决定：1.是否通过共享另一台机器人的热点上网。这种情况出现在本机器人的网络故障时，如同意，则加入对方热点并获得
许可（可经由对方通过超声波发送一个密码验证信息进行验证）后进行网络连接操作。2.是否向另一台机器人提供相关协助及信息内容，当收到另一台机器人的故障状态后，进行相应的关联操作。如对方导航故障，是否可通过Wi-Fi共享本机器人的导航信息给另一台机器人。
[0032] 是否愿意加入协作网络。当选择加入后，可与另一台机器人及其它机器人协同工作，这尤其适用于迎宾机器人、酒店服务机器人、送餐机器人、安保机器人等。
[0033] 四、机器人特征探测器机器人特征探测器是安装在机器人本体上的由多种
传感器和与之连接的
信号分析处理系统组成的。这些传感器包括：红外避障信号探测器、超声波避障信号探测器、激光导航信号探测器、机器人语音合成音频探测器、机器人外形视觉分析摄像头。其中超声波避障信号探测器可与超声波信息发射与接收器整合在一起。机器人特征探测器的作用是定期扫描环境空间，
感知任何机器人发出的信号，并尝试与其通讯连接，当通过机器人特征探测器发现一台机器人后，对其特征进行标注和保存，并通过超声波交换机器人信息。
[0034] 五、超声波信息发射与接收器如图二，超声波信息发射采用超声波发射头T40，超声波信息接收采用超声波接收头R40，利用超声波实现
数字信号的近距离传输。发射部分利用数字
电路 产生标准的矩形波用作载波，将需要传输的字符编码后加载，并在调制电路中采用了升压中周，以提高发射功率，从而提高数据传输距离。接收部分的后级接收电路包括前级放大、滤波、自动增益控制、后级放大、包络检波、
迟滞比较等模
块，经MCU计算后提取字符并进行显示，实现了数据的准确提取。
[0035] 每次超声波信息发射与接收内容为24个字符，分别是17位的机器人身份编号＋1位行走能力标签＋1位语言能力标签＋1位网络连接能力标签＋1位是否允许共享网络标签＋1位机器人故障编码＋1位机器人是否允许加入协作网络标签＋1位机器人当前连接的协作网络机器人数量，共24位字符编码。
[0036] 由于每台机器人设计成超声波特征值持续监听模式，因此，只要一台机器人向空间发送以上的24位字符串，则另一台接近的机器人就有可能接收到这些信息。
[0037] 为了减少盲目的信息发射，要求机器人在正常模式下每隔5分种向环境空间发射一次信息（试探发射），当与某一台机器人基于超声波建立起通讯联系后，这种试探发射仍然持续，以期寻找其它的机器人连接。
[0038] 在特殊情况下，如一个空间内有密布多台机器人时，超声波试探发射间隔时间将适当延长；而当机器人进入一个陌生空间尤其是空旷空间时，为提高被其它机器人探测到的机率，超声波试探发射间隔时间将缩短，甚至持续发射。
[0039] 六、机器人社交系统软件机器人社交系统软件是机器人的社交属性设置、机器人与其它机器人或人的通讯联系、文件交换、关联操作的系统软件。机器人社交系统软件中，保存有机器人的机器人身份编码信息，机器人搜索其它机器人的日志，机器人与其它机器人超声波通讯记录，机器人与其它机器人文件传输记录，机器人协同网络的发起、加入、管理的记录。机器人协同网络是另一独立的应用软件，通过这个软件将两台以上的机器人基于项目任务连接起来协同工作。
[0040] 如图一，当一台机器人安装了本发明所述的身份识别系统后，将会在机器人本体上部署安装有机器人特征探测器，机器人特征探测器由多种传感器和与之连接的信号分析处理系统组成的。这些传感器包括：红外避障信号探测器、超声波避障信号探测器、激光导航信号探测器、机器人语音合成音频探测器、机器人外形视觉分析摄像头。其中超声波避障信号探测器可与超声波信息发射与接收器整合在一起。
[0041] 机器人特征探测器通过传感器持续监听周边环境，捕捉任何可能的机器人特征信息，并在获得了特征信息后尝试与其通讯连接，当通过机器人特征探测器发现一台机器人后，对其特征进行标注和保存，并通过超声波交换机器人信息。机器人特征探测器能够有效过滤由本机器人发出的信号，避免造成误判。
[0042] 机器人持续五分钟发送超声波交换机器人信息，当收到第一个回复后发送停止。
[0043] 通过超声波交换机器人信息的流程是：本机器人向目标机器人发出一组超声波信息，其中包含了24个字符，分别是17位的机器人身份编码＋1位行走能力标签＋1位语言能力标签＋1位网络连接能力标签＋1位是否允许共享网络标签＋1位机器人故障编码＋1位机器人是否允许加入协作网络标签＋1位机器人当前连接的协作网络机器人数量。
[0044] 目标机器人如果收到这些信息，并同样回复24个字符，则本机器人保存收取的字符信息到机器人社交系统软件中，并根据本机器人功能设置中进行预先设置的反应机制，进行相应处理，尤其是决定：1.是否通过共享另一台机器人的热点上网。这种情况出现在本机器人的网络故障时，如同意，则加入对方热点并获得许可（可经由对方通过超声波发送一个密码验证信息进行验证）后进行网络连接操作。
[0045] 2.是否向另一台机器人提供相关协助及信息内容，当收到另一台机器人的故障状态后，进行相应的关联操作。如对方导航故障，是否可通过Wi-Fi共享本机器人的导航信息给另一台机器人。
[0046] 3.是否愿意加入协作网络。当选择加入后，可与另一台机器人及其它机器人协同工作，这尤其适用于迎宾机器人、酒店服务机器人、送餐机器人、安保机器人等。
[0047] 如果目标机器人未在限定时间内（常规设定为五分钟）进行任何回复，不论是未接收到，还是接收后未予回复，机器人不再发送机器人身份信息，但仍会持续接收分析周边的机器人特征信息。
[0048] 机器人接收到与上一次重复的超声波交换机器人信息时，系统将进行归类保存到机器人社交系统软件中，视为同一机器人的再次见面。
[0049] 用户可通过机器人社交系统软件查看机器人的机器人身份编码信息，机器人搜索其它机器人的日志，机器人与其它机器人超声波通讯记录，机器人与其它机器人文件传输记录，机器人协同网络的发起、加入、管理的记录。
[0050] 有了机器人的身份识别方法与系统，机器人可通过机器人协同网络与其它多台机器人基于项目任务连接起来协同工作。
