CN117826775A - 一种区域分界线搜索方法及机器人 - Google Patents
一种区域分界线搜索方法及机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117826775A CN117826775A CN202211171637.8A CN202211171637A CN117826775A CN 117826775 A CN117826775 A CN 117826775A CN 202211171637 A CN202211171637 A CN 202211171637A CN 117826775 A CN117826775 A CN 117826775A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target
- line
- area
- scanning line
- traversed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 29
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开一种区域分界线搜索方法及机器人,所述区域分界线搜索方法包括:在机器人通过测距传感器获得室内环境的轮廓点后,机器人按照目标搜索方向遍历目标扫描线;其中,机器人将每条目标扫描线配置为由两个轮廓点连成的线段,并将每条目标扫描线都配置为与目标搜索方向垂直设置;在所述目标扫描线中,逐条检测目标扫描线的长度;所述目标扫描线的两个端点之间是属于可通行区域;在按照目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,当检测到目标扫描线的长度满足预设变窄条件时,将当前检测到的目标扫描线设置为区域分界线。
Description
技术领域
本发明涉及地图区域划分的技术领域,尤其涉及一种区域分界线搜索方法及机器人。
背景技术
用户可以为清洁机器人指定清洁分区,控制清洁机器人移动至指定清洁分区进行清洁。当用户为清洁机器人指定多个清洁分区时,会区分出走廊和房间区域;机器人通常在连接走廊和房间区域的通道区域处,按照预设的形状规则、面积大小、边缘走向、连通区域的形态等技术要素,选择分界线,以分割出走廊和房间区域。但是由于经常受到家具杂物以及门开关状态的影响,分割出的房间区域的门框位置不规则。
发明内容
为了解决房间与长廊之间的分界线规划不准确的问题,本发明公开一种区域分界线搜索方法,具体的技术方案如下:
一种区域分界线搜索方法,所述区域分界线搜索方法包括:在机器人通过测距传感器获得室内环境的轮廓点后,机器人按照目标搜索方向遍历目标扫描线;其中,机器人将每条目标扫描线配置为由两个轮廓点连成的线段,并将每条目标扫描线都配置为与目标搜索方向垂直设置;在所述目标扫描线中,所述目标扫描线的两个端点之间是属于可通行区域;在按照目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,逐条检测目标扫描线的长度;当检测到目标扫描线的长度满足预设变窄条件时,将当前检测到的目标扫描线设置为区域分界线。
进一步地,检测目标扫描线的长度满足预设变窄条件的方法包括:每当按照所述目标搜索方向遍历到目标扫描线,则计算该目标扫描线的长度与预设边界长度的比值,并将该比值标记为该目标扫描线的参考比值;若当前遍历到的目标扫描线的参考比值是处于第一参考阈值范围,则将当前遍历到的目标扫描线设置为区域分界线,并确定当前遍历到的目标扫描线的长度满足预设变窄条件;或若按照所述目标搜索方向遍历完所有的目标扫描线后,将参考比值最小的目标扫描线设置为区域分界线,并确定参考比值最小的目标扫描线的长度满足预设变窄条件。
进一步地,检测目标扫描线的长度满足预设变窄条件的方法包括:每当按照所述目标搜索方向遍历到目标扫描线,则计算该目标扫描线的长度与预设边界长度的比值,并将该比值标记为该目标扫描线的参考比值;然后将上一次遍历到的目标扫描线的参考比值减去当前遍历到的目标扫描线的参考比值,获得参考比值的差值,并将参考比值的差值配置为相邻两次遍历的目标扫描线的参考比值的变化值;若相邻两次遍历的目标扫描线的参考比值的变化值是处于第二参考阈值范围,则将当前遍历到的目标扫描线设置为区域分界线,并确定当前遍历到的目标扫描线的长度满足预设变窄条件;或若按照所述目标搜索方向遍历完所有的目标扫描线后,在参考比值的变化值最大的相邻两次遍历的目标扫描线中,将长度相对小的目标扫描线设置为区域分界线,并确定所选择的长度相对小的目标扫描线的长度满足预设变窄条件。
进一步地,机器人按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,计算出的目标扫描线的参考比值是变小;所述目标搜索方向是被配置为从长廊区域内的一个搜索起点指向待遍历的工作分区内对应的位置;预设轮廓线长度是长廊区域内的最长轮廓线的长度、或待遍历的工作分区内的指定的轮廓线长度;长廊区域内的可通行区域在所述目标搜索方向的垂直方向上的长度大于待遍历的工作分区内的可通行区域在所述目标搜索方向的垂直方向上的长度;待遍历的工作分区相对于长廊区域的方位关系是预先获得;其中,所述目标扫描线的两个端点分别是可通行区域的两侧轮廓线上的轮廓点。
进一步地,所述目标扫描线的遍历方式包括:每当按照所述目标搜索方向遍历到预设扫描线时,判断当前遍历到的预设扫描线是否被不可通行区域分割为至少两条线段,是则将偏离对应方位处的待遍历的房间区域最近的线段标记为目标扫描线,否则将该预设扫描线标记为目标扫描线;然后从当前标记的目标扫描线开始,按照所述目标搜索方向,在当前标记的目标扫描线的所述目标搜索方向上的可通行区域内继续遍历所述预设扫描线,以标记出新的目标扫描线,其中,当前标记的目标扫描线的所述目标搜索方向上的可通行区域的覆盖范围是小于或等于所述当前遍历到的一条预设扫描线的所述目标搜索方向上的可通行区域的覆盖范围。
进一步地,所述目标搜索方向是配置为地图的纵坐标轴正方向或地图的纵坐标轴负方向时,在室内环境内设置出平行于横坐标轴的预设扫描线,其中,每条预设扫描线是在处于同一纵坐标的前提下,横坐标的差值的绝对值最大的两个轮廓点连成的线段;以使得每条目标扫描线都是分布为平行于地图的横坐标轴,则每次遍历的目标扫描线上的各个点的纵坐标相同;或者,所述目标搜索方向是配置为地图的横坐标轴正方向或地图的横坐标轴负方向时,在室内环境内设置出平行于纵坐标轴的预设扫描线,其中,每条预设扫描线是在处于同一横坐标的前提下,纵坐标的差值的绝对值最大的两个轮廓点连成的线段;以使得每条目标扫描线都是分布为平行于地图的纵坐标轴,则每次遍历的目标扫描线上的各个点的横坐标相同。
进一步地,当前遍历到的预设扫描线被不可通行区域分割为至少两条线段时,若检测到存在至少一条线段相对于一个方位处的待遍历的工作分区的轮廓线或中心位置的距离最近,则将当前检测到的线段标记为所述目标扫描线,并形成偏离对应方位处的待遍历的工作分区最近的线段。
进一步地,从预设扫描线的一个端点开始,按照所述预设扫描线向该预设扫描线的另一个端点遍历,除了预设扫描线的两个端点之外,当检测到存在障碍物点时,确定所述预设扫描线被不可通行区域分割,且分割出的其中两条线段分别位于障碍物点的两侧,然后将距离其中一个方位处的待遍历的工作分区距离最近的线段设置为目标扫描线,并将目标扫描线在扫描方向的相反方向上的端点设置为目标扫描线的扫描起点,其中,扫描方向是所述预设扫描线的一个端点向该预设扫描线的另一个端点的延伸方向;从预设扫描线的一个端点开始,按照所述预设扫描线向该预设扫描线的另一个端点遍历的过程中,除了预设扫描线的两个端点之外,若没有检测到障碍物点,则将所述预设扫描线设置为目标扫描线,并将所述预设扫描线中最先被遍历的端点设置为目标扫描线的扫描起点;其中,不可通行区域是由障碍物点组成,轮廓点是属于障碍物点。
进一步地,当室内环境的轮廓点都标记到栅格地图内时,每条预设扫描线在室内环境内的限定地图区域内占据一行栅格,相邻两条预设扫描线是配置为连续排布在地图区域内或按照预设间隔排布在地图区域内;在按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,当前遍历到的目标扫描线是位于当前遍历的一行,上一次遍历到的目标扫描线是位于上一次遍历的一行;或当前遍历到的目标扫描线是位于当前遍历的一列,上一次遍历到的目标扫描线是位于上一次遍历的一列。
一种机器人,该机器人装配测距传感器,该机器人包括至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器执行如所述的区域分界线搜索方法。
本发明的技术效果在于,基于预先获知相对位置关系的长廊区域和房间区域,机器人朝着既定的方向搜索目标扫描线突然变窄的位置作为长廊区域和房间区域之间的分界线,减少各个区域内的杂物的干扰、长廊区域和房间区域之间的门框位置附近的活动门的影响,实现在室内环境内划分的各个工作分区(对应为各种房间区域)和最大连通区域(对应为长廊区域)之间的连通区域处搜索出水平设置的边界线和竖直设置的边界线,克服不规则形状障碍物的干扰。
另一方面,若在同一方向上被障碍物分割出两段扫描线,则选择距离预先确定的房间区域最近的扫描线作为参与搜索判断的目标扫描线,以确保目标扫描线能进入每个房间区域扫描,并且每个可连续的目标扫描线只有一个起始点,比如目标扫描线的第一端点;这里的预先确定的房间区域至少能够从房间区域的一条轮廓线或中心位置确定其方位信息,但该房间区域与长廊区域之间的分界线即使预先被确定出来,也是粗略的带有误差的划分结果,需要前述技术方案进入与该目标扫描线距离最近的房间区域连通的区域(可以是长廊区域的局部区域,也是该目标扫描线所覆盖的可通行区域)内确定出较为准确的分界线,减少障碍物的干扰,提高搜索效率。
附图说明
图1是本发明一种实施例公开的一种区域分界线搜索方法的流程图。
图2是本发明另一种实施例公开搜索区域分界线I1I2的示意图。
图3是本发明又一种实施例公开搜索目标扫描线E5E6的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。为进一步说明各实施例,本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
本发明一种实施例公开一种区域分界线搜索方法,该区域分界线搜索方法的执行主体是移动导航机器人,这个移动导航机器人上可以设置激光传感器或视觉传感器,激光传感器或视觉传感器在本发明中可以归属于测距传感器;激光传感器或视觉传感器可以检测障碍物的位姿信息,包括方向信息和距离信息,依此扫描出机器人所在的环境内的可探测区域的轮廓线及轮廓点(比如激光传感器采集的点云和视觉传感器采集的路标位置点)并标记到内建的栅格地图中,形成各个工作分区的轮廓线,包括孤立的障碍物的边缘线、墙的轮廓线等,机器人还可以在行走遍历可探测区域的过程中,按照预设的形状规则、面积大小、边缘走向、连通区域的形态等技术要素,将可探测区域划分为多个不同的工作分区,包括长廊区域和房间区域,其中,长廊区域是在一个坐标轴方向上具有最长可通行区域(最长连通区域)的工作区域;各个区域具体的划分方式可以参考中国专利CN111681250A公开的基于激光栅格地图的分割方法,但不局限于此分割方法及其背景技术提及的依据房间区域的中心位置进行区域分割的算法,甚至通过连接两侧轮廓点来划分出不同的工作分区之间的分界线,以形成房间封闭区域并确定各个房间区域的中心位置,但是由于活动的门、杂物干扰和小的封闭区域的干扰,这些分界线尚不能与真实环境或所需遍历的有效房间区域的门框位置相适应。
为了解决上述技术问题,本发明实施例公开一种区域分界线搜索方法,如图1所示,区域分界线搜索方法包括:
在机器人通过测距传感器获得室内环境的轮廓点后,机器人在地图区域内标记出房间区域和长廊区域的位置信息,房间区域可以记为机器人的工作分区,房间区域可以是居室、卫生间、客厅、餐厅、书房等,其中,客厅和餐厅都没有门框;在本实施例中房间区域可以标记为工作分区;长廊区域是具有最长连通区域(在一方向上长度最大的可通行区域),房间区域的位置信息至少包括房间区域的各个方向的轮廓线、划分出房间区域和长廊区域的原始分界线、房间区域的中心位置、长廊区域的各个方向的轮廓线和长廊区域的中心位置,对应为图2和图3当中黑白相间的边缘线,用于描述出不同工作分区的轮廓特征,地图区域内还包括不同工作分区之间的连通区域,并能够依据坐标轴方向或墙面延伸方向分别在各个工作分区内设置目标扫描线;则机器人按照目标搜索方向遍历目标扫描线,以遍历房间区域内的目标扫描线与长廊区域内的目标扫描线,具体是可以逐条地遍历目标扫描线,以目标扫描线的搜索数量优势来克服噪点的干扰。
在本实施例中,室内环境的轮廓点包括工作分区的轮廓点和长廊区域的轮廓点,可以属于相应位置的墙线上的点;机器人将每条目标扫描线都配置为由两个轮廓点连成的线段,并将每条目标扫描线都配置为与目标搜索方向垂直设置,在所述目标扫描线中,所述目标扫描线的两个端点之间是属于可通行区域,使得目标扫描线能够与其两侧的墙壁相接触,便于搜索室内环境下的特定工作区域内的相对两侧的墙壁之间的可通行区域。机器人将工作分区与长廊区域配置为按照目标搜索方向依次分布在同一室内环境中,主要是确定房间区域的中心位置与长廊区域的中心位置配置为按照目标搜索方向依次分布在同一室内环境中,具体可以将房间区域按照目标搜索方向设置在长廊区域的上方,或者将房间区域按照目标搜索方向设置在长廊区域的下方,或者将房间区域按照目标搜索方向设置在长廊区域的左侧,或者将房间区域按照目标搜索方向设置在长廊区域的右侧,其中,房间区域(各个工作分区)和长廊区域之间存在原始分界线,是预先确定下来的较为粗糙的分界线,起到对区域大致的划分作用,容易受到杂物的干扰,后续需要进行优化调整。
机器人在按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,逐条检测目标扫描线的长度;当检测到一条目标扫描线的长度满足预设变窄条件时,将当前检测到的目标扫描线设置为区域分界线,以形成所述长廊区域和所述房间区域(工作分区)之间的分界线,当存在原始分界线时,将区域分界线更新为所述长廊区域和所述房间区域(工作分区)之间的分界线,并确定当前检测到的目标扫描线的长度相对于在先检测到的目标扫描线的长度出现突变,具体是突然变窄,且变窄的幅度超出在先比较出的变化幅度,可选地,使用阈值参与比较判断,去噪处理,克服杂物干扰和小的封闭区域的干扰,能够过滤图2或图3的白色大区域内的极小的黑色区域和离散分布的黑色孤立点的干扰。其中,每条目标扫描线的长度用于表示可通行区域的宽度,以实现使用目标扫描线的长度变化来确定所述长廊区域和所述房间区域之间的分界线的有效位置。
在一些实施例中,机器人可以将待遍历的房间区域设置为待遍历的工作分区,同时将一个户型朝向上最长的连通区域设置为长廊区域,该户型朝向是设置为与所述目标搜索方向相垂直设置,优选地,房间区域内的可通行区域的面积是小于长廊区域内的可通行区域的面积,且各个房间区域的中心位置与一个长廊区域的中心位置是机器人提前扫描确定下来的基本区域位置信息。由于长廊区域较为空旷,所以机器人可以将长廊区域的中心位置或长廊区域的轮廓点作为搜索起点,按照目标搜索方向开始遍历对应区域内的目标扫描线;优选地将所述目标搜索方向配置为由长廊区域指向其中一个待遍历的工作分区,且可以平行于坐标轴方向,减少房间区域内的家具和杂物等干扰;因而,作为由两个轮廓点连成的目标扫描线选择与目标搜索方向垂直设置以匹配上地图的坐标系的坐标轴方向,并贯穿可通行区域,让目标扫描线扫描覆盖过的位置点具有通行意义,则按照目标搜索方向逐条地遍历目标扫描线或连续遍历多条目标扫描线,有利于获取可通行区域宽度突变的位置或区域。
在一些实施例中,一开始将机器人启动位置设置在图2所示的地图的区域#2的中心位置、区域#2和区域#1的连通区域的下方,机器人在这个启动位置处启动激光传感器扫描周围环境,用以构建激光地图,并获取标记室内环境下的各个方位区域的轮廓线,包括墙壁轮廓、障碍物的外围边缘;然后计算激光地图中标记墙壁轮廓或障碍物的外围边缘的黑色轮廓点连成的线段的长度,即对应的激光线段长度或轮廓线的长度,在此基础上,可以获得与当前遍历位置距离最近的障碍物处标记的轮廓点(使用图2和图3的黑色像素点表示)对应的位置信息、和室内工作环境的墙壁的轮廓点的位置信息,有利于后续计算目标扫描线的两个端点的位置信息和目标扫描线实际覆盖的区域的位置信息,有效地反映出周围环境的可通行区域的轮廓特征,尤其是门框位置所在的连通区域、或不存在门框的房间区域(比如客厅或餐厅)与长廊区域之间的连通区域。
需要说明的是,工作分区可以是半闭合区域;对于门,根据房间门框的标准宽度和标准厚度信息,按照划分标准转化成轮廓点的位置信息;在使用所述目标扫描线进行遍历扫描时门被认为是可穿越的,属于可通行区域,位于一个房间区域和一个长廊区域的连通区域内,也构成以户为单位的室内通道区域。当将建筑平面图中门和窗所在位置的墙线进行连贯,且门框位置上的门是闭合时使房间转变成以各房间墙线为轮廓线的闭合区域;针对建筑平面图中所有门,每个门分别连通一个房间区域(可以是闭合区域)和一个长廊区域。
综上,本实施例基于预先获知相对位置关系的长廊区域和房间区域,机器人朝着既定的方向搜索目标扫描线突然变窄的位置作为长廊区域和房间区域之间的分界线,减少各个区域内的杂物的干扰、长廊区域和房间区域之间的门框位置附近的活动门的影响,能够准确地确定房间区域与长廊区域之间的分界线位置。
作为依据比值信息搜索区域分界线的一种实施例,检测目标扫描线的长度满足预设变窄条件的方法包括:
每当按照所述目标搜索方向遍历到一条目标扫描线,则计算该目标扫描线的长度与预设边界长度的比值,并将该比值标记为该目标扫描线的参考比值;在本实施例中,所述目标扫描线的两个端点之间是属于可通行区域,以使所述目标扫描线的两个端点分别是可通行区域两侧轮廓线上的轮廓点。
参考图2可知,所述目标搜索方向是优选为竖直向上以使机器人从区域#2往区域#1进行目标扫描线的遍历,则机器人按照所述目标搜索方向遍历的第一条目标扫描线是点A1和点A2的连线,然后机器人计算点A1和点A2的连线的长度与预设边界长度的比值,作为目标扫描线A1A2的参考比值;依次重复搜索新的目标扫描线并计算新的目标扫描线的参考比值,其中,计算参考比值可以将每条目标扫描线的长度比较转换为基于同一预设边界长度下的比率进行比较,节省计算机的计算资源,则要求预设边界长度设置得比较大,优选地,机器人将所述预设边界长度设置为长廊区域内的最长轮廓线的长度、或设置为待遍历的房间区域内的指定的轮廓线长度,一般形成室内环境内的最长的墙线的长度,或者一种参考户型房间的一个方向上的最长边界线的长度。对应到图2中依次遍历到点B1和点B2的连线(对应为目标扫描线B1B2)、点C1和点C2的连线(对应为目标扫描线C1C2)、点D1和点D2的连线(对应为目标扫描线D1D2)、点E1和点E2的连线(对应为目标扫描线E1E2)、点F1和点F2的连线(对应为目标扫描线F1F2)、点G1和点G2的连线(对应为目标扫描线G1G2)、点H1和点H2的连线(对应为目标扫描线H1H2)、点I1和点I2的连线(对应为目标扫描线I1I2);优选地,在前述任意两条目标扫描线可以存在其余未在图2中显示出来的目标扫描线。其中,点A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1都在区域#2的左侧的轮廓线上,点I1在区域#2和区域#1的连通区域(可以归属到区域#2)的左侧的轮廓线上,相应地,点A2、B2、C2、D2、E2、F2都在区域#2的右侧的轮廓线(自右下向左上起伏变化的轮廓线),使得对应连成的目标扫描线的长度出现变化,在瞬间或某个区域处由轻微变化转化为剧烈变化。
在一些实施例中,机器人将所述目标搜索方向配置为由长廊区域指向待遍历的房间区域,所述目标搜索方向是被配置为从长廊区域内的一个搜索起点指向待遍历的房间区域内对应的位置,当机器人将长廊区域设置为区域#2(区域#2的连通区域比较长)且将待遍历的房间区域设置为区域#1时,所述目标搜索方向可以配置为从区域#2延伸向区域#1的方向,引导机器人在区域#2与区域#1的连通区域内,从区域#2内的一个搜索起点逐条目标扫描线地搜索至区域#1的入口或区域#1的内部。在本实施例中,长廊区域内的可通行区域的面积大于待遍历的房间区域内的可通行区域的面积,相应地,在图2中,区域#2内的可通行区域(白色区域)的面积大于区域#1内的可通行区域(白色区域)的面积,机器人在图2中遍历每条目标扫描线之前是预先确定出的待遍历的房间区域相对于长廊区域的方位关系,即在图2中预先确定出区域#1的中心位置以及区域#2的中心位置,区域#1的轮廓线和区域#2的轮廓线之间的相对位置关系。
作为一种搜索实施方式,在按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,若机器人当前遍历到的目标扫描线的参考比值是处于第一参考阈值范围,则将当前遍历到的目标扫描线设置为区域分界线,并确定当前遍历到的目标扫描线的长度满足预设变窄条件,优选地,第一参考阈值范围可以包括门框的标准宽度与预先确定的长廊区域的最长墙边界线的长度、更小的边界入口宽度(比如,比机器人的机身宽度稍大的宽度,原因在于受到杂物的干扰)与预先确定的长廊区域的最长墙边界线的长度、餐厅的入口宽度与预先确定的长廊区域的最长墙边界线的长度、和/或客厅的入口宽度与预先确定的长廊区域的最长墙边界线的长度的比值;此时,机器人按照所述目标搜索方向第一次遍历到参考比值处于第一参考阈值范围的目标扫描线,具体可以是小于一个第一参考阈值(来源于第一参考阈值范围的下限值),可以表示机器人当前遍历到的一条目标扫描线相对于在先遍历到的目标扫描线的长度出现突变,即突然变窄至接近门框的标准宽度或更小的宽度尺寸(比如,比机器人的机身宽度稍大的宽度),机器人在区域#2和区域#1之间的连通区域内搜索到有效的边界线位置,对应为图2的目标扫描线I1I2,机器人将目标扫描线I1I2标记为所述区域分界线;显然目标扫描线I1I2相对于其下方的已遍历的所有目标扫描线出现长度上的突变,即变窄得比较明显,最新遍历到的目标扫描线的长度更接近房间的门框位置的布局特征,包括边界点的位置信息、以及门框的真实宽度。
作为另一种搜索实施方式,在按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,若机器人按照所述目标搜索方向遍历完所有的目标扫描线后,可以遍历完目标扫描线I1I2的上下方的所有目标扫描线,包括区域#1内的所有目标扫描线和区域#2内的所有目标扫描线,然后将参考比值最小的一条目标扫描线设置为区域分界线,对应为图2的目标扫描线I1I2,并确定参考比值最小的一条目标扫描线的长度满足预设变窄条件,此时,目标扫描线I1I2可能是机器人按照所述目标搜索方向第一次遍历到的参考比值处于第一参考阈值范围的目标扫描线,目标扫描线I1I2可以表示机器人遍历到的长度最小的一条目标扫描线,更接近房间的门框位置、餐厅的入口或客厅的入口的布局特征。
作为依据比值的变化值搜索区域分界线的一种实施例,检测目标扫描线的长度满足预设变窄条件的方法包括:
每当按照所述目标搜索方向遍历到一条目标扫描线,则计算该目标扫描线的长度与预设边界长度的比值,并将该比值标记为该目标扫描线的参考比值;其中,预设边界长度是长廊区域内的最长轮廓线的长度、或待遍历的房间区域内的指定的轮廓线长度,可以是室内环境内的最长的墙线的长度,或者一种参考户型房间的一个方向上的边界线的长度。然后将上一次遍历到的目标扫描线的参考比值减去当前遍历到的目标扫描线的参考比值,获得参考比值的差值,并将参考比值的差值配置为相邻两条目标扫描线的参考比值的变化值;在本实施例中,所述目标扫描线的两个端点之间是属于可通行区域,以使所述目标扫描线的两个端点分别是可通行区域两侧轮廓线上的轮廓点。对应到图2中,机器人按照所述目标搜索方向遍历的第一条目标扫描线是点A1和点A2的连线,然后机器人计算点A1和点A2的连线的长度与预设边界长度的比值,作为目标扫描线A1A2的参考比值;然后机器人按照所述目标搜索方向遍历的第二条目标扫描线是点B1和点B2的连线,然后机器人计算点B1和点B2的连线的长度与预设边界长度的比值,作为目标扫描线B1B2的参考比值,此时将目标扫描线A1A2的参考比值设置为上一次遍历到的目标扫描线的参考比值,并将目标扫描线B1B2的参考比值设置为当前遍历到的目标扫描线的参考比值;在本实施例中,计算参考比值可以将每条目标扫描线的长度比较转换为基于同一预设边界长度下的比率进行比较,节省计算机的计算资源,则要求预设边界长度设置得比较大,优选地,机器人将所述预设边界长度设置为长廊区域内的最长轮廓线的长度、或设置为待遍历的房间区域内的指定的轮廓线长度,一般形成室内环境内的最长的墙线的长度,或者一种参考户型房间的一个方向上的最长边界线的长度。然后比较相邻两次遍历的目标扫描线的参考比值之间的大小,从而以比值变化的形式反映相邻两次遍历的目标扫描线之间的长度变化,能够在较小数量级范围内进行比较,节省计算资源。
在本实施例中,依次重复搜索新的目标扫描线并计算相邻两次遍历的目标扫描线的参考比值的差值,具体是上一次遍历到的目标扫描线的参考比值减去当前遍历到的目标扫描线的参考比值获得的差值,反映出当前遍历的目标扫描线相对于上一次遍历的目标扫描线的长度变化情况;对应到图2中依次遍历到点B1和点B2的连线(对应为目标扫描线B1B2)、点C1和点C2的连线(对应为目标扫描线C1C2)、点D1和点D2的连线(对应为目标扫描线D1D2)、点E1和点E2的连线(对应为目标扫描线E1E2)、点F1和点F2的连线(对应为目标扫描线F1F2)、点G1和点G2的连线(对应为目标扫描线G1G2)、点H1和点H2的连线(对应为目标扫描线H1H2)、点I1和点I2的连线(对应为目标扫描线I1I2);优选地,在前述任意两条目标扫描线可以存在其余未在图2中显示出来的目标扫描线,所以,上一次遍历到的目标扫描线的参考比值与当前遍历到的目标扫描线的参考比值的差值不一定是目标扫描线B1B2的参考比值与目标扫描线C1C2的参考比值的差值、或目标扫描线C1C2的参考比值与目标扫描线D1D2的参考比值的差值、或目标扫描线D1D2的参考比值与目标扫描线E1E2的参考比值的差值、或目标扫描线E1E2的参考比值与目标扫描线F1F2的参考比值的差值。其中,点A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1都在区域#2的左侧的轮廓线上,点I1在区域#2和区域#1的连通区域(可以归属到区域#2)的左侧的轮廓线上,相应地,点A2、B2、C2、D2、E2、F2都在区域#2的右侧的轮廓线(自右下向左上起伏变化的轮廓线)。
在一些实施例中,机器人将所述目标搜索方向配置为由长廊区域指向待遍历的房间区域,所述目标搜索方向是被配置为从长廊区域内的一个搜索起点指向待遍历的房间区域内对应的位置,当机器人将长廊区域设置为区域#2(区域#2的连通区域比较长)且将待遍历的房间区域设置为区域#1时,所述目标搜索方向可以配置为从区域#2延伸向区域#1的方向,引导机器人在区域#2与区域#1的连通区域内,从区域#2内的一个搜索起点逐条目标扫描线地搜索至区域#1的入口或区域#1的内部。在本实施例中,长廊区域内的可通行区域的面积大于待遍历的房间区域内的可通行区域的面积,相应地,在图2中,区域#2内的可通行区域(白色区域)的面积大于区域#1内的可通行区域(白色区域)的面积,机器人在图2中遍历每条目标扫描线之前是预先确定出的待遍历的房间区域相对于长廊区域的方位关系,即在图2中预先确定出区域#1的中心位置以及区域#2的中心位置,区域#1的轮廓线和区域#2的轮廓线之间的相对位置关系。
作为一种搜索实施方式,若相邻两次遍历的目标扫描线的参考比值的变化值(可以是所述目标搜索方向上设置出的相邻两条目标扫描线的参考比值的变化值)是处于第二参考阈值范围,则将当前遍历到的目标扫描线设置为区域分界线,并确定当前遍历到的目标扫描线的长度满足预设变窄条件,此时,机器人按照所述目标搜索方向第一次遍历到参考比值的变化值处于第二参考阈值范围的两条目标扫描线,是属于相邻两条目标扫描线,可以表示机器人当前遍历到的一条目标扫描线相对于上一次遍历到的一条目标扫描线的长度出现突变,在遍历时间上是相邻,在所述目标搜索方向上的排列位置上也可以是相邻,但是长度差距比较大,大于一定的长度阈值,机器人所遍历到的目标扫描线的长度可以从一个长廊区域的横向宽度缩小为一个房间区域的入口宽度,证明机器人遍历至长廊区域与房间区域的连通区域内的符合门框宽度的位置区域;此时,机器人在区域#2和区域#1之间的连通区域内搜索到有效的边界线位置,对应为图2的目标扫描线I1I2,机器人将目标扫描线I1I2标记为所述区域分界线;显然目标扫描线I1I2相对于其下方的已遍历的所有目标扫描线出现长度上的突变,即变窄得比较明显,最新遍历到的目标扫描线的长度尽可能地接近房间的门框位置、或餐厅的入口或客厅的入口的布局特征,包括边界点的位置信息、以及真实宽度。
优选地,第二参考阈值范围可以等于第一参考阈值范围,也可以根据标准门框的边界点、餐厅的入口的边界点和/或客厅的入口的边界点到预先确定的长廊区域在一侧的边界线的距离与预先确定的长廊区域的最长墙边界线的长度的比值共同决定,比如,第二参考阈值范围内的数值是该标准门框的边界点、餐厅的入口的边界点和/或客厅的入口的边界点到预先确定的长廊区域在一侧的边界线的距离与预先确定的长廊区域的最长墙边界线的长度的比值与数值1的差值的绝对值。
作为另一种搜索实施方式,在机器人按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,若机器人按照所述目标搜索方向遍历完所有的目标扫描线后,可以遍历完目标扫描线I1I2的上下方的所有目标扫描线,包括区域#1内的所有目标扫描线和区域#2内的所有目标扫描线,然后,在参考比值的变化值最大的相邻两次遍历的目标扫描线(即相邻两条目标扫描线)中,选择长度相对小的一条目标扫描线设置为区域分界线,即选择参考比值相对小的一条目标扫描线设置为区域分界线,对应为图2的目标扫描线I1I2,并确定所选择的长度相对小的一条目标扫描线的长度满足预设变窄条件,此时,目标扫描线I1I2可能是机器人按照所述目标搜索方向第一次搜索出的参考比值的变化值处于第二参考阈值范围的相邻两条目标扫描线,其中的目标扫描线I1I2可以表示机器人遍历到的长度合理的一条目标扫描线,但不一定是长度最小的一条目标扫描线。
优选地,机器人按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,计算出的目标扫描线的参考比值是变小,具体是在图2中按照所述目标搜索方向从区域#2遍历至区域#1与区域#2之间的连通区域的过程中,计算出的目标扫描线的参考比值是变小,在从目标扫描线A1A2开始自下向上遍历目标扫描线的过程中,计算出的目标扫描线的参考比值的变小趋势至少维持至遍历到目标扫描线I1I2。
综上,前述实施例按照走廊到房间的方向,寻找目标扫描线宽度突然变窄的位置以从已遍历的目标扫描线中确定真正的分界线,从通道的整体宽度来确定房间区域与长廊区域之间的边界位置,实现在室内环境内划分的各个工作分区(对应为房间区域)和最大连通区域(对应为长廊区域)之间的连通区域处搜索出水平设置的边界线和竖直设置的边界线,克服不规则形状障碍物的干扰。
作为一种实施例,所述目标扫描线的遍历方式包括:每当机器人按照所述目标搜索方向遍历到预设扫描线时,判断当前遍历到的预设扫描线是否被不可通行区域分割为至少两条线段,是则将偏离对应方位处的待遍历的房间区域最近的线段标记为目标扫描线,使得目标扫描线成为与所述对应方位处的待遍历的房间区域相连通的区域内,两个轮廓点连成的线段且该线段平行于预设坐标轴方向;否则直接将该预设扫描线标记为目标扫描线,其中,预设扫描线平行于预设坐标轴方向。然后机器人从当前标记的目标扫描线开始,按照所述目标搜索方向,在当前标记的目标扫描线的所述目标搜索方向上的可通行区域内继续遍历所述预设扫描线,依此重复判断遍历到的预设扫描线是否被不可通行区域分割为至少两条线段,以标记出新的目标扫描线,将目标扫描线设置到靠近预先确定的房间区域的附近或与房间区域相连通的区域内。其中,机器人每当获得一条目标扫描线后,则按照前述相关实施例执行:检测到目标扫描线的长度满足预设变窄条件时,将当前检测到的目标扫描线设置为区域分界线,则区域分界线会被调整到所述预设扫描线上。需要说明的是,在依次遍历预设扫描线的过程中,从一条预设扫描线中划分并标记出的目标扫描线在目标搜索方向上的可通行区域的覆盖范围是小于或等于该预设扫描线的所述目标搜索方向上的可通行区域的覆盖范围,因为预设扫描线的所述目标搜索方向上的可通行区域包括障碍物的两侧的可通行区域,标记出的目标扫描线在目标搜索方向上的可通行区域可能只是障碍物的其中一侧的可通行区域。
需要说明的是,预设坐标轴方向垂直于所述目标搜索方向,待遍历的房间区域是预先确定下来的工作分区,至少获得房间区域的各个方向的轮廓线、房间区域和长廊区域的原始分界线、房间区域的中心位置及其大致的覆盖范围,但是由于活动的门、杂物干扰和小的封闭区域的干扰,房间区域和长廊区域的原始分界线不能与真实环境或所需遍历的有效房间区域的门框位置相适应,即还不能转换为房间区域的入口位置,需要按照前述实施例重新调整已确定的原始分界线,且能够在搜索目标扫描线之前确定出原来规划出的待遍历的各个房间区域的中心位置及其分布区域,其中,所述对应方位处的待遍历的房间区域能够用于比较其与目标扫描线的距离远近关系。结合图3可知,当机器人将长廊区域设置为区域#4(区域#4的连通区域比较长)且将待遍历的房间区域设置为区域#3时,所述目标搜索方向可以配置为从区域#4延伸向区域#3的方向,引导机器人在区域#4与区域#3的连通区域内,从区域#4内的一个搜索起点逐条目标扫描线地搜索至区域#3的入口或区域#3的内部。在本实施例中,长廊区域内的可通行区域的面积大于待遍历的房间区域内的可通行区域的面积,相应地,在图3中,区域#4内的可通行区域(白色区域)的面积大于区域#3内的可通行区域(白色区域)的面积;机器人在图3中遍历每条目标扫描线之前是预先确定出的待遍历的房间区域相对于长廊区域的方位关系,即在图3中预先确定出区域#3的中心位置以及区域#4的中心位置,区域#3的轮廓线和区域#4的轮廓线之间的相对位置关系。
需要说明的是,在设置出目标扫描线之前,先设置预设扫描线,目标扫描线可以视为从预设扫描线中分割出来的线段;在本实施例中,室内环境的轮廓点包括房间区域的轮廓点和长廊区域的轮廓点,可以属于相应位置的墙线上的点;机器人将每条预设扫描线都配置为由两个轮廓点连成的线段,并将每条预设扫描线都与目标搜索方向垂直设置,在所述预设扫描线中,所述预设扫描线的两个端点之间不一定都是可通行区域,还包括不可通行区域,即被障碍物阻断,使得预设扫描线的端点不仅能够与其两侧的墙壁相接触,而且还可以用以扫描遍历障碍物的覆盖区域。
作为一种实施例,如图3所示,按照预设坐标轴方向设置出垂直于所述目标搜索方向的预设扫描线,为图3所示的虚线部分;则从区域#4内的一个搜索起点开始,机器人按照所述目标搜索方向遍历的第一条预设扫描线是点A3和点A4的连线,并确定预设扫描线A3A4覆盖可通行区域(图示的白色区域),则将预设扫描线A3A4直接标记为所述目标扫描线。然后,机器人按照所述目标搜索方向遍历的新预设扫描线是点B3和点B4的连线,即遍历到预设扫描线B3B4,预设扫描线B3B4中,除了两个端点是处于区域#4的左右两侧的轮廓线上,其它部分都是处于连通区域,覆盖可通行区域(图示的白色区域),则将预设扫描线B3B4直接标记为新的目标扫描线;同理地,依次将预设扫描线C3C4标记为目标扫描线C3C4,将预设扫描线D3D4标记为目标扫描线D3D4。然后,遍历到预设扫描线E3E6时,预设扫描线E3E6覆盖的区域中存在不可通行区域,即图3的位置点E4和位置点E5之间的向内凹的黑色区域,该向内凹的黑色区域将预设扫描线E3E6分割为线段E3E4和线段E5E6,因此,当前遍历到的预设扫描线E3E6被不可通行区域分割为两条线段,其中,机器人基于预先划分出的区域#3的分布区域和区域#3的中心位置,可以确定线段E5E6最接近区域#3,相对于线段E3E4,线段E5E6的中心与区域#3的中心位置距离更小,且线段E5E6的中心与区域#3的左侧轮廓线的中心的距离更小;而且线段E5E6处于区域#3和区域#4的连通区域内,线段E3E4位于区域#3和区域#4的连通区域之外,而且线段E3E4的上方的可通行区域(空白区域)没有与区域#3连通。因此,机器人可以检测到线段E5E6相对于其上方的待遍历的房间区域#3的一条轮廓线或中心位置的距离最近,则将当前检测到的线段E5E6标记为所述目标扫描线,并线段E5E6确定形成偏离对应方位处的待遍历的房间区域最近的线段,进而确定当前标记的目标扫描线E5E6的所述目标搜索方向上(上方)的可通行区域(包括区域#3及其与区域#4的连通区域)的覆盖范围是小于所述当前遍历到的预设扫描线E3E6的所述目标搜索方向上的可通行区域的覆盖范围(包括区域#4内的位于线段E3E4的上方在可通行区域、区域#3及其与区域#4的连通区域),以缩小后续遍历的目标扫描线的范围。
值得注意的是,在本实施例中,区域#3与区域#4的连通区域被限定在区域#3与区域#4之间的细小的通道区域,区别于区域#4的左右两侧的空旷区域,所述目标搜索方向是优选为竖直向上。优选地,在前述任意两条预设扫描线可以存在其余未在图2中显示出来的预设扫描线;其中,点A3、B3、C3、D3、E3都在区域#4的左侧的轮廓线上,点A4、B4、C4、D4都在区域#4的右侧的轮廓线上;在一些实施例中,点E4归属于区域#4的右侧的轮廓线上,但线段E3E4在所述目标搜索方向上的可通行区域没有与区域#3连通,则不被配置为目标扫描线,不能参与区域#3和区域#4之间的区域分界线的识别。
在一些实施例中,当所述目标搜索方向是配置为纵坐标轴正方向或纵坐标轴负方向时,机器人在室内环境内设置出平行于横坐标轴的预设扫描线;其中,每条预设扫描线是在处于同一纵坐标的前提下,横坐标的差值的绝对值最大的两个轮廓点连成的线段,对应到图3中,在线段E3E6所在的一行当中,线段E3E6、线段E3E4以及线段E5E6经过的位置点的纵坐标都相等,其中,点E3、点E4、点E5和点E6都属于轮廓点,即障碍物点;在这些轮廓点当中,点E3的横坐标和点E6的横坐标的差值的绝对值最大,则轮廓点E3和E6的连线是预设扫描线。以使得每条目标扫描线都是分布为平行于横坐标轴,则每次遍历的目标扫描线上的各个点的纵坐标相同,便于在地图区域内按照竖直方向计算预设扫描线所扫描覆盖过的两个位置点之间的距离信息及其覆盖区域。同理地,当所述目标搜索方向是配置为横坐标轴正方向或横坐标轴负方向时,机器人在室内环境内设置出平行于纵坐标轴的预设扫描线,其中,每条预设扫描线是在处于同一横坐标的前提下,纵坐标的差值的绝对值最大的两个轮廓点连成的线段;以使得每条目标扫描线都是分布为平行于纵坐标轴,则每次遍历的目标扫描线上的各个点的横坐标相同,便于在地图区域内按照水平方向计算预设扫描线所扫描覆盖过的两个位置点之间的距离信息及其覆盖区域。
在上述实施例的基础上,机器人在遍历预设扫描线或目标扫描线的过程中,会从预设扫描线或目标扫描线的一个端点开始对其内部覆盖的点位置进行扫描,比如可以检测每个覆盖过的位置点对应标记的位置信息和障碍物占据信息。一般地,机器人会从预设扫描线的一个端点开始,按照所述预设扫描线向该预设扫描线的另一个端点遍历,其中,开始遍历的端点可以记为当前遍历的预设扫描线的扫描起始点,此时机器人将所述预设扫描线的扫描起始点向另一个端点延伸的方向设置为扫描方向;若当前遍历的预设扫描线是配置为目标扫描线,则将开始遍历的端点标记为目标扫描线的扫描起始点;然后,除了预设扫描线的两个端点(属于墙线类型,即障碍物点)之外,当检测到存在障碍物点时,确定所述预设扫描线被不可通行区域分割,且分割出的其中两条线段分别位于障碍物点的两侧,然后将距离其中一个方位处的待遍历的房间区域距离最近的线段设置为目标扫描线,并将目标扫描线在所述扫描方向的相反方向上的端点设置为目标扫描线的扫描起点,在一些实施例中,可以等效于将目标扫描线的远离所述其中一个方位处的待遍历的房间区域的一端的端点设置为目标扫描线的扫描起点。如图3所示,所述目标搜索方向是优选为竖直向上,预设扫描线E3E6被障碍物占据的区域分割为线段E5E6和线段E3E4;其中,线段E5E6是距离其上方(所述目标搜索方向上)的待遍历的房间区域#3距离最近的线段,线段E5E6被进一步地标记为目标扫描线;其中,所述扫描方向是点E5直线指向点E6的方向,则目标扫描线E5E6在所述扫描方向的相反方向上的端点是点E5,记为目标扫描线E5E6的扫描起点。另一方面,从预设扫描线的一个端点开始,按照所述预设扫描线向该预设扫描线的另一个端点遍历的过程中,除了预设扫描线的两个端点(属于墙线类型,即障碍物点)之外,若自始至终都没有检测到障碍物点,则将所述预设扫描线设置为目标扫描线,并将所述预设扫描线中最先被遍历的端点设置为目标扫描线的扫描起点;对应到图3中,可以将预设扫描线A3A4标记为所述目标扫描线并确定点A3是目标扫描线A3A4的扫描起点,再将预设扫描线B3B4直接标记为目标扫描线并确定点B3是目标扫描线B3B4的扫描起点,再将预设扫描线C3C4标记为目标扫描线C3C4并确定点C3是目标扫描线C3C4的扫描起点,再将预设扫描线D3D4标记为目标扫描线D3D4并确定点D3是目标扫描线D3D4的扫描起点。其中,不可通行区域是由障碍物点组成,轮廓点是属于障碍物点。
优选地,在与所述对应方位处的待遍历的房间区域相连通的区域内,检测到一条目标扫描线的长度满足预设变窄条件时,该目标扫描线的两个端点在同一预设坐标轴方向上的坐标值的差值的绝对值小于其它已遍历的目标扫描线的两个端点在同一预设坐标轴方向上的坐标值的差值的绝对值;其中,预设坐标轴方向垂直于所述目标搜索方向;所述长廊区域是所述室内环境中的具有最长轮廓线的可通行区域,且所述长廊区域与待遍历的房间区域相邻接。
综上,若机器人在同一方向上被障碍物分割出两段扫描线,则选择距离预先确定的房间区域最近的扫描线作为参与搜索判断的目标扫描线,以确保目标扫描线能进入每个房间区域扫描,并且每个可连续的目标扫描线只有一个起始点,比如目标扫描线的第一端点(对应为图3的左端点);这里的预先确定的房间区域至少能够从房间区域的一条轮廓线或中心位置确定其方位信息,但该房间区域与长廊区域之间的分界线即使预先被确定出来,也是粗略的带有误差的划分结果,需要前述实施例进入与该目标扫描线距离最近的房间区域连通的区域(可以是长廊区域的局部区域,也是该目标扫描线所覆盖的可通行区域)内确定出较为准确的区域分界线,即在确定出每一行的目标扫描线后,在按照目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,当检测到目标扫描线的长度满足预设变窄条件时,将当前检测到的目标扫描线设置为区域分界线;减少障碍物的干扰,提高搜索效率。
需要说明的是,当室内环境的轮廓点、房间区域以及长廊区域都标记到栅格地图内时,每条预设扫描线在室内环境的限定地图区域内只占据一行栅格,这里限定地图区域可以只包括一个长廊区域及其相连通的一个房间区域,或者一个长廊区域及其至少两个不同方位上相连通的房间区域(形成连通于同一长廊区域的多个房间区域)。在前述实施例中,相邻两条预设扫描线是配置为连续排布在地图区域内或按照预设间隔排布在地图区域内,预设间隔可以是一个或多个栅格,以使得预设扫描线有序排列在室内环境的限定地图区域内。
具体地,所述目标搜索方向平行于地图的纵坐标轴以平行于竖直方向时,在机器人按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,当前遍历到的目标扫描线是位于当前遍历的一行,上一次遍历到的目标扫描线是位于上一次遍历的一行。当所述目标搜索方向平行于地图的横坐标轴以平行于水平方向时,在机器人按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,当前遍历到的目标扫描线是位于当前遍历的一列,上一次遍历到的目标扫描线是位于上一次遍历的一列。通常,地图都由若干栅格组成,在水平方向上,相邻两个或两个以上栅格可以组成行栅格线。在垂直方向上,相邻两个或两个以上栅格可以组成列栅格线。
基于前述实施例,本发明还公开一种机器人,该机器人装配测距传感器,该测距传感器可以是视觉传感器、激光传感器或视觉传感器和激光传感器的组合;激光传感器可以是激光雷达,激光雷达用于检测机器人的外部环境,得到点云图像。机器人根据点云图像进行相应业务逻辑,例如,测量与障碍物的距离,识别障碍物、躲避障碍物或构建地图和定位等等。视觉传感器可以是摄像头,用于采集机器人外部环境的环境图像,机器人根据环境图像进行相应业务逻辑,例如,识别障碍物或构建环境地图等等。该机器人包括至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器执行如前述实施例公开的区域分界线搜索方法。其中,处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接,存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、以及非易失性计算机可执行程序,如本发明实施例中的区域分界线搜索方法对应的程序指令。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、以及指令,从而执行区域分界线搜索方法对应的各种功能应用以及数据处理,即实现按照目标搜索方向逐条遍历目标扫描线,以搜索出长度满足预设变窄条件的目标扫描线。
本发明实施例的机器人可以被构造成任何合适形状,以便实现特定业务功能操作,例如,本发明实施例机器人包括且不限于扫地机器人、吸尘机器人、拖地机器人或洗地机器人。在一些实施例中,在机器人行走时,摄像头获取遍历区域的图像,其中,该遍历区域的图像可以为整片遍历区域的图像,亦可以为整片遍历区域中局部遍历区域的图像。机器人会根据遍历区域的图像生成地图,该地图已指示机器人需要遍历的区域以及位于遍历区域中的障碍物所在的坐标位置。当机器人每遍历完一个位置或区域后,机器人基于该地图,标记该位置或区域已被遍历。并且,由于障碍物在地图中是以坐标方式被标记,机器人遍历时,可以根据当前位置对应的坐标点与障碍物涉及的坐标点,判断与障碍物之间的距离,从而实现环绕障碍物作遍历工作。同理,位置或区域已遍历而被标记后,当机器人下一次移动至该位置或该区域时,机器人基于该地图以及该位置或该区域的标记,作出转弯调头或者停止遍历的策略。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种区域分界线搜索方法,其特征在于,所述区域分界线搜索方法包括:
在机器人通过测距传感器获得室内环境的轮廓点后,机器人按照目标搜索方向遍历目标扫描线;其中,机器人将每条目标扫描线配置为由两个轮廓点连成的线段,并将每条目标扫描线都配置为与目标搜索方向垂直设置;在所述目标扫描线中,所述目标扫描线的两个端点之间是属于可通行区域;
在按照目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,逐条检测目标扫描线的长度;当检测到目标扫描线的长度满足预设变窄条件时,将当前检测到的目标扫描线设置为区域分界线。
2.根据权利要求1所述区域分界线搜索方法,其特征在于,检测目标扫描线的长度满足预设变窄条件的方法包括:
每当按照所述目标搜索方向遍历到目标扫描线,则计算该目标扫描线的长度与预设边界长度的比值,并将该比值标记为该目标扫描线的参考比值;
若当前遍历到的目标扫描线的参考比值是处于第一参考阈值范围,则将当前遍历到的目标扫描线设置为区域分界线,并确定当前遍历到的目标扫描线的长度满足预设变窄条件;或若按照所述目标搜索方向遍历完所有的目标扫描线后,将参考比值最小的目标扫描线设置为区域分界线,并确定参考比值最小的目标扫描线的长度满足预设变窄条件。
3.根据权利要求1所述区域分界线搜索方法,其特征在于,检测目标扫描线的长度满足预设变窄条件的方法包括:
每当按照所述目标搜索方向遍历到目标扫描线,则计算该目标扫描线的长度与预设边界长度的比值,并将该比值标记为该目标扫描线的参考比值;然后将上一次遍历到的目标扫描线的参考比值减去当前遍历到的目标扫描线的参考比值,获得参考比值的差值,并将参考比值的差值配置为相邻两次遍历的目标扫描线的参考比值的变化值;
若相邻两次遍历的目标扫描线的参考比值的变化值是处于第二参考阈值范围,则将当前遍历到的目标扫描线设置为区域分界线,并确定当前遍历到的目标扫描线的长度满足预设变窄条件;或若按照所述目标搜索方向遍历完所有的目标扫描线后,在参考比值的变化值最大的相邻两次遍历的目标扫描线中,将长度相对小的目标扫描线设置为区域分界线,并确定所选择的长度相对小的目标扫描线的长度满足预设变窄条件。
4.根据权利要求2或3所述区域分界线搜索方法,其特征在于,机器人按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,计算出的目标扫描线的参考比值是变小;
所述目标搜索方向是被配置为从长廊区域内的一个搜索起点指向待遍历的工作分区内对应的位置;
预设轮廓线长度是长廊区域内的最长轮廓线的长度、或待遍历的工作分区内的指定的轮廓线长度;长廊区域内的可通行区域在所述目标搜索方向的垂直方向上的长度大于待遍历的工作分区内的可通行区域在所述目标搜索方向的垂直方向上的长度;待遍历的工作分区相对于长廊区域的方位关系是预先获得;
其中,所述目标扫描线的两个端点分别是可通行区域的两侧轮廓线上的轮廓点。
5.根据权利要求4所述区域分界线搜索方法,其特征在于,所述目标扫描线的遍历方式包括:
每当按照所述目标搜索方向遍历到预设扫描线时,判断当前遍历到的预设扫描线是否被不可通行区域分割为至少两条线段,是则将偏离对应方位处的待遍历的房间区域最近的线段标记为目标扫描线,否则将该预设扫描线标记为目标扫描线;
然后从当前标记的目标扫描线开始,按照所述目标搜索方向,在当前标记的目标扫描线的所述目标搜索方向上的可通行区域内继续遍历所述预设扫描线,以标记出新的目标扫描线,其中,当前标记的目标扫描线的所述目标搜索方向上的可通行区域的覆盖范围是小于或等于所述当前遍历到的一条预设扫描线的所述目标搜索方向上的可通行区域的覆盖范围。
6.根据权利要求5所述区域分界线搜索方法,其特征在于,所述目标搜索方向是配置为地图的纵坐标轴正方向或地图的纵坐标轴负方向时,在室内环境内设置出平行于横坐标轴的预设扫描线,其中,每条预设扫描线是在处于同一纵坐标的前提下,横坐标的差值的绝对值最大的两个轮廓点连成的线段;以使得每条目标扫描线都是分布为平行于地图的横坐标轴,则每次遍历的目标扫描线上的各个点的纵坐标相同;
或者,所述目标搜索方向是配置为地图的横坐标轴正方向或地图的横坐标轴负方向时,在室内环境内设置出平行于纵坐标轴的预设扫描线,其中,每条预设扫描线是在处于同一横坐标的前提下,纵坐标的差值的绝对值最大的两个轮廓点连成的线段;以使得每条目标扫描线都是分布为平行于地图的纵坐标轴,则每次遍历的目标扫描线上的各个点的横坐标相同。
7.根据权利要求6所述区域分界线搜索方法,其特征在于,当前遍历到的预设扫描线被不可通行区域分割为至少两条线段时,若检测到存在至少一条线段相对于一个方位处的待遍历的工作分区的轮廓线或中心位置的距离最近,则将当前检测到的线段标记为所述目标扫描线,并形成偏离对应方位处的待遍历的工作分区最近的线段。
8.根据权利要求7所述区域分界线搜索方法,其特征在于,从预设扫描线的一个端点开始,按照所述预设扫描线向该预设扫描线的另一个端点遍历,除了预设扫描线的两个端点之外,当检测到存在障碍物点时,确定所述预设扫描线被不可通行区域分割,且分割出的其中两条线段分别位于障碍物点的两侧,然后将距离其中一个方位处的待遍历的工作分区距离最近的线段设置为目标扫描线,并将目标扫描线在扫描方向的相反方向上的端点设置为目标扫描线的扫描起点,其中,扫描方向是所述预设扫描线的一个端点向该预设扫描线的另一个端点的延伸方向;
从预设扫描线的一个端点开始,按照所述预设扫描线向该预设扫描线的另一个端点遍历的过程中,除了预设扫描线的两个端点之外,若没有检测到障碍物点,则将所述预设扫描线设置为目标扫描线,并将所述预设扫描线中最先被遍历的端点设置为目标扫描线的扫描起点;
其中,不可通行区域是由障碍物点组成,轮廓点是属于障碍物点。
9.根据权利要求8所述区域分界线搜索方法,其特征在于,当室内环境的轮廓点都标记到栅格地图内时,每条预设扫描线在室内环境内的限定地图区域内占据一行栅格,相邻两条预设扫描线是配置为连续排布在地图区域内或按照预设间隔排布在地图区域内;
在按照所述目标搜索方向遍历目标扫描线的过程中,当前遍历到的目标扫描线是位于当前遍历的一行,上一次遍历到的目标扫描线是位于上一次遍历的一行;或当前遍历到的目标扫描线是位于当前遍历的一列,上一次遍历到的目标扫描线是位于上一次遍历的一列。
10.一种机器人,该机器人装配测距传感器,其特征在于,该机器人包括至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;
其中,所述存储器存储有被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器执行如权利要求1至9任一项所述的区域分界线搜索方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211171637.8A CN117826775A (zh) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 一种区域分界线搜索方法及机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211171637.8A CN117826775A (zh) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 一种区域分界线搜索方法及机器人 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117826775A true CN117826775A (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=90519545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211171637.8A Pending CN117826775A (zh) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 一种区域分界线搜索方法及机器人 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117826775A (zh) |
-
2022
- 2022-09-26 CN CN202211171637.8A patent/CN117826775A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2021248846A1 (zh) | 一种机器人沿边行走的区域清扫规划方法、芯片及机器人 | |
CN109363585B (zh) | 分区遍历方法、清扫方法及其扫地机器人 | |
CN111897334B (zh) | 一种基于边界的机器人区域划分方法、芯片及机器人 | |
EP3985469A1 (en) | Cleaning subarea planning method for robot walking along edge, chip and robot | |
CN113050632B (zh) | 用于机器人探索未知区域的地图探索方法、芯片及机器人 | |
CN111027118B (zh) | 一种实测实量任务点搜索与任务派发方法及系统 | |
CN112347876B (zh) | 一种基于tof摄像头的障碍物识别方法、清洁机器人 | |
CN111595356B (zh) | 一种激光导航机器人的工作区域构建方法 | |
CN112327879A (zh) | 一种基于深度信息的沿边避障方法 | |
US10192004B2 (en) | Estimation of three-dimensional models of roofs from spatial two-dimensional graphs | |
US10282490B2 (en) | Estimation of three-dimensional models of roofs from spatial two-dimensional graphs | |
EP3987995B1 (en) | Method for expanding working area based on laser map, chip and robot | |
CN109001757A (zh) | 一种基于2d激光雷达的车位智能检测方法 | |
CN111640323A (zh) | 一种路况信息获取方法 | |
CN117434545A (zh) | 一种室内行走智能体的局部环境感知方法和装置 | |
CN111681250B (zh) | 一种基于激光栅格地图的分割方法 | |
CN111857156A (zh) | 一种基于激光的机器人区域划分方法、芯片及机器人 | |
CN117826775A (zh) | 一种区域分界线搜索方法及机器人 | |
CN111240322B (zh) | 机器人移动限制框的工作起点确定方法及运动控制方法 | |
CN115240160A (zh) | 无人清扫车贴边清扫时的避障方法、装置及设备 | |
WO2023231757A1 (zh) | 基于地图区域轮廓的设置方法与机器人沿边结束控制方法 | |
CN117826776A (zh) | 基于地图轮廓的区域分界线搜索方法 | |
CN111897336B (zh) | 一种机器人沿边行为结束的判断方法、芯片及机器人 | |
CN114625815A (zh) | 一种建筑机器人语义地图生成方法及系统 | |
CN116465404A (zh) | 基于预设探测距离范围内的最优碰撞点搜索方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |