CN108508449B - 一种定位的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定位的方法及装置，该方法，包括：预先构建目标区域的区域地图，确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形；在当前位置发射定位声波；接收所述定位声波的回声；根据所述定位声波的回声，确定所述当前位置对应的当前声呐波形；从所述区域地图中的至少一个声呐波形中确定与所述当前声呐波形相似的目标声呐波形；确定所述目标声呐波形对应的目标位置为所述当前位置。本发明提供了一种定位的方法及装置，能够更加准确地定位。

Description

一种定位的方法及装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种定位的方法及装置。

背景技术

随着科技的快速发展，可以目标区域内自动移动的区域设备越来越多，例如扫地机器人等。其中，在目标区域内进行定位是实现这些设备的一项重要技术。

在现有技术中，在目标区域内进行定位主要是基于对移动距离和移动方向的记录来实现。具体地，在设备中设置有轮子里程计，通过轮子里程计来记录设备的移动距离，并且，通过感知方向的传感器来识别设备的移动方向。在已知起点的情况下，通过这些数据计算出当前的位置，实现定位。

但是，在现有技术中，轮子里程计检测到的移动距离存在一定误差(例如：在运行过程中，轮子出现打滑，这时，轮子里程计记录的移动距离要大于实际的移动距离)，随着移动距离的增加，误差累积，使得定位越来越不准确。

发明内容

本发明实施例提供了一种定位的方法及装置，能够更加准确地定位。

一方面，本发明实施例提供了一种定位的方法，包括：预先构建目标区域的区域地图，确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形；

在当前位置发射定位声波；

接收所述定位声波的回声；

根据所述定位声波的回声，确定所述当前位置对应的当前声呐波形；

从所述区域地图中的至少一个声呐波形中确定与所述当前声呐波形相似的目标声呐波形；

确定所述目标声呐波形对应的目标位置为所述当前位置。

进一步地，

所述区域地图包括：区域栅格地图；

所述预先构建区域地图，包括：

A1：确定原点栅格，基于所述原点栅格建立初始栅格图；

A2：将所述原点栅格划分到已扫描区域中；

A3：将所述原点栅格作为当前栅格；

A4：在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格均是有障碍物的障碍栅格时，执行A5和A7；当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中均为没有障碍物的无障碍栅格时，执行A6；当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中同时存在所述无障碍栅格和所述障碍栅格时，执行A5和A6；

A5：将所述障碍栅格划分到所述已扫描区域中；

A6：移动到任一所述无障碍栅格，将所述无障碍栅格划分到所述已扫描区域中，将所述无障碍栅格作为当前栅格，返回A4；

A7：判断所述已扫描区域中是否存在目标栅格，如果是，则执行A8，否则，执行A9，其中，所述目标栅格满足：所述目标栅格在所述已扫描区域的边缘，且所述目标栅格不是所述障碍栅格；

A8：移动到所述目标栅格，将所述目标栅格作为当前栅格，返回A4；

A9：根据所述已扫描区域，生成所述区域栅格地图。

进一步地，

所述在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描，包括：

针对在所述未扫描区域中与所述当前栅格相邻的每个相邻栅格，均执行：

从所述当前栅格向当前相邻栅格的方向发射扫描声波；

接收所述扫描声波的回声；

根据所述扫描声波的回声，确定扫描声呐波形；

根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离；

根据所述障碍距离，确定所述当前相邻栅格中是否存在障碍物，如果是，则确定所述当前相邻栅格为所述障碍栅格，否则，确定所述当前相邻栅格为所述无障碍栅格。

进一步地，

该方法进一步包括：

预先设置回声强度阈值曲线，其中，所述回声强度阈值曲线是回声强度阈值随到达时间变化的曲线，所述到达时间为从发射出所述扫描声波到接收到回声的时间长度；

所述根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离，包括：

确定所述扫描声呐波形中的至少一个波峰；

根据所述扫描声呐波形，确定每个所述波峰的到达时间；

根据每个所述波峰的到达时间和所述回声强度阈值曲线，确定每个所述波峰对应的回声强度阈值；

从所述至少一个波峰中，确定回声强度超过对应的所述回声强度阈值的至少一个目标波峰；

确定所述至少一个目标波峰中最小的到达时间；

根据公式一，确定所述障碍距离，其中，所述公式一为：

其中，L为所述障碍距离，T为所述最小的到达时间，S为声速。

进一步地，

所述确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形，包括：

针对每个所述无障碍栅格，执行：

在当前无障碍栅格中，分别向至少一个预设方向发射初始声波，分别接收每个所述预设方向的所述初始声波的回声，根据每个所述预设方向的所述初始声波的回声，确定所述当前无障碍栅格在每个所述预设方向的声呐波形。

另一方面，本发明实施例提供了一种定位的装置，包括：

构建单元，用于构建目标区域的区域地图，确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形；

声呐单元，用于在当前位置发射定位声波，接收所述定位声波的回声；

波形分析单元，用于根据所述定位声波的回声，确定所述当前位置对应的当前声呐波形，从所述区域地图中的至少一个声呐波形中确定与所述当前声呐波形相似的目标声呐波形；

定位单元，用于确定所述目标声呐波形对应的目标位置为所述当前位置。

进一步地，

所述区域地图包括：区域栅格地图；

所述构建单元，在执行所述构建区域地图时，具体用于执行：

A1：确定原点栅格，基于所述原点栅格建立初始栅格图；

A2：将所述原点栅格划分到已扫描区域中；

A3：将所述原点栅格作为当前栅格；

A4：在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格均是有障碍物的障碍栅格时，执行A5和A7，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中均为没有障碍物的无障碍栅格时，执行A6，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中同时存在所述无障碍栅格和所述障碍栅格时，执行A5和A6；

A5：将所述障碍栅格划分到所述已扫描区域中；

A6：移动到任一所述无障碍栅格，将所述无障碍栅格划分到所述已扫描区域中，将所述无障碍栅格作为当前栅格，返回A4；

A7：判断所述已扫描区域中是否存在目标栅格，如果是，则执行A8，否则，执行A9，其中，所述目标栅格满足：所述目标栅格在所述已扫描区域的边缘，且所述目标栅格不是所述障碍栅格；

A8：移动到所述目标栅格，将所述目标栅格作为当前栅格，返回A4；

A9：根据所述已扫描区域，生成所述区域栅格地图。

进一步地，

所述构建单元，在执行所述在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描时，具体用于：

针对在所述未扫描区域中与所述当前栅格相邻的每个相邻栅格，均执行：

从所述当前栅格向当前相邻栅格的方向发射扫描声波；

接收所述扫描声波的回声；

根据所述扫描声波的回声，确定扫描声呐波形；

根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离；

根据所述障碍距离，确定所述当前相邻栅格中是否存在障碍物，如果是，则确定所述当前相邻栅格为所述障碍栅格，否则，确定所述当前相邻栅格为所述无障碍栅格。

进一步地，

该装置进一步包括：

保存单元，用于保存回声强度阈值曲线，其中，所述回声强度阈值曲线是回声强度阈值随到达时间变化的曲线，所述到达时间为从发射出所述扫描声波到接收到回声的时间长度；

所述构建单元，在执行所述根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离时，具体用于：

确定所述扫描声呐波形中的至少一个波峰；

根据所述扫描声呐波形，确定每个所述波峰的到达时间；

根据每个所述波峰的到达时间和所述回声强度阈值曲线，确定每个所述波峰对应的回声强度阈值；

从所述至少一个波峰中，确定回声强度超过对应的所述回声强度阈值的至少一个目标波峰；

确定所述至少一个目标波峰中最小的到达时间；

根据公式一，确定所述障碍距离，其中，所述公式一为：

其中，L为所述障碍距离，T为所述最小的到达时间，S为声速。

进一步地，

所述构建单元，在执行所述确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形时，用于：

针对每个所述无障碍栅格，执行：

在当前无障碍栅格中，分别向至少一个预设方向发射初始声波，分别接收每个所述预设方向的所述初始声波的回声，根据每个所述预设方向的所述初始声波的回声，确定所述当前无障碍栅格在每个所述预设方向的声呐波形。

在本发明实施例中，构建目标区域的区域地图，通过声呐波形对区域地图中的每个位置进行标记，当需要定位时，发射定位声波，生成当前声呐波形，将当前声呐波形与区域地图的至少一个声呐波形比较，确定出相似的目标声呐波形，该目标声呐波形对应的目标位置为当前位置，该定位过程无需依赖对移动距离和移动方向的记录，不存在误差累积的问题，进而能够更加准确地定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种定位的方法的流程图；

图2是本发明一实施例提供的另一种定位的方法的流程图；

图3是本发明一实施例提供的一种定位的装置的示意图；

图4是本发明一实施例提供的针对位置A的一种声呐波形图；

图5是本发明一实施例提供的针对位置A的另一种声呐波形图；

图6是本发明一实施例提供的针对位置A的又一种声呐波形图；

图7是本发明一实施例提供的针对位置B的一种声呐波形图；

图8是本发明一实施例提供的针对位置B的另一种声呐波形图；

图9是本发明一实施例提供的针对位置B的又一种声呐波形图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种定位的方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：预先构建目标区域的区域地图，确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形；

步骤102：在当前位置发射定位声波；

步骤103：接收所述定位声波的回声；

步骤104：根据所述定位声波的回声，确定所述当前位置对应的当前声呐波形；

步骤105：从所述区域地图中的至少一个声呐波形中确定与所述当前声呐波形相似的目标声呐波形；

步骤106：确定所述目标声呐波形对应的目标位置为所述当前位置。

在本发明实施例中，构建目标区域的区域地图，通过声呐波形对区域地图中的每个位置进行标记，当需要定位时，发射定位声波，生成当前声呐波形，将当前声呐波形与区域地图的至少一个声呐波形比较，确定出相似的目标声呐波形，该目标声呐波形对应的目标位置为当前位置，该定位过程无需依赖对移动距离和移动方向的记录，不存在误差累积的问题，进而能够更加准确地定位。

在本发明一实施例中，所述区域地图包括：区域栅格地图；

所述预先构建区域地图，包括：

A1：确定原点栅格，基于所述原点栅格建立初始栅格图；

A2：将所述原点栅格划分到已扫描区域中；

A3：将所述原点栅格作为当前栅格；

A4：在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格均是有障碍物的障碍栅格时，执行A5和A7；当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中均为没有障碍物的无障碍栅格时，执行A6；当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中同时存在所述无障碍栅格和所述障碍栅格时，执行A5和A6；

A5：将所述障碍栅格划分到所述已扫描区域中；

A6：移动到任一所述无障碍栅格，将所述无障碍栅格划分到所述已扫描区域中，将所述无障碍栅格作为当前栅格，返回A4；

A7：判断所述已扫描区域中是否存在目标栅格，如果是，则执行A8，否则，执行A9，其中，所述目标栅格满足：所述目标栅格在所述已扫描区域的边缘，且所述目标栅格不是所述障碍栅格；

A8：移动到所述目标栅格，将所述目标栅格作为当前栅格，返回A4；

A9：根据所述已扫描区域，生成所述区域栅格地图。

在本发明实施例中，初始栅格图中只能确定原点栅格，没有其他各个栅格的信息。在构建区域栅格地图时，从原点栅格出发，逐步向外扩散，确定出区域栅格地图中各个栅格的信息。已扫描区域最初只有原点栅格，在构建地图的过程中，逐渐扫描出目标区域的各个栅格，并划分到已扫描区域中。

在未扫描区域中与当前栅格相邻的栅格中存在无障碍栅格时，移动到任一无障碍栅格，可以基于该无障碍栅格继续向下扫描。在未扫描区域中与当前栅格相邻的都是障碍栅格，这时，无法向相邻的未扫描区域移动，无法再基于与当前栅格的相邻的栅格继续向下扫描，需要查找目标栅格，移动到任一目标栅格，基于该目标栅格继续向下扫描。

在已经找不到目标栅格时，说明已扫描区域的边缘全部是障碍栅格，这样，该已扫描区域就是整个区域栅格地图。

在本发明一实施例中，所述在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描，包括：

针对在所述未扫描区域中与所述当前栅格相邻的每个相邻栅格，均执行：

从所述当前栅格向当前相邻栅格的方向发射扫描声波；

接收所述扫描声波的回声；

根据所述扫描声波的回声，确定扫描声呐波形；

根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离；

根据所述障碍距离，确定所述当前相邻栅格中是否存在障碍物，如果是，则确定所述当前相邻栅格为所述障碍栅格，否则，确定所述当前相邻栅格为所述无障碍栅格。

在本发明实施例中，扫描过程通过声呐技术来实现。通过扫描声呐波形来确定该方向上的障碍物。其中，扫描声呐波形是到达时间与回声的强度的关系。通过扫描声呐波形能够确定出障碍距离，将该障碍距离与栅格的尺寸进行比较，这样，就能确定出障碍物是否在相邻的栅格中。

由于与当前栅格相邻的栅格有多个，需要对每个位于未扫描区域的相邻的栅格都进行扫描。

在本发明一实施例中，该方法进一步包括：

预先设置回声强度阈值曲线，其中，所述回声强度阈值曲线是回声强度阈值随到达时间变化的曲线，所述到达时间为从发射出所述扫描声波到接收到回声的时间长度；

所述根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离，包括：

确定所述扫描声呐波形中的至少一个波峰；

根据所述扫描声呐波形，确定每个所述波峰的到达时间；

根据每个所述波峰的到达时间和所述回声强度阈值曲线，确定每个所述波峰对应的回声强度阈值；

从所述至少一个波峰中，确定回声强度超过对应的所述回声强度阈值的至少一个目标波峰；

确定所述至少一个目标波峰中最小的到达时间；

根据公式一，确定所述障碍距离，其中，所述公式一为：

其中，L为所述障碍距离，T为所述最小的到达时间，S为声速。

同一个障碍物，距离发射声波的声呐设备的距离不同，返回的声波的强度也不同，距离越远，衰减越多，如果保持回声强度阈值不变，那么，障碍物较近时，可能能够检测出该障碍物，当障碍物较远时，可能就无法检测出该障碍物了。为了能够准确的检测出障碍物，回声强度阈值曲线可以随着到达时间的增加而减小。回声强度阈值曲线可以根据发射声波的声呐设备的性能，发射出的声波的强度，当前的环境情况等因素来确定。

在本发明一实施例中，所述确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形，包括：

针对每个所述无障碍栅格，执行：

在当前无障碍栅格中，分别向至少一个预设方向发射初始声波，分别接收每个所述预设方向的所述初始声波的回声，根据每个所述预设方向的所述初始声波的回声，确定所述当前无障碍栅格在每个所述预设方向的声呐波形。

在本发明实施例中，预先设置至少一个预设方向，例如：东西南北四个方向。每个无障碍格栅针对每个预设方向均生成对应的声呐波形。

具体地，对于当前无障碍格栅，针对每个预设方向均执行：

在当前无障碍栅格中，当前预设方向发射初始声波；

接收当前预设方向的初始声波的回声；

根据当前预设方向的初始声波的回声，确定当前无障碍栅格在当前预设方向的声呐波形。

在本发明一实施例中，在所述确定所述目标声呐波形对应的目标位置为所述当前位置之后，进一步包括：

利用所述当前声呐波形替换所述目标位置的所述目标声呐波形。

由于目标声呐波形对应的至少一个障碍物中，可能某个障碍物的位置发生了变化，但是，基于目标声呐波形中的其他特征仍然能够确定当前位置为目标位置。为了使得定位更加准确，可以利用当前声呐波形替换目标声呐波形，利用当前声呐波形标记目标位置，实现对区域地图的修正，使得区域地图的目标位置对应的至少一个声呐波形更加符合当前的障碍物情况，能够更加准确的标记目标位置。通过这种修正方式，可以使得后续的定位更加准确，避免了误差的累积。

如图2所示，本发明实施例提供了一种定位的方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤201：确定原点栅格，基于原点栅格建立初始栅格图。

具体地，该原点栅格可以随便设置，只要在初始栅格图中标记处一个原点栅格即可。初始栅格图为一个空白的图，图中规定了各个栅格的尺寸。可以按照栅格的尺寸移动到下一个栅格。

步骤202：将原点栅格划分到已扫描区域中，将原点栅格作为当前栅格。

具体地，已描绘区域中的栅格随着扫描的进行不断增加。

整个扫描过程从原点栅格开始。

步骤203：确定当前栅格的至少一个声呐波形。

具体地，区域栅格地图中每个栅格的声呐波形可以在构建区域栅格地图的过程中生成。

步骤204：在当前栅格中对初始栅格图的未扫描区域进行扫描，当扫描到与当前栅格相邻的栅格均是有障碍物的障碍栅格时，执行步骤205和步骤207；当扫描到与当前栅格相邻的栅格中均为没有障碍物的无障碍栅格时，执行步骤206；当扫描到与当前栅格相邻的栅格中同时存在无障碍栅格和障碍栅格时，执行步骤205和步骤206。

具体地，对于初始栅格图来说，已扫描区域以外的部分均为未扫描区域。针对障碍栅格，执行步骤205，针对无障碍栅格执行步骤206。

具体地，可以通过声呐技术对未扫描区域进行扫描。

步骤205：将障碍栅格划分到已扫描区域中。

具体地，通过该步骤使得区域栅格地图能够体现出目标区域中障碍物的位置。

步骤206：移动到任一无障碍栅格，将无障碍栅格划分到已扫描区域中，将无障碍栅格作为当前栅格，返回步骤203。

具体地，可以按照预设的规则选择需要移动到的无障碍栅格。举例来说，该预设的规则为：按照优先级确定需要移动到的无障碍栅格，该优先级可以为前方的无障碍栅格、右侧的无障碍栅格、左侧的无障碍栅格、后方的无障碍栅格。

步骤207：判断已扫描区域中是否存在目标栅格，如果是，则执行步骤208，否则，执行步骤209。

其中，目标栅格满足：目标栅格在已扫描区域的边缘，且目标栅格不是障碍栅格。

步骤208：移动到目标栅格，将目标栅格作为当前栅格，返回步骤203。

步骤209：根据已扫描区域，生成区域栅格地图。

具体地，最后得到的已扫描区域的边缘均是障碍栅格，无法在继续扫描。该已扫描区域中体现了区域的各个障碍物的位置，该已扫描区域就是该区域栅格地图。

步骤210：在当前位置发射定位声波。

具体地，在设备到达当前位置后，如果需要定位，则发射定位声波。

步骤211：接收定位声波的回声。

具体地，在当前位置接收定位声波的回声。

步骤212：根据定位声波的回声，确定当前位置对应的当前声呐波形。

具体地，可以在当前位置确定多个当前声呐波形，通过多个当前声呐波形提供更多的关于当前位置的特征，进而能够更加准确的定位。

步骤213：从区域栅格地图中的至少一个声呐波形中确定与当前声呐波形相似的目标声呐波形。

具体地，当存在多个当前声呐波形时，将每个当前声呐波形与区域栅格地图中的至少一个声呐波形进行比较。

步骤214：确定目标声呐波形对应的栅格为当前位置。

在本发明一实施例中，在确定区域地图中每个位置的至少一个声呐波形时，可以选择符合要求的声呐波形作为区域地图中的声呐波形，通过符合要求的至少一个声呐波形来标记各个位置。符合要求可以是指：波形的多峰明显、波形的幅值大于一定的阈值，多峰的空间分布超过一定的空间范围，等等。

在本发明一实施例中，回声可以通过8位的时间序列数字信号来实现。

声呐波形中一般包括多重反射干扰，在本发明实施例中，无需处理这些多重反射干扰，只需比较两个声呐波形的相似度即可，这些多重反射干扰并不会影响相似度的计算，进而不会影响定位的准确性。另外，基于多重反射干扰可以在声呐波形中体现更多的当前位置的信息，有利于更加准确的定位。

在本发明实施例中，目标区域可以是室内，区域地图为室内地图。通过本发明实施例可以是室内定位。

如图3所示，本发明实施例提供了一种定位的装置，包括：

构建单元301，用于构建目标区域的区域地图，确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形；

声呐单元302，用于在当前位置发射定位声波，接收所述定位声波的回声；

波形分析单元303，用于根据所述定位声波的回声，确定所述当前位置对应的当前声呐波形，从所述区域地图中的至少一个声呐波形中确定与所述当前声呐波形相似的目标声呐波形；

定位单元304，用于确定所述目标声呐波形对应的目标位置为所述当前位置。

在本发明一实施例中，所述区域地图包括：区域栅格地图；

所述构建单元，在执行所述构建区域地图时，具体用于执行：

A1：确定原点栅格，基于所述原点栅格建立初始栅格图；

A2：将所述原点栅格划分到已扫描区域中；

A3：将所述原点栅格作为当前栅格；

A4：在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格均是有障碍物的障碍栅格时，执行A5和A7，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中均为没有障碍物的无障碍栅格时，执行A6，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中同时存在所述无障碍栅格和所述障碍栅格时，执行A5和A6；

A5：将所述障碍栅格划分到所述已扫描区域中；

A6：移动到任一所述无障碍栅格，将所述无障碍栅格划分到所述已扫描区域中，将所述无障碍栅格作为当前栅格，返回A4；

A7：判断所述已扫描区域中是否存在目标栅格，如果是，则执行A8，否则，执行A9，其中，所述目标栅格满足：所述目标栅格在所述已扫描区域的边缘，且所述目标栅格不是所述障碍栅格；

A8：移动到所述目标栅格，将所述目标栅格作为当前栅格，返回A4；

A9：根据所述已扫描区域，生成所述区域栅格地图。

在本发明一实施例中，所述构建单元，在执行所述在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描时，具体用于：

针对在所述未扫描区域中与所述当前栅格相邻的每个相邻栅格，均执行：

从所述当前栅格向当前相邻栅格的方向发射扫描声波；

接收所述扫描声波的回声；

根据所述扫描声波的回声，确定扫描声呐波形；

根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离；

根据所述障碍距离，确定所述当前相邻栅格中是否存在障碍物，如果是，则确定所述当前相邻栅格为所述障碍栅格，否则，确定所述当前相邻栅格为所述无障碍栅格。

在本发明一实施例中，该装置进一步包括：

保存单元，用于保存回声强度阈值曲线，其中，所述回声强度阈值曲线是回声强度阈值随到达时间变化的曲线，所述到达时间为从发射出所述扫描声波到接收到回声的时间长度；

所述构建单元，在执行所述根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离时，具体用于：

确定所述扫描声呐波形中的至少一个波峰；

根据所述扫描声呐波形，确定每个所述波峰的到达时间；

根据每个所述波峰的到达时间和所述回声强度阈值曲线，确定每个所述波峰对应的回声强度阈值；

从所述至少一个波峰中，确定回声强度超过对应的所述回声强度阈值的至少一个目标波峰；

确定所述至少一个目标波峰中最小的到达时间；

根据公式一，确定所述障碍距离，其中，所述公式一为：

其中，L为所述障碍距离，T为所述最小的到达时间，S为声速。

在本发明一实施例中，所述构建单元，在执行所述确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形时，用于：

针对每个所述无障碍栅格，执行：

在当前无障碍栅格中，分别向至少一个预设方向发射初始声波，分别接收每个所述预设方向的所述初始声波的回声，根据每个所述预设方向的所述初始声波的回声，确定所述当前无障碍栅格在每个所述预设方向的声呐波形。

在本发明一实施例中，该装置进一步包括：

修正单元，用于利用所述当前声呐波形替换所述目标位置的所述目标声呐波形。

在本发明一实施例中，该装置可以是扫地机器人。

在本发明一实施例中，声呐单元可以通过声呐传感器来实现。声呐单元可以通过单个超声探测器来实现。

声呐单元可以满足以下条件的设备实现：精度小于1cm，发射出的声波的张角为30度，盲区为30cm，最大有效检测范围是4m，声波的频率是40kHz。完成该一次测量最少需要用时24ms。

上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

针对区域地图中的位置A，确定了针对同一个方向的三个声呐波形，分别如图4、图5和图6所示。

针对区域地图中的位置B，确定了针对同一个方向的三个声呐波形，分别如图7、图8和图9所示。

图中从左向右的横向的线为回声强度阈值曲线。图中的纵坐标为回声强度，横坐标为到达时间(单位是us)。

由图4、图5和图6可见，尽管这三个声呐波形不是完全相同，但是，这三个声呐波形中超过回声强度阈值曲线的波峰的分布比较相似，这些波峰对应的到达时间的分布比较接近，三个声呐波形存在较大的相似性。

由图7、图8和图9可见，尽管这三个声呐波形不是完全相同，但是，这三个声呐波形中超过回声强度阈值曲线的波峰的分布比较相似，这些波峰对应的到达时间的分布比较接近，三个声呐波形存在较大的相似性。

因此，通过声呐波形可以标记某个位置。

另外，从图中可以看到较多的没有超过回声强度阈值曲线的波峰，这些波峰一般是多重反射干扰。对于同一个位置，这些多重反射干扰也比较相似，因此，通过这些多重反射干扰能够提供更多的特征，进而能够更准确的标记对应的位置。

本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，构建目标区域的区域地图，通过声呐波形对区域地图中的每个位置进行标记，当需要定位时，发射定位声波，生成当前声呐波形，将当前声呐波形与区域地图的至少一个声呐波形比较，确定出相似的目标声呐波形，该目标声呐波形对应的目标位置为当前位置，该定位过程无需依赖对移动距离和移动方向的记录，不存在误差累积的问题，进而能够更加准确地定位。

2、在本发明实施例中，不对声呐波形中的多重反射干扰，只需比较两个声呐波形的相似度即可，这些多重反射干扰并不会影响相似度的计算，进而不会影响定位的准确性。另外，基于多重反射干扰可以在声呐波形中体现更多的当前位置的信息，有利于更加准确的定位。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种定位的方法，其特征在于，

预先构建目标区域的区域地图，确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形；

包括：

在当前位置发射定位声波；

接收所述定位声波的回声；

根据所述定位声波的回声，确定所述当前位置对应的当前声呐波形；

从所述区域地图中的至少一个声呐波形中确定与所述当前声呐波形相似的目标声呐波形；

确定所述目标声呐波形对应的目标位置为所述当前位置；

所述区域地图包括：区域栅格地图；

所述预先构建区域地图，包括：

A1：确定原点栅格，基于所述原点栅格建立初始栅格图；

A2：将所述原点栅格划分到已扫描区域中；

A3：将所述原点栅格作为当前栅格；

A4：在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格均是有障碍物的障碍栅格时，执行A5和A7；当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中均为没有障碍物的无障碍栅格时，执行A6；当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中同时存在所述无障碍栅格和所述障碍栅格时，执行A5和A6；

A5：将所述障碍栅格划分到所述已扫描区域中；

A6：移动到任一所述无障碍栅格，将所述无障碍栅格划分到所述已扫描区域中，将所述无障碍栅格作为当前栅格，返回A4；

A7：判断所述已扫描区域中是否存在目标栅格，如果是，则执行A8，否则，执行A9，其中，所述目标栅格满足：所述目标栅格在所述已扫描区域的边缘，且所述目标栅格不是所述障碍栅格；

A8：移动到所述目标栅格，将所述目标栅格作为当前栅格，返回A4；

A9：根据所述已扫描区域，生成所述区域栅格地图；

所述在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描，包括：

针对在所述未扫描区域中与所述当前栅格相邻的每个相邻栅格，均执行：

从所述当前栅格向当前相邻栅格的方向发射扫描声波；

接收所述扫描声波的回声；

根据所述扫描声波的回声，确定扫描声呐波形；

根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离；

根据所述障碍距离，确定所述当前相邻栅格中是否存在障碍物，如果是，则确定所述当前相邻栅格为所述障碍栅格，否则，确定所述当前相邻栅格为所述无障碍栅格；

进一步包括：

预先设置回声强度阈值曲线，其中，所述回声强度阈值曲线是回声强度阈值随到达时间变化的曲线，所述到达时间为从发射出所述扫描声波到接收到回声的时间长度；

所述根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离，包括：

确定所述扫描声呐波形中的至少一个波峰；

根据所述扫描声呐波形，确定每个所述波峰的到达时间；

根据每个所述波峰的到达时间和所述回声强度阈值曲线，确定每个所述波峰对应的回声强度阈值；

从所述至少一个波峰中，确定回声强度超过对应的所述回声强度阈值的至少一个目标波峰；

确定所述至少一个目标波峰中最小的到达时间；

根据公式一，确定所述障碍距离，其中，所述公式一为：

其中，L为所述障碍距离，T为所述最小的到达时间，S为声速。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形，包括：

针对每个所述无障碍栅格，执行：

在当前无障碍栅格中，分别向至少一个预设方向发射初始声波，分别接收每个所述预设方向的所述初始声波的回声，根据每个所述预设方向的所述初始声波的回声，确定所述当前无障碍栅格在每个所述预设方向的声呐波形。

3.一种定位的装置，其特征在于，包括：

构建单元，用于构建目标区域的区域地图，确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形；

声呐单元，用于在当前位置发射定位声波，接收所述定位声波的回声；

波形分析单元，用于根据所述定位声波的回声，确定所述当前位置对应的当前声呐波形，从所述区域地图中的至少一个声呐波形中确定与所述当前声呐波形相似的目标声呐波形；

定位单元，用于确定所述目标声呐波形对应的目标位置为所述当前位置；

所述区域地图包括：区域栅格地图；

所述构建单元，在执行所述构建区域地图时，具体用于执行：

A1：确定原点栅格，基于所述原点栅格建立初始栅格图；

A2：将所述原点栅格划分到已扫描区域中；

A3：将所述原点栅格作为当前栅格；

A4：在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格均是有障碍物的障碍栅格时，执行A5和A7，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中均为没有障碍物的无障碍栅格时，执行A6，当扫描到与所述当前栅格相邻的栅格中同时存在所述无障碍栅格和所述障碍栅格时，执行A5和A6；

A5：将所述障碍栅格划分到所述已扫描区域中；

A6：移动到任一所述无障碍栅格，将所述无障碍栅格划分到所述已扫描区域中，将所述无障碍栅格作为当前栅格，返回A4；

A7：判断所述已扫描区域中是否存在目标栅格，如果是，则执行A8，否则，执行A9，其中，所述目标栅格满足：所述目标栅格在所述已扫描区域的边缘，且所述目标栅格不是所述障碍栅格；

A8：移动到所述目标栅格，将所述目标栅格作为当前栅格，返回A4；

A9：根据所述已扫描区域，生成所述区域栅格地图；

所述构建单元，在执行所述在所述当前栅格中对所述初始栅格图的未扫描区域进行扫描时，具体用于：

针对在所述未扫描区域中与所述当前栅格相邻的每个相邻栅格，均执行：

从所述当前栅格向当前相邻栅格的方向发射扫描声波；

接收所述扫描声波的回声；

根据所述扫描声波的回声，确定扫描声呐波形；

根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离；

根据所述障碍距离，确定所述当前相邻栅格中是否存在障碍物，如果是，则确定所述当前相邻栅格为所述障碍栅格，否则，确定所述当前相邻栅格为所述无障碍栅格；

进一步包括：

保存单元，用于保存回声强度阈值曲线，其中，所述回声强度阈值曲线是回声强度阈值随到达时间变化的曲线，所述到达时间为从发射出所述扫描声波到接收到回声的时间长度；

所述构建单元，在执行所述根据所述扫描声呐波形，确定与所述当前栅格最接近的障碍物的障碍距离时，具体用于：

确定所述扫描声呐波形中的至少一个波峰；

根据所述扫描声呐波形，确定每个所述波峰的到达时间；

根据每个所述波峰的到达时间和所述回声强度阈值曲线，确定每个所述波峰对应的回声强度阈值；

从所述至少一个波峰中，确定回声强度超过对应的所述回声强度阈值的至少一个目标波峰；

确定所述至少一个目标波峰中最小的到达时间；

根据公式一，确定所述障碍距离，其中，所述公式一为：

其中，L为所述障碍距离，T为所述最小的到达时间，S为声速。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述构建单元，在执行所述确定所述区域地图中每个位置的至少一个声呐波形时，用于：

针对每个所述无障碍栅格，执行：

在当前无障碍栅格中，分别向至少一个预设方向发射初始声波，分别接收每个所述预设方向的所述初始声波的回声，根据每个所述预设方向的所述初始声波的回声，确定所述当前无障碍栅格在每个所述预设方向的声呐波形。

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