CN109946715B - 探测方法、装置、移动机器人及存储介质 - Google Patents

探测方法、装置、移动机器人及存储介质 Download PDF

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Abstract

一种探测方法、装置、移动机器人及存储介质,属于智能机器人技术领域。该方法应用于移动机器人中,包括:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图。基于第一区域环境地图确定探测目标点,基于探测目标点生成第一探测路径,移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图。当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人基于第二区域环境地图生成第一探测路线,根据该第一探测路径确定第三区域环境地图;循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。本申请实施例减少了移动机器人建图耗时,提高了工作效率。

Description

探测方法、装置、移动机器人及存储介质
技术领域
本申请涉及智能机器人技术领域,特别涉及一种探测方法、装置、移动机器人及存储介质。
背景技术
目前,诸如扫地机器人、拖地机器人之类的移动机器人得到广泛的应用。该类移动机器人在工作过程中一般需要对区域环境进行探测,以便于根据探测结果绘制区域环境的地图,从而基于该地图自动完成区域环境的清洁等工作。
在现有技术中,一种移动机器人配合一基站使用,基站用于清洁移动机器人或者供移动机器人充电,移动机器人以地毯式的搜索方式按照弓字型移动轨迹从基站位置开始向外围搜索探测,在移动过程中使用传感器进行探测,直到遍历探测完所有可行区域后,使用探测得到的探测数据,绘制区域环境的地图。
然而,在上述实现方式中,当移动机器人需要回基站清洁或者充电时,来回往返基站,在该过程中对已探测区域进行重复探测,降低工作效率,除此之外,因移动机器人需要遍历完所有可行区域,从而导致移动机器人建图耗时较长、工作效率低。
发明内容
本申请实施例提供了一种探测方法、装置、移动机器人及存储介质,可以解决移动机器人重复探测、建图耗时较长、工作效率较低的问题。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种探测方法,应用于移动机器人中对一区域环境进行探测,以绘制出区域环境地图,其特征在于,所述移动机器人上设有探测传感器,通过探测传感器的探测结合移动机器人的行为路径规划,逐步拓展区域环境地图,直到最终完成整个区域环境地图的生成,其中,探测传感器探测到的区域为已探测区域,探测传感器未探测到的区域为未探测区域;
所述方法包括:
步骤S1:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物;
步骤S2:基于所述第一区域环境地图确定探测目标点,所述探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于所述探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围;
步骤S3:移动机器人按照所述第一探测路径移动的过程中,通过所述探测传感器探测所述区域环境获得第二区域环境地图,所述第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息;
步骤S4:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,所述第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息;循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图;
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
在本申请一种可能的实现方式中,
所述步骤S1:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括当前移动机器人可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域的方法,包括:
当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,将该两障碍物之间的区域设为警告区域,所述外轮廓信息还包括所述警告区域。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S2:基于所述第一区域环境地图确定探测目标点的方法包括:
步骤S201:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点;
步骤S202:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对所述探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S2:基于所述探测目标点生成第一探测路径的方法包括:
步骤S203:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可探测到探测目标点;
步骤S204:移动机器人以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成所述第一探测路径。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S201:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点的方法,包括:
确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点的方法,包括:
从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S203:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定探测路径终点的方法,包括:
将所述探测目标点确定为探测路径终点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S203:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点的方法,包括:
在预设的顺时针或者逆时针的方向上,第一探测路径终点在探测目标点之前。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤204:基于第一探测路径起点及第一探测路径终点,生成所述第一探测路径的方法,包括:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度为移动机器人当前所在的位置和第一探测路径终点之间的最短路径的长度。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤204:基于第一探测路径起点及第一探测路径终点,生成所述第一探测路径的方法,包括:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度和最短路径的长度的差值在距离阈值范围内,所述最短路径是指所述第一探测路径起点与所述第一探测路径终点之间的最短路径。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S4:移动机器人检测到其执行探测路径结束的方法,包括:
当移动机器人移动到第一探测路径终点所在位置时,确定探测路径结束。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S4:移动机器人检测到其执行探测路径结束的方法,包括:
当探测到的区域环境地图中的探测目标点的周围变成已探测区域时,确定探测路径结束。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S4:移动机器人检测到其执行探测路径结束的方法,包括:
移动机器人探测到第一探测路径上存在障碍物时,确定探测路径结束。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S4:移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图的方法,包括:
当检测到区域环境外轮廓为封闭的障碍物区域时,确定绘制完整个区域环境地图。
在本申请一种可能的实现方式中,所述步骤S4:移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图的方法,包括:
当移动机器人找不到所述探测目标点,确定绘制完整个区域环境地图。
在本申请一种可能的实现方式中,所述探测传感器为激光雷达,所述移动机器人还包括非激光雷达探测传感器;
所述探测数据包括所述激光雷达探测到的数据和所述非激光雷达探测传感器探测到的数据。
第二方面,提供了一种探测装置,配置于移动机器人中对一区域环境进行探测,以绘制出区域环境地图,其特征在于,所述移动机器人上设有探测传感器,通过探测传感器的探测结合移动机器人的行为路径规划,逐步拓展区域环境地图,直到最终完成整个区域环境地图的生成,其中,探测传感器探测到的区域为已探测区域,探测传感器未探测到的区域为未探测区域;
所述装置包括:
获取模块,用于通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物;
确定模块,用于基于所述第一区域环境地图确定探测目标点,所述探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于所述探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围;
探测模块,用于按照所述第一探测路径移动的过程中,通过所述探测传感器探测所述区域环境获得第二区域环境地图,所述第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息;
循环模块,用于当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,所述第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息;循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图;
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
在本申请一种可能的实现方式中,所述获取模块用于:
当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,将该两障碍物之间的区域设为警告区域,所述外轮廓信息还包括所述警告区域。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块用于:
从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点;
从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对所述探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块用于:
以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可探测到探测目标点;
以探测路径起点为起点,以探测路径终点为终点,生成所述探测路径。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块用于:
确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块用于:
从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块用于:
将所述探测目标点确定为探测路径终点。
在本申请一种可能的实现方式中,在预设的顺时针或者逆时针的方向上,第一探测路径终点在探测目标点之前。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块用于:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度为移动机器人当前所在的位置和第一探测路径终点之间的最短路径的长度。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块用于:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度和最短路径的长度的差值在距离阈值范围内,所述最短路径是指所述第一探测路径起点与所述第一探测路径终点之间的最短路径。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块用于:
当移动机器人移动到第一探测路径终点所在位置时,确定探测路径结束。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块用于:
当探测到的区域环境地图中的探测目标点的周围变成已探测区域时,确定探测路径结束。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块用于:
当移动机器人探测到第一探测路径上存在障碍物时,确定探测路径结束。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块用于:
当检测到区域环境外轮廓为封闭的障碍物区域时,确定绘制完整个区域环境地图。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块用于:
当移动机器人找不到所述探测目标点时,确定绘制完整个区域环境地图。
在本申请一种可能的实现方式中,所述探测传感器为激光雷达,所述移动机器人还包括非激光雷达探测传感器;
所述探测数据包括所述激光雷达探测到的数据和所述非激光雷达探测传感器探测到的数据。
第三方面,提供了一种移动机器人,所述移动机器人上设有探测传感器;
所述移动机器人包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为实现上述第一方面所述的探测方法。
第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有指令,所述指令被处理器执行时实现上述第一方面所述的探测方法。
第五方面,提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在设备上运行时,使得设备执行上述第一方面所述的探测方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
移动机器人通过探测传感器对区域环境进行探测确定第一区域环境地图,该第一区域环境地图包括已探测区域的外轮廓信息和未探测区域。基于该第一区域环境地图确定需要进行探测的位置对应的探测目标点,根据该探测目标点确定第一探测路径的第一探测路径终点,如此,基于探测第一区域环境地图时当前所在位置和第一探测路径终点生成第一探测路径。移动机器人沿着第一探测路径移动且在移动过程中通过探测传感器进行探测得到探测数据,当检测到执行探测路径结束时,基于得到的探测数据确定下一次探测路径,即确定第二探测路径,并基于第二探测路径执行探测操作,得到第二区域环境地图,如此循环执行确定探测路径生成区域环境地图的操作,以逐步拓展区域环境地图,直到移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。移动机器人每次都是基于生成的探测路径对区域环境进行探测,避免来回往返基站过程中对已探测区域进行重复探测的问题,提高了工作效率,此外,移动机器人不需要遍历完所有可行区域,从而减少了移动机器人建图耗时。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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是根据一示例性实施例示出的一种移动机器人的立体结构示意图;
图2是根据另一示例性实施例示出的一种移动机器人的结构示意图;
图3是根据另一示例性实施例示出的一种移动机器人的结构示意图;
图4是根据另一示例性实施例示出的一种移动机器人的结构示意图;
图5是根据另一示例性实施例示出的一种移动机器人的结构示意图;
图6是根据一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图7是根据一示例性实施例示出的一种基站的示意图;
图8是根据另一示例性实施例示出的一种移动机器人的结构示意图;
图9是根据另一示例性实施例示出的一种移动机器人的结构示意图;
图10是根据一示例性实施例示出的一种区域环境地图的示意图;
图11是根据另一示例性实施例示出的一种区域环境地图的示意图;
图12是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图13是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图14是根据一示例性实施例示出的一种区域环境外轮廓的示意图;
图15是根据一示例性实施例示出的一种未探测区域的示意图;
图16是根据一示例性实施例示出的一种合并地图的示意图;
图17是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图18是根据一示例性实施例示出的一种探测地图的示意图;
图19是根据一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图20是根据一示例性实施例示出的一种区域环境地图的示意图;
图21是根据一示例性实施例示出的一种区域环境地图的示意图;
图22是根据一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图23是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图24是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图25是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图26是根据一示例性实施例示出的一种遍历轨迹的示意图;
图27是根据另一示例性实施例示出的一种区域环境地图的示意图;
图28是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图29是根据一示例性实施例示出的一种区域环境的示意图;
图30是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图31是根据一示例性实施例示出的一种区域环境地图的示意图;
图32是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图33是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图34是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图35是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法流程图;
图36是根据一示例性实施例示出的一种区域环境的探测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在对本申请实施例提供的探测方法进行详细介绍之前,先对本申请实施例涉及的执行主体进行介绍。本申请实施例提供的探测方法可以由移动机器人来执行,该移动机器人可以为清洁机器人、仓储机器人、展会机器人等。其中,清洁机器人可用于对地面进行自动清洁,清洁机器人的应用场景可以为家庭室内清洁、大型场所清洁等,在一些实施例中,该清洁机器人可以包括但不限于扫地机器人、拖地机器人。
请参考图1,图1为本申请实施例提供的清洁机器人100的立体示意图,图2为图1所示清洁机器人100拆除部分壳体后的结构示意图。
清洁机器人100的类型包括扫地机器人1001、和拖地机器人1002等。
如图1和图2所示,清洁机器人100包括机器人主体101、驱动电机102、传感器单元103、控制器104、电池105、行走单元106、存储器107、通信单元108、机器人交互单元109、清洁件、和充电部件111等。
机器人主体101可以为圆形结构、方形结构等。在本申请实施例中,以机器人主体101为D字形结构为例进行说明。如图1所示,机器人主体101前部为倒圆角的矩形结构,后部为半圆形结构。在本申请实施例中,机器人主体101为左右对称结构。
清洁件用于对地面进行清洁,清洁件的数量可以为一个或多个。清洁件设置在机器人主体101的底部,具体为机器人主体101的底部靠前的位置。在机器人主体101内部设有驱动电机102,在机器人主体101的底部伸出两个转轴,清洁件套接在转轴上。驱动电机102可带动转轴旋转,从而转轴带动清洁件旋转。
如图3所示,对于拖地机器人1002来说,清洁件具体为拖擦件1101,拖擦件1101例如为拖布。拖擦件1101用于对地面进行拖地清洁。
如图4所示,对于扫地机器人1001来说,清洁件具体为边刷1102,边刷1102用于对地面进行扫地清洁。扫地机器人1001还设有吸尘装置,吸尘装置包括设置在机器人主体101的底部的吸尘口1121和设置在机器人主体101内部的尘盒1122和风机1123。边刷1102设置在扫地机器人1001底部的转轴上,转轴带动边刷1102后,转动的边刷1102将灰尘等垃圾扫到扫地机器人1001底部的吸尘口1121附近,因风机1123的抽吸作用,这些垃圾被吸入吸尘口1121,通过吸尘口1121进入尘盒1122中进行暂存。
在本申请实施例中,清洁机器人100的清洁件可以设置为可拆卸的连接方式,在需要进行拖地清洁时,将拖擦件1101安装到机器人主体101的底部;在需要进行扫地清洁时,使用边刷1102替换拖擦件1101,将边刷1102安装到机器人主体101的底部。
行走单元106为与清洁机器人100的移动相关的部件,行走单元106包括驱动轮1061和万向轮1062。万向轮1062和驱动轮1061配合实现清洁机器人100的转向和移动。在机器人主体101的底面靠后部的位置,左右两边各设置一个驱动轮1061。万向轮1062设置在机器人主体101的底面的中心线上,且位于两个清洁件之间。
其中,每一驱动轮1061上设有驱动轮电机,在驱动轮电机的带动下,驱动轮1061转动。驱动轮1061转动后,带动清洁机器人100移动。通过控制左右驱动轮1061的转速差,可控制清洁机器人100的转向角度。
图5是图1所示清洁机器人100的另一结构示意图。
控制器104设置在机器人主体101内部,控制器104用于控制清洁机器人100执行具体的操作。该控制器104例如可以为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、或微处理器(Microprocessor)等。如图5所示,控制器104与电池105、存储器107、驱动电机102、行走单元106、传感器单元103、以及机器人交互单元109等部件电连接,以对这些部件进行控制。
电池105设置在机器人主体101内部,电池105用于为清洁机器人100提供电力。
机器人主体101上还设有充电部件111,该充电部件111用于从清洁机器人100的外部设备获取电力,从而向电池105进行充电。
存储器107设置在机器人主体101上,存储器107上存储有程序,该程序被控制器104执行时实现相应的操作。存储器107还用于存储供清洁机器人100使用的参数。其中,存储器107包括但不限于磁盘存储器、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM)、光学存储器等。
通信单元108设置在机器人主体101上,通信单元108用于让清洁机器人100和外部设备进行通信,通信单元108包括但不限于无线保真(WIreless-Fidelity,WI-FI)通信模块1081和短距离通信模块1082等。清洁机器人100可以通过WI-FI通信模块1081连接WI-FI路由器,从而与终端进行通信。清洁机器人100通过短距离通信模块1082与基站进行通信。其中,基站为配合清洁机器人100使用的设备。
在机器人主体101上设置的传感器单元103包括各种类型的传感器,例如激光雷达1031、碰撞传感器1032、距离传感器1033、跌落传感器1034、计数器1035、和陀螺仪1036等。
激光雷达1031设置在机器人主体101的顶部,在工作时,激光雷达1031旋转,并通过激光雷达1031上的发射器发射激光信号,激光信号被障碍物反射,从而激光雷达1031的接收器接收障碍物反射回的激光信号。激光雷达1031的电路单元通过对接收的激光信号进行分析,可得到周围的区域环境信息,例如障碍物相对激光雷达1031的距离和角度等。
碰撞传感器1032包括碰撞壳体10321和触发传感器10322。碰撞壳体10321包绕机器人主体101的头部,具体来说,碰撞壳体10321设置在机器人主体101的头部和机器人主体101的左右两侧的靠前位置。触发传感器10322设置在机器人主体101内部且位于碰撞壳体10321之后。在碰撞壳体10321和机器人主体101之间设有弹性缓冲件。当清洁机器人100通过碰撞壳体10321与障碍物碰撞时,碰撞壳体10321向清洁机器人100内部移动,且压缩弹性缓冲件。在碰撞壳体10321向清洁机器人100内部移动一定距离后,碰撞壳体10321与触发传感器10322接触,触发传感器10322被触发产生信号,该信号可发送到机器人主体101内的控制器104,以进行处理。在碰完障碍物后,清洁机器人100远离障碍物,在弹性缓冲件的作用下,碰撞壳体10321移回原位。可见,碰撞传感器1032可对障碍物进行检测,以及当碰撞到障碍物后,起到缓冲作用。
距离传感器1033具体可以为红外探测传感器,可用于探测障碍物至距离传感器1033的距离。距离传感器1033设置在机器人主体101的侧面,从而通过距离传感器1033可测出位于清洁机器人100侧面附近的障碍物至距离传感器1033的距离值。
跌落传感器1034设置在机器人主体101的底部边缘,数量可以为一个或多个。当清洁机器人100移动到地面的边缘位置时,通过跌落传感器1034可探测出清洁机器人100有从高处跌落的风险,从而执行相应的防跌落反应,例如清洁机器人100停止移动、或往远离跌落位置的方向移动等。
在机器人主体101的内部还设有计数器1035和陀螺仪1036。计数器1035用于对驱动轮1061的转动角度总数进行累计,以计算出驱动轮1061驱动清洁机器人100移动的距离长度。陀螺仪1036用于检测清洁机器人100转动的角度,从而可确定出清洁机器人100的朝向。
机器人交互单元109设置在机器人主体101上,用户可通过机器人交互单元109和清洁机器人100进行交互。机器人交互单元109例如包括开关按钮1091、和扬声器1092等部件。用户可通过按压开关按钮1091,控制清洁机器人100启动工作或停止工作。清洁机器人100可通过扬声器1092向用户播放提示音。
应该理解,本申请实施例描述的清洁机器人100只是一个具体示例,并不对本申请实施例的清洁机器人100构成具体限定,本申请实施例的清洁机器人100还可以为其它的具体实现方式。例如,在其它的实现方式中,清洁机器人可以比图1所示的清洁机器人100有更多或更少的部件。
在本申请实施例中,该探测方法应用于移动机器人中,用于对一区域环境进行探测,以绘制出整个区域环境地图。其中,该移动机器人上设有探测传感器,移动机器人通过该探测传感器的探测,以及结合移动机器人的行为路径规划逐步拓展区域环境地图,直到最终完成整个区域环境地图的生成,其中,探测传感器探测到的区域为已探测区域,探测传感器未探测到的区域为未探测区域。接下来将结合附图通过如下各个实施例对本申请提供的探测方法进行详细介绍。
实施例1
图6是根据一示例性实施例示出的一种探测方法流程图,本实施例以该探测方法应用于移动机器人中进行举例说明,该探测方法可以包括如下几个步骤:
步骤S1:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
在日常生活中,诸如清洁机器人之类的移动机器人在对一区域环境的地面进行清洁之前,可以通过自身的探测传感器对区域环境进行探测。在实施中,移动机器人可以分多次对区域环境进行探测,请参考图7,在探测区域环境前,移动机器人可以停靠在与该移动机器人配合使用的基站内,作为一种示例,该基站可以停靠在区域环境靠墙的位置放置。在初次探测时,移动机器人从基站驶出,向某个方向移动一定距离,并在移动过程中通过自身的探测传感器对区域环境进行探测,得到初始的探测数据。移动机器人根据初始的探测数据绘制第一区域环境地图,具体地,根据初始的探测数据在第一区域环境地图中绘制区域环境的外轮廓信息。
其中,本申请实施例所述的探测传感器为激光雷达,该移动机器人还包括非激光雷达探测传感器,该探测数据包括该激光雷达探测到的数据和该非激光雷达探测传感器探测到的数据。
请参考图8,移动机器人探测区域环境的方式可以包括使用激光雷达探测、使用非激光雷达探测传感器探测等。具体来说,在机器人的顶部设置有激光雷达,该激光雷达可发射激光信号和接收被反射的激光信号,以对区域环境障碍物进行探测。该激光雷达可以为探测二维信息的激光雷达,或者探测三维信息的激光雷达。在一些实施例中,上述非激光雷达探测传感器可以为距离传感器、碰撞传感器等,请参考图9,在移动机器人的头部设有碰撞传感器,该碰撞传感器可以包括碰撞壳体和触发传感器,该碰撞壳体可相对移动机器人主体进行弹性伸缩,当该碰撞壳体碰撞到障碍物后,会触发设置在移动机器人主体内的触发传感器产生触发信号。在移动机器人的侧壁设有距离传感器,距离传感器用于测量距离传感器至障碍物的距离,譬如该距离传感器可以为红外距离传感器。
在本实施例中以使用激光雷达进行探测为主,以使用非激光雷达探测传感器为辅,该非激光雷达传感器可以用于探测该激光雷达探测不到的障碍物,譬如低于激光雷达的探测平面的障碍物、玻璃、大理石等障碍物。其中,该激光雷达探测得到的探测数据包括障碍物信息、通行区域信息,障碍物信息用于指示障碍物所在位置,通行区域信息用于指示通行区域,障碍物与激光雷达之间的区域(即激光不被反射的区域)即为通行区域。其中,该非激光雷达探测传感器探测得到的探测数据包括障碍物信息。
步骤S2:基于第一区域环境地图确定探测目标点,该探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于该探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在一些实施例中,该第一区域环境地图包括已探测区域和未探测区域,该已探测区域为被该探测传感器探测过的区域,该未探测区域为该探测传感器未探测过的区域,该已探测区域包括通行区域,该通行区域表示该移动机器人可通行的区域。请参考图10,该图10是根据一示例性实施例示出的一种第一区域环境地图的示意图,其中,该第一区域环境地图中的已探测区域具体为移动机器人通过激光雷达和/或非激光雷达探测传感器探测的区域,该已探测区域包括区域环境外轮廓和通行区域。进一步地,该已探测区域还可以包括移动机器人、基站、中间障碍物,也即是,在绘制第一区域环境地图中,移动机器人可以标识出基站的位置,如前文所述,在执行探测之前机器人停靠在基站中,因此可以根据移动机器人已移动的距离和角度,确定出基站的位置,从而将基站的位置标识到该第一区域环境地图上。另外,该未探测区域为移动机器人未探测的区域,对未探测区域移动机器人不能确定是通行区域还是障碍物所在的位置。因激光雷达的激光信号探测范围有限,激光雷达探测不到探测范围外的区域环境,以及激光雷达的激光信号被障碍物阻挡时,激光雷达探测不到被障碍物阻挡的区域的信息,这些激光雷达探测不到的区域即为未探测区域。
移动机器人在该第一区域环境地图中确定探测目标点,示例性的,该探测目标点如图11所示,基于该探测目标点确定第一探测路径终点,其中,该第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围,以保证移动机器人在第一探测路径终点能够探测到该探测目标点。示例性的,在参考时针方向上,第一探测路径终点在探测目标点之前,该参考时针方向可以为顺时针方向,或者,该参考时针方向也可以为逆时针方向。之后,基于该第一探测路径终点和第一探测路径起点,生成第一探测路径。
步骤S3:移动机器人在按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测所述区域环境获得第二区域环境地图,所述第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
移动机器人生成第一探测路径后,从第一探测路径起点开始沿着第一探测路径移动,且在移动过程中通过探测传感器继续对区域环境进行探测,得到第二次的探测数据,进一步地,该第二次的探测数据还可以包括非激光雷达探测传感器探测得到的数据。之后,移动机器人利用第二次探测得到的探测数据更新初次探测时得到的第一区域环境地图,从而得到该第二区域环境地图。
步骤S4:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
移动机器人在沿着第一探测路径移动的过程中,当检测到执行探测路径结束时,说明本次探测结束,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点,并基于第二区域环境地图生成下一次的探测路径,即生成第二探测路径。在实施中,该移动机器人基于第二区域环境地图确定下一个探测目标点,然后基于该下一个探测目标点确定该第二探测路径的第二探测路径终点,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点,生成第二探测路径起点与第二探测路径终点之间的第二探测路径。然后移动机器人继续沿着第二探测路径移动并在移动过程中通过探测传感器进行探测,得到探测数据,该移动机器人基于探测数据更新第二区域环境地图,得到第三区域环境地图。当移动机器人检测到未绘制完整个区域环境地图时,继续基于第三区域环境地图,生成下一次的探测路径,并基于下一次的探测路径确定第四区域环境地图,直到移动机器人生成第n区域环境地图并检测到绘制完整个区域环境地图时,结束所有操作,将该第n区域环境地图确定为该区域环境的区域环境地图,其中,该第n区域环境地图包括移动机器人在第n次移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第n-1区域环境地图中的外轮廓信息。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
在本申请实施例中,移动机器人通过探测传感器对区域环境进行探测确定第一区域环境地图,该第一区域环境地图包括已探测区域的外轮廓信息和未探测区域。基于该第一区域环境地图确定需要进行探测的位置对应的探测目标点,根据该探测目标点确定第一探测路径的第一探测路径终点,如此,基于探测第一区域环境地图时当前所在位置和第一探测路径终点生成第一探测路径。移动机器人沿着第一探测路径移动且在移动过程中通过探测传感器进行探测得到探测数据,当检测到执行探测路径结束时,基于得到的探测数据确定下一次探测路径,即确定第二探测路径,并基于第二探测路径执行探测操作,得到第二区域环境地图,如此循环执行确定探测路径生成区域环境地图的操作,以逐步拓展区域环境地图,直到移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。移动机器人每次都是基于生成的探测路径对区域环境进行探测,避免来回往返基站过程中对已探测区域进行重复探测的问题,提高了工作效率,此外,移动机器人不需要遍历完所有可行区域,从而减少了移动机器人建图耗时。
实施例2
请参考图12,在另一实施例中,该探测方法可以包括如下实现过程:
步骤1201:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1。
作为一种示例,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,该两障碍物之间的区域设为警告区域,区域环境外轮廓信息还包括该警告区域。
其中,该距离阈值可以由用户根据实际需求进行设置,也可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不作限定。譬如,可以设置为移动机器人宽度的1.5倍。
该警告区域是指不需要探测的区域,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的距离小于距离阈值时,移动机器人无法行驶至该区域内工作,所以可以将该区域设置为警告区域,将该警告区域连同游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物一起作为区域环境外轮廓。
步骤1202:基于第一区域环境地图确定探测目标点,该探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于该探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在一些实施例中,该第一区域环境地图为栅格地图,该第一区域环境地图包括已探测区域和未探测区域,该已探测区域为被该探测传感器探测过的区域,该未探测区域为该探测传感器未探测过的区域,该已探测区域包括通行区域,该通行区域表示该移动机器人可通行的区域。
请参考图11,该图11是根据一示例性实施例示出的一种第一区域环境地图的示意图,该第一区域环境地图的表现形式为栅格地图,通过栅格地图的栅格可以表示已探测区域和未探测区域。其中,该第一区域环境地图中的已探测区域具体为移动机器人通过激光雷达和/或非激光雷达探测传感器探测的区域,该已探测区域包括第一区域环境外轮廓和通行区域。进一步地,该已探测区域还可以包括移动机器人、基站、中间障碍物,也即是,在绘制第一区域环境地图中,移动机器人可以标识出基站的位置,如前文所述,在执行探测之前机器人停靠在基站中,因此可以根据移动机器人已移动的距离和角度,确定出基站的位置,从而将基站的位置标识到该第一区域环境地图上。另外,该未探测区域为移动机器人未探测的区域,对未探测区域移动机器人不能确定是通行区域还是障碍物所在的位置。因激光雷达的激光信号探测范围有限,激光雷达探测不到探测范围外的区域环境,以及激光雷达的激光信号被障碍物阻挡时,激光雷达探测不到被障碍物阻挡的区域的信息,这些激光雷达探测不到的区域即为未探测区域。
该移动机器人基于该第一区域环境地图,在表示边缘障碍物的栅格上确定探测目标点,作为一种实例,该探测目标点为该已探测区域和未探测区域之间的交界栅格上的点。该移动机器人确定该探测目标点之后,可以以该探测目标点为中心,确定探测传感器的探测范围,然后在该探测范围内确定第一探测路径终点,示例性的,该移动机器人可以将所确定的探测范围内的任意一点作为该第一探测路径终点。该移动机器人以探测第一区域环境地图时当前所在位置为第一探测路径起点,生成该第一探测路径起点与第一该探测路径终点之间的探测路径。移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置也就是指移动机器人根据第一次探测的数据绘制第一区域环境地图的位置。
步骤1203:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
移动机器人生成第一探测路径后,从第一探测路径起点开始沿着第一探测路径移动,且在移动过程中通过探测传感器继续对区域环境进行探测,得到第二次的探测数据,进一步地,该第二次的探测数据还可以包括非激光雷达探测传感器探测得到的数据。之后,移动机器人利用第二次探测得到的探测数据更新初次探测时得到的第一区域环境地图,从而得到该第二区域环境地图。
步骤1204:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
移动机器人在沿着第一探测路径移动的过程中,当检测到执行探测路径结束时,说明本次探测结束,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点,并基于第二区域环境地图生成下一次的探测路径,即生成第二探测路径。在实施中,该移动机器人基于第二区域环境地图确定下一个探测目标点,然后基于该下一个探测目标点确定该第二探测路径的第二探测路径终点,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点,生成第二探测路径起点与第二探测路径终点之间的第二探测路径。然后移动机器人继续沿着第二探测路径移动并在移动过程中通过探测传感器进行探测,得到探测数据,该移动机器人基于探测数据更新第二区域环境地图,得到第三区域环境地图。当移动机器人检测到未绘制完整个区域环境地图时,继续基于第三区域环境地图,生成下一次的探测路径,并基于下一次的探测路径确定第四区域环境地图,直到移动机器人生成第n区域环境地图并检测到绘制完整个区域环境地图时,结束所有操作,将该第n区域环境地图确定为该区域环境的区域环境地图,其中,该第n区域环境地图包括移动机器人在第n次移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第n-1区域环境地图中的外轮廓信息。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例3
图13是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法的流程图,本实施例以该探方法应用于移动机器人中进行举例说明,该探测方法可以包括如下几个步骤:
步骤1301:移动机器人从基站驶出,通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1。
步骤1302:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点。
在实施中,该移动机器人可以从第一区域环境地图中提取该区域环境外轮廓信息的栅格,如图14所示,以及提取未探测区域的栅格,如图15所示,然后将提取的栅格进行合并,得到合并图层,如图16所示,该合并图层中去掉了中间障碍物,移动机器人可以将该合并图层确定为探测地图,移动机器人在该探测地图中确定探测起点。
值得一提的是,该探测地图包括表示区域环境外轮廓信息的栅格和未探测区域的栅格,如此可以避免中间障碍物的干扰,提高了确定探测路径的效率。
步骤1303:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在实施中,移动机器人一直沿着一个固定的方向执行探测,该固定的方向可以根据实际需求进行设置,比如,可以为顺时针方向,或者,也可以为逆时针方向,本申请实施例对此不做限定。
这里以逆时针方式为例进行说明,该移动机器人从确定的探测起点开始,沿着逆时针方式对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,当查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点时,将该点确定为探测目标点,如图11所示。
需要说明的是,上述步骤1302和步骤1303用于实现步骤S1:基于第一区域环境地图,确定探测目标点。
步骤1304:基于该探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在一些实施例中,该第一区域环境地图为栅格地图,该第一区域环境地图包括已探测区域和未探测区域,该已探测区域为被该探测传感器探测过的区域,该未探测区域为该探测传感器未探测过的区域,该已探测区域包括通行区域,该通行区域表示该移动机器人可通行的区域。
请参考图11,该图11是根据一示例性实施例示出的一种第一区域环境地图的示意图,该第一区域环境地图的表现形式为栅格地图,通过栅格地图的栅格可以表示已探测区域和未探测区域。其中,该第一区域环境地图中的已探测区域具体为移动机器人通过激光雷达和/或非激光雷达探测传感器探测的区域,该已探测区域包括第一区域环境外轮廓和通行区域。进一步地,该已探测区域还可以包括移动机器人、基站、中间障碍物,也即是,在绘制第一区域环境地图中,移动机器人可以标识出基站的位置,如前文所述,在执行探测之前机器人停靠在基站中,因此可以根据移动机器人已移动的距离和角度,确定出基站的位置,从而将基站的位置标识到该第一区域环境地图上。另外,该未探测区域为移动机器人未探测的区域,对未探测区域移动机器人不能确定是通行区域还是障碍物所在的位置。因激光雷达的激光信号探测范围有限,激光雷达探测不到探测范围外的区域环境,以及激光雷达的激光信号被障碍物阻挡时,激光雷达探测不到被障碍物阻挡的区域的信息,这些激光雷达探测不到的区域即为未探测区域。
该移动机器人基于该第一区域环境地图,在表示边缘障碍物的栅格上确定探测目标点,作为一种实例,该探测目标点为该已探测区域和未探测区域之间的交界栅格上的点。该移动机器人确定该探测目标点之后,可以以该探测目标点为中心,确定探测传感器的探测范围,然后在该探测范围内确定探测路径终点,示例性的,该移动机器人可以将所确定的探测范围内的任意一点作为该探测路径终点。该移动机器人以当前所在位置为探测路径起点,生成该探测路径起点与该探测路径终点之间的探测路径。
步骤1305:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
移动机器人生成第一探测路径后,从第一探测路径起点开始沿着第一探测路径移动,且在移动过程中通过探测传感器继续对区域环境进行探测,得到第二次的探测数据,进一步地,该第二次的探测数据还可以包括非激光雷达探测传感器探测得到的数据。也即是,移动机器人在移动过程中,通过探测传感器对区域环境进行探测,如前文所述,这里主要通过自身设有的激光雷达对区域环境进行探测。进一步地,由于有些障碍物是激光雷达探测不到的,例如玻璃、大理石、或者低过激光雷达的探测平面的障碍物,在一些情况下,这些激光雷达探测不到的障碍物可能位于第一探测路径上。因此,当移动机器人沿第一探测路径移动时有可能会碰撞到障碍物,当移动机器人在第一探测路径上碰撞到障碍物时,可以使用其他非激光雷达探测传感器对这些障碍物进行探测,从而得到这些障碍物的信息。也即是,该探测数据包括激光雷达探测的数据和非激光雷达传感器探测的数据。之后,移动机器人利用第二次探测得到的探测数据更新初次探测时得到的第一区域环境地图,从而得到该第二区域环境地图。
步骤1306:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
其具体实现请参见图12实施例中的步骤1204。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例4
图17是根据一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法可以应用于上述移动机器人中,该探测方法包括:
步骤1701:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1,或者,还可以参考图12实施例中的步骤1201。
步骤1702:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点。
在实施中,该移动机器人可以从第一区域环境地图中提取该区域环境外轮廓信息的栅格,如图14所示,以及提取未探测区域的栅格,如图15所示,然后将提取的栅格进行合并,得到合并图层,如图16所示,该合并图层中去掉了中间障碍物,移动机器人可以将该合并图层确定为探测地图,移动机器人在该探测地图中确定探测起点。作为一种示例,该移动机器人可以确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点,如图18所示。该固定位置可以根据实际需求进行设置。
值得一提的是,该探测地图包括表示区域环境外轮廓信息的栅格和未探测区域的栅格,如此可以避免中间障碍物的干扰,提高了确定探测路径的效率。
步骤1703:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在实施中,移动机器人一直沿着一个固定的方向执行探测,该固定的方式可以为顺时针方式,也可以为逆时针方式,本申请实施例对此不做限定。
这里以逆时针方式为例进行说明,该移动机器人从确定的探测起点开始,沿着逆时针方式对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,当查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点时,将该点确定为探测目标点,如图18所示。
需要说明的是,上述步骤1702和步骤1703用于实现步骤S1:基于第一区域环境地图,确定探测目标点。
步骤1704:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可以探测到探测目标点。
作为一种示例,移动机器人以探测目标点为中心,以移动机器人的探测范围为半径做圆,确定了一个范围,由于该探测目标点处于该范围内,因此,可以直接将该探测目标点确定为第一探测路径终点,即该第一探测路径终点与探测目标点可以为同一个点。
步骤1705:移动机器人以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成第一探测路径。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围,在一些实施例中,移动机器人可以将探测第一区域环境地图时当前所在位置为起点,以探测目标点为终点,生成两点之间的路径,得到第一探测路径。
步骤1706:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境,得到探测数据,根据探测数据获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
移动机器人生成第一探测路径后,从第一探测路径起点开始沿着第一探测路径移动,且在移动过程中通过探测传感器继续对区域环境进行探测,得到第二次的探测数据,进一步地,该第二次的探测数据还可以包括非激光雷达探测传感器探测得到的数据。之后,移动机器人利用第二次探测得到的探测数据更新初次探测时得到的第一区域环境地图,从而得到该第二区域环境地图。
步骤1707:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S4。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例5
图19是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法可以应用于上述移动机器人中,该探测方法可以包括:
步骤1901:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1,或者,还可以参考图12实施例中的步骤1201。
步骤1902:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点。
在实施中,该移动机器人可以从第一区域环境地图中提取该区域环境外轮廓信息的栅格,如图14所示,以及提取未探测区域的栅格,如图15所示,然后将提取的栅格进行合并,得到合并图层,如图16所示,该合并图层中去掉了中间障碍物,移动机器人可以将该合并图层确定为探测地图,移动机器人在该探测地图中确定探测起点。作为一种示例,该移动机器人可以确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点,如图18所示。该固定位置可以根据实际需求进行设置。
作为一种示例,从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。也就是说,可以获取与该基站最靠近的点作为该探测起点,比如,当移动机器人以逆时针方向逐步探测区域环境时,则可以将沿逆时针方向在区域环境外轮廓上探测到的第一个点确定为探测起点。
值得一提的是,该探测地图包括表示区域环境外轮廓信息的栅格和未探测区域的栅格,如此可以避免中间障碍物的干扰,提高了确定探测路径的效率。
步骤1903:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在实施中,移动机器人一直沿着一个固定的方向执行探测,该固定的方式可以为顺时针方式,也可以为逆时针方式,本申请实施例对此不做限定。
这里以逆时针方式为例进行说明,该移动机器人从确定的探测起点开始,沿着逆时针方式对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,当查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点时,将该点确定为探测目标点,如图18所示。
需要说明的是,上述步骤1902和步骤1903用于实现步骤S1:基于第一区域环境地图,确定探测目标点。
步骤1904:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可以探测到探测目标点。
作为一种示例,移动机器人以探测目标点为中心,在探测传感器的探测范围内确定该第一探测路径终点,即只要保证该第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围即可。在一些实施例中,请参考图20,移动机器人可以以该探测目标点为中心,以探测传感器的探测距离为半径作圆周,并将该圆周区域与该未探测区域之间的交界上的栅格点确定为该第一探测路径终点,如此可以保证移动机器人能够探测到该探测目标点及该探测目标点的周围区域。
值得一提的是,第一探测路径终点在通行区域和未探测区域之间的交界上,且沿参考时针方向,第一探测路径终点在探测目标点之前,如此可以使得探测路径靠近已知的区域环境外轮廓又不碰撞到该已知的区域环境外轮廓。
步骤1905:移动机器人以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成第一探测路径。
在一些实施例中,移动机器人可以将以该移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置为起点,以探测目标点为终点,生成两点之间的路径,得到第一探测路径。
作为一种示例,将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置和第一探测路径终点之间的最短路径的长度。
示例性的,该移动机器人可以以该第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成该两点之间的最短路径,得到该第一探测路径,也就是说,可以将该第一探测路径起点与第一探测路径终点之间的直线作为该第一探测路径。在一种实施例中,生成的第一探测路径可以如图21所示。
步骤1906:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
移动机器人生成第一探测路径后,从第一探测路径起点开始沿着第一探测路径移动,且在移动过程中通过探测传感器继续对区域环境进行探测,得到第二次的探测数据,进一步地,该第二次的探测数据还可以包括非激光雷达探测传感器探测得到的数据。之后,移动机器人利用第二次探测得到的探测数据更新初次探测时得到的第一区域环境地图,从而得到该第二区域环境地图。
步骤1907:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S4。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例6
图22是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法可以应用于上述移动机器人中,该探测方法可以包括:
步骤2201:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1,或者,还可以参考图12实施例中的步骤1201。
步骤2202:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点。
在实施中,该移动机器人可以从第一区域环境地图中提取该区域环境外轮廓信息的栅格,如图14所示,以及提取未探测区域的栅格,如图15所示,然后将提取的栅格进行合并,得到合并图层,如图16所示,该合并图层中去掉了中间障碍物,移动机器人可以将该合并图层确定为探测地图,移动机器人在该探测地图中确定探测起点。作为一种示例,该移动机器人可以确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点,如图18所示。该固定位置可以根据实际需求进行设置。
值得一提的是,该探测地图包括表示区域环境外轮廓信息的栅格和未探测区域的栅格,如此可以避免中间障碍物的干扰,提高了确定探测路径的效率。
步骤2203:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在实施中,移动机器人一直沿着一个固定的方向执行探测,该固定的方式可以为顺时针方式,也可以为逆时针方式,本申请实施例对此不做限定。
这里以逆时针方式为例进行说明,该移动机器人从确定的探测起点开始,沿着逆时针方式对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,当查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点时,将该点确定为探测目标点,如图18所示。
需要说明的是,上述步骤2202和步骤2203用于实现步骤S1:基于第一区域环境地图,确定探测目标点。
步骤2204:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可以探测到探测目标点。
作为一种示例,移动机器人以探测目标点为中心,以移动机器人的探测范围为半径做圆,确定了一个范围,由于该探测目标点处于该范围内,因此,可以直接将该探测目标点确定为第一探测路径终点,即该第一探测路径终点与探测目标点可以为同一个点。
步骤2205:移动机器人以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成第一探测路径。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围,
在一些实施例中,移动机器人可以将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度和该最短路径的长度的差值在参考值范围内。
以该第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成该两点之间的曲线,得到该第一探测路径,其中,该曲线的长度与最短路径的长度之间的差值处于参考值范围内。
其中,该参考值范围可以由用户根据实际需求进行设置,或者可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不做限定。
步骤2206:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
移动机器人生成第一探测路径后,从第一探测路径起点开始沿着第一探测路径移动,且在移动过程中通过探测传感器继续对区域环境进行探测,得到第二次的探测数据,进一步地,该第二次的探测数据还可以包括非激光雷达探测传感器探测得到的数据。之后,移动机器人利用第二次探测得到的探测数据更新初次探测时得到的第一区域环境地图,从而得到该第二区域环境地图。
步骤2207:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S4。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例7
图23是根据一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法可以应用于移动机器人中,该方法可以包括如下实现过程:
步骤2301:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1,或者,还可以参考图12实施例中的步骤1201。
步骤2302:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点。
在实施中,该移动机器人可以从第一区域环境地图中提取该区域环境外轮廓信息的栅格,如图14所示,以及提取未探测区域的栅格,如图15所示,然后将提取的栅格进行合并,得到合并图层,如图16所示,该合并图层中去掉了中间障碍物,移动机器人可以将该合并图层确定为探测地图,移动机器人在该探测地图中确定探测起点。作为一种示例,该移动机器人可以确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点,如图18所示。该固定位置可以根据实际需求进行设置。
作为一种示例,从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。也就是说,可以获取与该基站最靠近的点作为该探测起点,比如,当移动机器人以逆时针方向逐步探测区域环境时,则可以将沿逆时针方向在区域环境外轮廓上探测到的第一个点确定为探测起点。
值得一提的是,该探测地图包括表示区域环境外轮廓信息的栅格和未探测区域的栅格,如此可以避免中间障碍物的干扰,提高了确定探测路径的效率。
步骤2303:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在实施中,移动机器人一直沿着一个固定的方向执行探测,该固定的方式可以为顺时针方式,也可以为逆时针方式,本申请实施例对此不做限定。
这里以逆时针方式为例进行说明,该移动机器人从确定的探测起点开始,沿着逆时针方式对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,当查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点时,将该点确定为探测目标点,如图18所示。
需要说明的是,上述步骤2302和步骤2303用于实现步骤S1:基于第一区域环境地图,确定探测目标点。
步骤2304:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可以探测到探测目标点。
作为一种示例,移动机器人以探测目标点为中心,以移动机器人的探测范围为半径做圆,确定了一个范围,由于该探测目标点处于该范围内,因此,可以直接将该探测目标点确定为第一探测路径终点,即该第一探测路径终点与探测目标点可以为同一个点。
步骤2305:移动机器人以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成第一探测路径。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围,
在一些实施例中,移动机器人可以将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度和该最短路径的长度的差值在参考值范围内。
当然,在另一实施例中,还可以以该第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成该两点之间的曲线,得到该第一探测路径,其中,该曲线的长度与最短路径的长度之间的差值处于参考值范围内。
其中,该参考值范围可以由用户根据实际需求进行设置,或者可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不做限定。
步骤2306:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境,获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
移动机器人生成第一探测路径后,从第一探测路径起点开始沿着第一探测路径移动,且在移动过程中通过探测传感器继续对区域环境进行探测,得到第二次的探测数据,进一步地,该第二次的探测数据还可以包括非激光雷达探测传感器探测得到的数据。之后,移动机器人利用第二次探测得到的探测数据更新初次探测时得到的第一区域环境地图,从而得到该第二区域环境地图。
在一些实施例中,更新第一区域环境地图的具体实现可以包括:当在相同的位置探测数据表示的信息和第一区域环境地图中的信息不同时,如果探测数据表示的信息准确性大于第一区域环境地图中的信息时,在第二区域环境地图的该位置使用该探测数据表示的信息替换第一区域环境地图中原来的信息。当第一区域环境地图中不包括探测数据表示的信息时,则使用该探测数据绘制该第一区域环境地图的区域环境外轮廓信息,进一步地,使用该探测数据的障碍物信息和/或通信区域信息绘制该区域环境外轮廓信息,从而得到第二区域环境地图。
步骤2307:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
作为一种示例,移动机器人检测到其执行探测路径结束的方法可以包括:当移动机器人移动到第一探测路径终点所在位置时,确定执行探测路径结束。也就是说,当该移动机器人移动到该第一探测路径的终点时,即移动机器人的位置与第一探测路径终点重合时,确定执行探测路径结束,此时本次探测结束。
作为一种示例,移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图的方法包括:当检测到区域环境外轮廓为封闭的障碍物区域时,确定绘制完整个区域环境地图。
在实施中,移动机器人可以通过检测更新的区域环境地图中的区域环境外轮廓信息是否构成闭环来确定是否完成整个区域环境外轮廓的探测。譬如,当以探测起点为起点以及以该探测起点为终点形成闭环时,确定对整个区域环境探测结束,否则,该移动机器人继续基于更新后的区域环境地图,确定下一次的探测路径,并沿重新确定的探测路径进行下一次的探测操作,直到区域环境外轮廓信息构成闭环,确定探测结束。
移动机器人在绘制区域环境地图的过程中,在区域环境内进行移动以对区域环境进行探测,从而扩展区域环境地图。移动机器人利用已绘制的区域环境地图进行探测路径的规划,探测路径起点为移动机器人建立探测路径时所在的位置对应的栅格点,探测路径终点和探测目标点的距离在激光雷达的探测范围内,且探测目标点为当前绘制的区域环境地图中已探测区域和未探测区域的交界上的点。如此,移动机器人沿探测路径移动,可以探测出探测目标点周围的信息。
另外,通过沿一个固定的时针方向在已探测区域的区域环境外轮廓上更新探测目标点,可使得移动机器人整体上沿区域环境墙壁在一个时针方向上进行移动并探测区域环境。这样,表示区域环境墙壁的区域环境外轮廓得以不断探测出,可快速绘制完区域环境外轮廓。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例8
请参考图24,该图24是根据一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法应用于上述移动机器人中,该探测方法可以包括如下实现过程:
步骤2401:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1,或者,还可以参考图12实施例中的步骤1201。
步骤2402:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点。
在实施中,该移动机器人可以从第一区域环境地图中提取该区域环境外轮廓信息的栅格,如图14所示,以及提取未探测区域的栅格,如图15所示,然后将提取的栅格进行合并,得到合并图层,如图16所示,该合并图层中去掉了中间障碍物,移动机器人可以将该合并图层确定为探测地图,移动机器人在该探测地图中确定探测起点。作为一种示例,该移动机器人可以确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点,如图18所示。该固定位置可以根据实际需求进行设置。
作为一种示例,从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。也就是说,可以获取与该基站最靠近的点作为该探测起点,比如,当移动机器人以逆时针方向逐步探测区域环境时,则可以将沿逆时针方向在区域环境外轮廓上探测到的第一个点确定为探测起点。
值得一提的是,该探测地图包括表示区域环境外轮廓信息的栅格和未探测区域的栅格,如此可以避免中间障碍物的干扰,提高了确定探测路径的效率。
步骤2403:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在实施中,移动机器人一直沿着一个固定的方向执行探测,该固定的方式可以为顺时针方式,也可以为逆时针方式,本申请实施例对此不做限定。
这里以逆时针方式为例进行说明,该移动机器人从确定的探测起点开始,沿着逆时针方式对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,当查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点时,将该点确定为探测目标点,如图18所示。
需要说明的是,上述步骤2402和步骤2403用于实现步骤S1:基于第一区域环境地图,确定探测目标点。
步骤2404:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可以探测到探测目标点。
作为一种示例,移动机器人以探测目标点为中心,以移动机器人的探测范围为半径做圆,确定了一个范围,由于该探测目标点处于该范围内,因此,可以直接将该探测目标点确定为第一探测路径终点,即该第一探测路径终点与探测目标点可以为同一个点。
步骤2405:移动机器人以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成第一探测路径。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围,
在一些实施例中,移动机器人可以将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度和该最短路径的长度的差值在参考值范围内。
当然,在另一实施例中,还可以以该第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成该两点之间的曲线,得到该第一探测路径,其中,该曲线的长度与最短路径的长度之间的差值处于参考值范围内。
其中,该参考值范围可以由用户根据实际需求进行设置,或者可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不做限定。
步骤2406:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
移动机器人生成第一探测路径后,从第一探测路径起点开始沿着第一探测路径移动,且在移动过程中通过探测传感器继续对区域环境进行探测,得到第二次的探测数据,进一步地,该第二次的探测数据还可以包括非激光雷达探测传感器探测得到的数据。之后,移动机器人利用第二次探测得到的探测数据更新初次探测时得到的第一区域环境地图,从而得到该第二区域环境地图。
步骤2407:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
作为一种示例,移动机器人检测到其执行探测路径结束的方法可以包括:当探测到的区域环境地图中的探测目标点的周围变成已探测区域时,确定探测路径结束。
当移动机器人沿着第一探测路径移动过程中碰到障碍物时,可以环绕障碍物边缘移动,在环绕障碍物移动过程中如果探测目标点的周围变成已探测区域,或者,移动机器人确定该障碍物为非区域环境外轮廓时,可以确定探测路径结束,即本次探测结束。
本次探测结束后,将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,按照上述方式循环确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
作为一种示例,移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图的方法可以包括:移动机器人找不到探测目标点。
当该移动机器人在第n区域环境地图中找不到目标探测点,即该区域环境轮廓所在的栅格周围均为已探测区域,从而找不到未探测区域与已探测区域的交界栅格时,可以确定已经对整个区域环境探测结束,此时可以确定出区域环境外轮廓为封闭的障碍物区域。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例9
请参考图25,图25是根据一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法可以应用于移动机器人中,该探测方法可以包括如下实现过程:
步骤2501:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1,或者,还可以参考图12实施例中的步骤1201。
步骤2502:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点。
在实施中,该移动机器人可以从第一区域环境地图中提取该区域环境外轮廓信息的栅格,如图14所示,以及提取未探测区域的栅格,如图15所示,然后将提取的栅格进行合并,得到合并图层,如图16所示,该合并图层中去掉了中间障碍物,移动机器人可以将该合并图层确定为探测地图,移动机器人在该探测地图中确定探测起点。作为一种示例,该移动机器人可以确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点,如图18所示。该固定位置可以根据实际需求进行设置。
作为一种示例,从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。也就是说,可以获取与该基站最靠近的点作为该探测起点,比如,当移动机器人以逆时针方向逐步探测区域环境时,则可以将沿逆时针方向在区域环境外轮廓上探测到的第一个点确定为探测起点。
值得一提的是,该探测地图包括表示区域环境外轮廓信息的栅格和未探测区域的栅格,如此可以避免中间障碍物的干扰,提高了确定探测路径的效率。
步骤2503:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在实施中,移动机器人一直沿着一个固定的方向执行探测,该固定的方式可以为顺时针方式,也可以为逆时针方式,本申请实施例对此不做限定。
也就是说,该移动机器人基于第一区域环境地图,从探测起点开始沿着某个固定的时针方向对表示边缘障碍物的目标栅格进行遍历,其中,该边缘障碍物可以是指墙壁、贴近墙壁放置的障碍物等。作为一种示例,在该合并图层中可以设定目标栅格所在的警告区域,其中,该警告区域用于指示移动机器人不需要重复探测的区域,作为一种示例,获取在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域。
由于受到移动机器人本身探测条件的限制,使得针对同一个位置,移动机器人前后两次的探测结果可能不同,譬如,针对某个栅格第i次绘制区域环境地图时将其标识为已探测区域,但第i+1次绘制地图时将其标识为未探测区域,如此以来,为了能够再次探测到该某个栅格,移动机器人在第i+1次根据新的探测数据更新区域环境地图时,可能会将原来的已探测区域的障碍物区域的部分位置调整为未探测区域,但是,这些调整区域环境地图后产生的未探测区域因位于移动机器人原来探测过的区域,移动机器人无需再次对其进行探测。而在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹可以将已探测过的区域环境外轮廓表示出来,因此,为了避免出现该种情况,移动机器人获取在探测该区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域,如图26所示。如此以来,通过遍历轨迹可以将这些调整区域环境地图后产生的未探测区域进行屏蔽,避免了移动机器人往回移动对已探测区域进行重复探测,从而减少了建图用时。
如此,在该合并地图中设定警告区域后,得到探测地图如图27所示,该探测地图中将遍历轨迹确定的警告区域重新确定为边缘障碍物,该移动机器人在该探测地图中,从该探测起点开始沿着参考时针方向对所确定的目标栅格进行遍历。当查询到的第一个位于已探测区域和未探测区域交界上的栅格时,将其确定为探测目标点,此时,该探测目标点的周围包括已探测区域和未探测区域,不难理解,该探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置。
作为一种示例,移动机器人每次对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,都可以记录遍历路径,遍历路径的起点为探测起点,遍历路径的终点为探测目标点。遍历路径的轨迹沿区域环境外轮廓边,例如,如图27所示。如此以来,每次生成探测地图时,移动机器人都可以利用上一次循环使用的遍历轨迹信息,将该遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格作为警告区域加入探测地图中,从而作为新的障碍物来使用。在探测地图中,由于遍历轨迹沿参考时针方向不断延伸,探测目标点也沿参考时针方向推进,因此,后续利用这样的探测目标点建立的探测路径可以保证移动机器人在区域环境中按照参考时针方向沿着区域环境外轮廓移动,以逐渐探测区域环境。另外,还可以保证移动机器人对已探测区域不会重复进行探测。
需要说明的是,该交界栅格可以为表示通行区域的点,也可以为表示为探测区域的点,本申请对此不作限定。
需要说明的是,上述步骤2502和步骤2503用于实现步骤S1:基于第一区域环境地图,确定探测目标点。
步骤2504:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点。
作为一种示例,由于该探测目标点为移动机器人需要探测的位置,因此,需要根据该探测目标点来确定第一探测路径终点。作为一种示例,移动机器人以探测目标点为中心,在探测传感器的探测范围内确定该第一探测路径终点,即只要保证该第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围即可。
步骤2505:移动机器人以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成第一探测路径。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在实施中,将该移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置映射至该区域环境地图中,将映射后的点确定为第一探测路径起点,之后生成该第一探测路径起点与该第一探测路径终点之间的路径,就得到了本次的第一探测路径。作为一种示例,可以生成该第一探测路径起点与第一探测路径终点之间的最短路径,将该最短路径确定为探测路径。
步骤2506:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
其中,该探测数据包括第二次探测的区域环境外轮廓信息,该区域环境外轮廓信息表示该区域环境的区域环境外轮廓,该区域环境外轮廓和第一次探测得到的区域环境外轮廓相连。
移动机器人确定第一探测路径后可以沿该第一探测路径移动,在移动过程中,移动机器人通过探测传感器对区域环境进行探测,如前文所述,这里主要通过自身设有的激光雷达对区域环境的区域环境进行探测。进一步地,由于有些障碍物是激光雷达探测不到的,例如玻璃、大理石、或者低过激光雷达的探测平面的障碍物,在一些情况下,这些激光雷达探测不到的障碍物可能位于探测路径上。因此,当移动机器人沿探测路径移动时有可能会碰撞到障碍物,当移动机器人在探测路径上碰撞到障碍物时,可以使用其他非激光雷达探测传感器对这些障碍物进行探测,从而得到这些障碍物的信息。也即是,该探测数据包括激光雷达探测的数据和非激光雷达传感器探测的数据。
作为一种示例,移动机器人使用探测数据更新该第一区域环境地图,以使更新得到的第二区域环境地图包括本次探测的区域环境外轮廓信息。也即是,移动机器人获取到探测数据后,使用这些探测数据更新第一区域环境地图,以使得到的第二区域环境地图包括本次探测的区域环境外轮廓信息和第一区域环境地图中的区域环境外轮廓信息。在一些实施例中,更新区域环境地图的具体实现可以包括:当在相同的位置探测数据表示的信息和第一区域环境地图中的信息不同时,如果探测数据表示的信息准确性大于第一区域环境地图中的信息时,在第一区域环境地图的该位置使用该探测数据表示的信息替换第一区域环境地图中原来的信息。当第一区域环境地图中不包括探测数据表示的信息时,则使用该探测数据绘制该第一区域环境地图的区域环境外轮廓信息,得到第二区域环境地图。
步骤2507:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
作为一种示例,移动机器人检测到其执行探测路径结束的方法可以包括:移动机器人探测到第一探测路径上存在障碍物时,确定探测路径结束。
也就是说,当移动机器人在沿着第一探测路径移动过程中,一但探测到该第一探测路径上存在障碍物,就确定本次探测结束。
进一步地,移动机器人探测到第一探测路径上存在障碍物时,绕着障碍物移动,当绕障碍物移动一定距离后仍无法绕过该障碍物时,确定探测路径结束。也就是说,移动机器人探测到第一探测路径上存在障碍物时,可以沿着障碍物边缘移动,如果移动一定距离后仍无法绕过该障碍物,说明该障碍物将该该第一探测路径挡住了,移动机器人无法到达第一探测路径终点,此时可能无法探测到探测目标点及其周围,需要重新确定探测目标点,而本次探测结束。
进一步地,移动机器人探测到第一探测路径上存在障碍物时,绕着障碍物移动时若探测目标点周围变成已探测区域,确定探测路径结束。也就是说,如果探测到第一探测路径上存在障碍物,则可以绕着障碍物移动,在移动过程中,移动机器人不断探测,当探测目标点周围变成已探测区域时,此时无需到达第一探测路径终点,结束本次探测。
作为一种示例,移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图的方法可以包括:移动机器人找不到探测目标点。
当该移动机器人在第n区域环境地图中找不到目标探测点,即该区域环境轮廓所在的栅格周围均为已探测区域,从而找不到未探测区域与已探测区域的交界栅格时,可以确定已经对整个区域环境探测结束,此时可以确定出区域环境外轮廓为封闭的障碍物区域。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例10
请参图28,该图28是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法可以应用于移动机器人中,该探测方法可以包括如下几个实现步骤:
步骤2801:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1,或者,还可以参考图12实施例中的步骤1201。
步骤2802:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点。
在实施中,该移动机器人可以从第一区域环境地图中提取该区域环境外轮廓信息的栅格,如图14所示,以及提取未探测区域的栅格,如图15所示,然后将提取的栅格进行合并,得到合并图层,如图16所示,该合并图层中去掉了中间障碍物,移动机器人可以将该合并图层确定为探测地图,移动机器人在该探测地图中确定探测起点。作为一种示例,该移动机器人可以确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点,如图18所示。该固定位置可以根据实际需求进行设置。
作为一种示例,从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。也就是说,可以获取与该基站最靠近的点作为该探测起点,比如,当移动机器人以逆时针方向逐步探测区域环境时,则可以将沿逆时针方向在区域环境外轮廓上探测到的第一个点确定为探测起点。
值得一提的是,该探测地图包括表示区域环境外轮廓信息的栅格和未探测区域的栅格,如此可以避免中间障碍物的干扰,提高了确定探测路径的效率。
步骤2803:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在实施中,移动机器人一直沿着一个固定的方向执行探测,该固定的方式可以为顺时针方式,也可以为逆时针方式,本申请实施例对此不做限定。
也就是说,该移动机器人基于第一区域环境地图,从探测起点开始沿着某个固定的时针方向对表示边缘障碍物的目标栅格进行遍历,其中,该边缘障碍物可以是指墙壁、贴近墙壁放置的障碍物等。作为一种示例,在该合并图层中可以设定目标栅格所在的警告区域,其中,该警告区域用于指示移动机器人不需要重复探测的区域,作为一种示例,获取在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域。
由于受到移动机器人本身探测条件的限制,使得针对同一个位置,移动机器人前后两次的探测结果可能不同,譬如,针对某个栅格第i次绘制区域环境地图时将其标识为已探测区域,但第i+1次绘制地图时将其标识为未探测区域,如此以来,为了能够再次探测到该某个栅格,移动机器人在第i+1次根据新的探测数据更新区域环境地图时,可能会将原来的已探测区域的障碍物区域的部分位置调整为未探测区域,但是,这些调整区域环境地图后产生的未探测区域因位于移动机器人原来探测过的区域,移动机器人无需再次对其进行探测。而在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹可以将已探测过的区域环境外轮廓表示出来,因此,为了避免出现该种情况,移动机器人获取在探测该区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域,如图26所示。如此以来,通过遍历轨迹可以将这些调整区域环境地图后产生的未探测区域进行屏蔽,避免了移动机器人往回移动对已探测区域进行重复探测,从而减少了建图用时。
如此,在该合并地图中设定警告区域后,得到探测地图如图27所示,该探测地图中将遍历轨迹确定的警告区域重新确定为边缘障碍物,该移动机器人在该探测地图中,从该探测起点开始沿着参考时针方向对所确定的目标栅格进行遍历。当查询到的第一个位于已探测区域和未探测区域交界上的栅格时,将其确定为探测目标点,此时,该探测目标点的周围包括已探测区域和未探测区域,不难理解,该探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置。
需要说明的是,移动机器人每次对探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,都会记录遍历路径,遍历路径的起点为探测起点,遍历路径的终点为探测目标点。遍历路径的轨迹沿区域环境外轮廓边,例如,如图27所示。如此以来,每次生成探测地图时,移动机器人都可以利用上一次循环使用的遍历轨迹信息,将该遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格作为警告区域加入探测地图中,从而作为新的障碍物来使用。在探测地图中,由于遍历轨迹沿参考时针方向不断延伸,探测目标点也沿参考时针方向推进,因此,后续利用这样的探测目标点建立的探测路径可以保证移动机器人在区域环境中按照参考时针方向沿着区域环境外轮廓移动,以逐渐探测区域环境。另外,还可以保证移动机器人对已探测区域不会重复进行探测。
需要说明的是,该交界栅格可以为表示通行区域的点,也可以为表示为探测区域的点,本申请对此不作限定。
需要说明的是,上述步骤2802和步骤2803用于实现步骤S1:基于第一区域环境地图,确定探测目标点。
步骤2804:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点。
作为一种示例,由于该探测目标点为移动机器人需要探测的位置,因此,需要根据该探测目标点来确定第一探测路径终点。作为一种示例,移动机器人以探测目标点为中心,在探测传感器的探测范围内确定该第一探测路径终点,即只要保证该第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围即可。
步骤2805:移动机器人以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成第一探测路径。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在实施中,将该移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置映射至该区域环境地图中,将映射后的点确定为第一探测路径起点,之后生成该第一探测路径起点与该第一探测路径终点之间的路径,就得到了本次的第一探测路径。作为一种示例,可以生成该第一探测路径起点与第一探测路径终点之间的最短路径,将该最短路径确定为第一探测路径。
步骤2806:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
其具体实现可以参见上述图25实施例中的步骤2506。
步骤2807:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
其具体实现可以参见上述图25实施例中的步骤2507。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
在一些实施例中,该基站还可能停靠在房间的中间位置,且靠近该基站位置存在类似于房间墙壁的较大障碍物,如图29所示,在该种情况下,该移动机器人按照上述实现方式沿着该障碍物探测一周后,形成的闭环如图29中所示。移动机器人判断自身是否处于该闭环内,如果未处于该闭环内,说明此时探测的不是区域环境外轮廓,在该种情况下,该移动机器人以该基站为原点以某个阈值为半径,在房间中的边缘障碍物附近重新确定一个探测起点,并从该探测起点开始重新对该区域环境进行探测。其中,该阈值可以根据实际需求进行设置。
实施例11
上述是以在基于第一区域环境地图生成探测地图,在该探测地图中遍历以确定探测目标点为例进行说明。在另一实施例中,还可以直接在该第一区域环境地图中遍历以确定该探测目标点,请参考图30,该图30是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法的流程图,该探测方法可以应用于移动机器人中,该方法可以包括:
步骤3001:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1。
步骤3002:基于第一区域环境地图确定探测目标点,该探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于该探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在一些实施例中,该第一区域环境地图为栅格地图,该第一区域环境地图包括已探测区域和未探测区域,该已探测区域为被该探测传感器探测过的区域,该未探测区域为该探测传感器未探测过的区域,该已探测区域包括通行区域,该通行区域表示该移动机器人可通行的区域。
作为一种示例,该第一区域环境地图中的已探测区域具体为移动机器人通过激光雷达和/或非激光雷达探测传感器探测的区域,该已探测区域包括第一区域环境外轮廓和通行区域。进一步地,该已探测区域还可以包括移动机器人、基站、中间障碍物,也即是,在绘制第一区域环境地图中,移动机器人可以标识出基站的位置,如前文所述,在执行探测之前机器人停靠在基站中,因此可以根据移动机器人已移动的距离和角度,确定出基站的位置,从而将基站的位置标识到该第一区域环境地图上。另外,该未探测区域为移动机器人未探测的区域,对未探测区域移动机器人不能确定是通行区域还是障碍物所在的位置。因激光雷达的激光信号探测范围有限,激光雷达探测不到探测范围外的区域环境,以及激光雷达的激光信号被障碍物阻挡时,激光雷达探测不到被障碍物阻挡的区域的信息,这些激光雷达探测不到的区域即为未探测区域。
作为一种示例,在该第一区域环境地图中可以设定目标栅格所在的警告区域,其中,该警告区域用于指示移动机器人不需要重复探测的区域,作为一种示例,获取在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域。
由于受到移动机器人本身探测条件的限制,使得针对同一个位置,移动机器人前后两次的探测结果可能不同,譬如,针对某个栅格第i次绘制区域环境地图时将其标识为已探测区域,但第i+1次绘制地图时将其标识为未探测区域,如此以来,为了能够再次探测到该某个栅格,移动机器人在第i+1次根据新的探测数据更新区域环境地图时,可能会将原来的已探测区域的障碍物区域的部分位置调整为未探测区域,但是,这些调整区域环境地图后产生的未探测区域因位于移动机器人原来探测过的区域,移动机器人无需再次对其进行探测。而在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹可以将已探测过的区域环境外轮廓表示出来,因此,为了避免出现该种情况,移动机器人获取在探测该区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域,如图26所示。如此以来,通过遍历轨迹可以将这些调整区域环境地图后产生的未探测区域进行屏蔽,避免了移动机器人往回移动对已探测区域进行重复探测,从而减少了建图用时。
之后,该移动机器人在设有警告区域的第一区域环境地图中,从探测起点开始,按照参考时针方向对目标栅格进行遍历,请参考图31,该目标栅格可以为区域环境外轮廓信息表示的区域环境外轮廓所在的栅格。该探测起点可以以基站为距离该基站参考距离的栅格点,该参考距离可以根据实际需求预先进行设置,譬如,该参考点可以为从该基站出发该区域环境外轮廓上沿着参考时针方向查询到的第一个栅格点。另外,该参考时针方向可以顺时针方向,也可以为逆时针方向,本申请实施例对此不做限定。也就是说,该移动机器人基于第一区域环境地图,从探测起点开始沿着某个固定时针方向对表示边缘障碍物的目标栅格进行遍历,以确定探测目标点,其中,该边缘障碍物可以是指墙壁、贴近墙壁放置的障碍物等。
作为一种示例,动机器人以探测目标点为中心,在探测传感器的探测范围内确定该探测路径终点,即只要保证该探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围即可。
作为一种示例,将该移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置映射至该区域环境地图中,将映射后的点确定为第一探测路径起点,之后生成该第一探测路径起点与该第一探测路径终点之间的路径,就得到了本次的第一探测路径。作为一种示例,可以生成该第一探测路径起点与第一探测路径终点之间的最短路径,将该最短路径确定为第一探测路径。
步骤3003:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
其具体实现可以参见上述图25实施例中的步骤2506。
步骤3004:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
其具体实现可以参见上述图25实施例中的步骤2507。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例12
图32是根据一示例性实施例示出的一种探测方法,该方法可以应用于移动机器人中,该方法可以包括:
步骤3201:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1。
步骤3202:基于第一区域环境地图确定探测目标点,该探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于该探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人生成探测路径时所在的探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在一些实施例中,该第一区域环境地图为栅格地图,该第一区域环境地图包括已探测区域和未探测区域,该已探测区域为被该探测传感器探测过的区域,该未探测区域为该探测传感器未探测过的区域,该已探测区域包括通行区域,该通行区域表示该移动机器人可通行的区域。
作为一种示例,该第一区域环境地图中的已探测区域具体为移动机器人通过激光雷达和/或非激光雷达探测传感器探测的区域,该已探测区域包括第一区域环境外轮廓和通行区域。进一步地,该已探测区域还可以包括移动机器人、基站、中间障碍物,也即是,在绘制第一区域环境地图中,移动机器人可以标识出基站的位置,如前文所述,在执行探测之前机器人停靠在基站中,因此可以根据移动机器人已移动的距离和角度,确定出基站的位置,从而将基站的位置标识到该第一区域环境地图上。另外,该未探测区域为移动机器人未探测的区域,对未探测区域移动机器人不能确定是通行区域还是障碍物所在的位置。因激光雷达的激光信号探测范围有限,激光雷达探测不到探测范围外的区域环境,以及激光雷达的激光信号被障碍物阻挡时,激光雷达探测不到被障碍物阻挡的区域的信息,这些激光雷达探测不到的区域即为未探测区域。
作为一种示例,在该第一区域环境地图中可以设定目标栅格所在的警告区域,其中,该警告区域用于指示移动机器人不需要重复探测的区域。作为一种示例,该警告区域可以包括如下两方面,一方面,作为一种示例,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,该两障碍物之间的区域设为警告区域,区域环境外轮廓信息还包括该警告区域;另一方面,获取在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域。
对于第一方面,该警告区域是指不需要探测的区域,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的距离小于距离阈值时,移动机器人无法行驶至该区域内工作,所以可以将该区域设置为警告区域,将该警告区域连同游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物一起作为区域环境外轮廓。
其中,该距离阈值可以由用户根据实际需求进行设置,也可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不作限定。譬如,可以设置为移动机器人宽度的1.5倍。
对于第二方面,由于受到移动机器人本身探测条件的限制,使得针对同一个位置,移动机器人前后两次的探测结果可能不同,譬如,针对某个栅格第i次绘制区域环境地图时将其标识为已探测区域,但第i+1次绘制地图时将其标识为未探测区域,如此以来,为了能够再次探测到该某个栅格,移动机器人在第i+1次根据新的探测数据更新区域环境地图时,可能会将原来的已探测区域的障碍物区域的部分位置调整为未探测区域,但是,这些调整区域环境地图后产生的未探测区域因位于移动机器人原来探测过的区域,移动机器人无需再次对其进行探测。而在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹可以将已探测过的区域环境外轮廓表示出来,因此,为了避免出现该种情况,移动机器人获取在探测该区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域,如图26所示。如此以来,通过遍历轨迹可以将这些调整区域环境地图后产生的未探测区域进行屏蔽,避免了移动机器人往回移动对已探测区域进行重复探测,从而减少了建图用时。
之后,该移动机器人在设有警告区域的第一区域环境地图中,从探测起点开始,按照参考时针方向对目标栅格进行遍历,请参考图31,该目标栅格可以为区域环境外轮廓信息表示的区域环境外轮廓所在的栅格。该探测起点可以以基站为距离该基站参考距离的栅格点,该参考距离可以根据实际需求预先进行设置,譬如,该参考点可以为从该基站出发该区域环境外轮廓上沿着参考时针方向查询到的第一个栅格点。另外,该参考时针方向可以顺时针方向,也可以为逆时针方向,本申请实施例对此不做限定。也就是说,该移动机器人基于第一区域环境地图,从探测起点开始沿着某个固定时针方向对表示边缘障碍物的目标栅格进行遍历,以确定探测目标点,其中,该边缘障碍物可以是指墙壁、贴近墙壁放置的障碍物等。
作为一种示例,动机器人以探测目标点为中心,在探测传感器的探测范围内确定该第一探测路径终点,即只要保证该第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围即可。
作为一种示例,将该移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置映射至该区域环境地图中,将映射后的点确定为第一探测路径起点,之后生成该第一探测路径起点与该第一探测路径终点之间的路径,就得到了本次的第一探测路径。作为一种示例,可以生成该第一探测路径起点与第一探测路径终点之间的最短路径,将该最短路径确定为第一探测路径。
步骤3203:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
其具体实现可以参见上述图25实施例中的步骤2506。
步骤3204:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
其具体实现可以参见上述图25实施例中的步骤2507。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例13
请参考图33,该图33是根据另一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法可以应用于上述移动机器人中,该探测方法可以包括:
步骤3301:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1。
步骤3302:基于第一区域环境地图确定探测目标点,该探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于该探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在一些实施例中,该第一区域环境地图为栅格地图,该第一区域环境地图包括已探测区域和未探测区域,该已探测区域为被该探测传感器探测过的区域,该未探测区域为该探测传感器未探测过的区域,该已探测区域包括通行区域,该通行区域表示该移动机器人可通行的区域。
作为一种示例,该第一区域环境地图中的已探测区域具体为移动机器人通过激光雷达和/或非激光雷达探测传感器探测的区域,该已探测区域包括第一区域环境外轮廓和通行区域。进一步地,该已探测区域还可以包括移动机器人、基站、中间障碍物,也即是,在绘制第一区域环境地图中,移动机器人可以标识出基站的位置,如前文所述,在执行探测之前机器人停靠在基站中,因此可以根据移动机器人已移动的距离和角度,确定出基站的位置,从而将基站的位置标识到该第一区域环境地图上。另外,该未探测区域为移动机器人未探测的区域,对未探测区域移动机器人不能确定是通行区域还是障碍物所在的位置。因激光雷达的激光信号探测范围有限,激光雷达探测不到探测范围外的区域环境,以及激光雷达的激光信号被障碍物阻挡时,激光雷达探测不到被障碍物阻挡的区域的信息,这些激光雷达探测不到的区域即为未探测区域。
作为一种示例,在该第一区域环境地图中可以设定目标栅格所在的警告区域,其中,该警告区域用于指示移动机器人不需要重复探测的区域。作为一种示例,该警告区域可以包括如下两方面,一方面,作为一种示例,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,该两障碍物之间的区域设为警告区域,区域环境外轮廓信息还包括该警告区域;另一方面,获取在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域。
对于第一方面,该警告区域是指不需要探测的区域,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的距离小于距离阈值时,移动机器人无法行驶至该区域内工作,所以可以将该区域设置为警告区域,将该警告区域连同游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物一起作为区域环境外轮廓。
其中,该距离阈值可以由用户根据实际需求进行设置,也可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不作限定。譬如,可以设置为移动机器人宽度的1.5倍。
对于第二方面,由于受到移动机器人本身探测条件的限制,使得针对同一个位置,移动机器人前后两次的探测结果可能不同,譬如,针对某个栅格第i次绘制区域环境地图时将其标识为已探测区域,但第i+1次绘制地图时将其标识为未探测区域,如此以来,为了能够再次探测到该某个栅格,移动机器人在第i+1次根据新的探测数据更新区域环境地图时,可能会将原来的已探测区域的障碍物区域的部分位置调整为未探测区域,但是,这些调整区域环境地图后产生的未探测区域因位于移动机器人原来探测过的区域,移动机器人无需再次对其进行探测。而在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹可以将已探测过的区域环境外轮廓表示出来,因此,为了避免出现该种情况,移动机器人获取在探测该区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域,如图26所示。如此以来,通过遍历轨迹可以将这些调整区域环境地图后产生的未探测区域进行屏蔽,避免了移动机器人往回移动对已探测区域进行重复探测,从而减少了建图用时。
之后,该移动机器人在设有警告区域的第一区域环境地图中,从探测起点开始,按照参考时针方向对目标栅格进行遍历,请参考图31,该目标栅格可以为区域环境外轮廓信息表示的区域环境外轮廓所在的栅格。该探测起点可以以基站为距离该基站参考距离的栅格点,该参考距离可以根据实际需求预先进行设置,譬如,该参考点可以为从该基站出发该区域环境外轮廓上沿着参考时针方向查询到的第一个栅格点。另外,该参考时针方向可以顺时针方向,也可以为逆时针方向,本申请实施例对此不做限定。也就是说,该移动机器人基于第一区域环境地图,从探测起点开始沿着某个固定时针方向对表示边缘障碍物的目标栅格进行遍历,以确定探测目标点,其中,该边缘障碍物可以是指墙壁、贴近墙壁放置的障碍物等。
作为一种示例,移动机器人以探测目标点为中心,以移动机器人的探测范围为半径做圆,确定了一个范围,由于该探测目标点处于该范围内,因此,可以直接将该探测目标点确定为第一探测路径终点,即该第一探测路径终点与探测目标点可以为同一个点。
作为一种示例,将该移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置映射至该区域环境地图中,将映射后的点确定为第一探测路径起点,之后生成该第一探测路径起点与该第一探测路径终点之间的路径,就得到了本次的第一探测路径。作为一种示例,第一探测路径的长度和该最短路径的长度的差值在参考值范围内。
移动机器人可以以该第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成该两点之间的曲线,得到该第一探测路径,其中,该曲线的长度与最短路径的长度之间的差值处于参考值范围内。
其中,该参考值范围可以由用户根据实际需求进行设置,或者可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不做限定。
步骤3303:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
作为一种示例,该步骤可以参见上述图25所示实施例中的步骤2506。
步骤3304:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
作为一种示例,该步骤可以参见上述图25所示实施例中的步骤2507。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例14
请参考图34,该图34是根据一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法可以应用于移动机器人中,该探测方法可以包括:
步骤3401:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1。
步骤3402:基于第一区域环境地图确定探测目标点,该探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于该探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在一些实施例中,该第一区域环境地图为栅格地图,该第一区域环境地图包括已探测区域和未探测区域,该已探测区域为被该探测传感器探测过的区域,该未探测区域为该探测传感器未探测过的区域,该已探测区域包括通行区域,该通行区域表示该移动机器人可通行的区域。
作为一种示例,该第一区域环境地图中的已探测区域具体为移动机器人通过激光雷达和/或非激光雷达探测传感器探测的区域,该已探测区域包括第一区域环境外轮廓和通行区域。进一步地,该已探测区域还可以包括移动机器人、基站、中间障碍物,也即是,在绘制第一区域环境地图中,移动机器人可以标识出基站的位置,如前文所述,在执行探测之前机器人停靠在基站中,因此可以根据移动机器人已移动的距离和角度,确定出基站的位置,从而将基站的位置标识到该第一区域环境地图上。另外,该未探测区域为移动机器人未探测的区域,对未探测区域移动机器人不能确定是通行区域还是障碍物所在的位置。因激光雷达的激光信号探测范围有限,激光雷达探测不到探测范围外的区域环境,以及激光雷达的激光信号被障碍物阻挡时,激光雷达探测不到被障碍物阻挡的区域的信息,这些激光雷达探测不到的区域即为未探测区域。
作为一种示例,在该第一区域环境地图中可以设定目标栅格所在的警告区域,其中,该警告区域用于指示移动机器人不需要重复探测的区域。作为一种示例,该警告区域可以包括如下两方面,一方面,作为一种示例,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,该两障碍物之间的区域设为警告区域,区域环境外轮廓信息还包括该警告区域;另一方面,获取在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域。
对于第一方面,该警告区域是指不需要探测的区域,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的距离小于距离阈值时,移动机器人无法行驶至该区域内工作,所以可以将该区域设置为警告区域,将该警告区域连同游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物一起作为区域环境外轮廓。
其中,该距离阈值可以由用户根据实际需求进行设置,也可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不作限定。譬如,可以设置为移动机器人宽度的1.5倍。
对于第二方面,由于受到移动机器人本身探测条件的限制,使得针对同一个位置,移动机器人前后两次的探测结果可能不同,譬如,针对某个栅格第i次绘制区域环境地图时将其标识为已探测区域,但第i+1次绘制地图时将其标识为未探测区域,如此以来,为了能够再次探测到该某个栅格,移动机器人在第i+1次根据新的探测数据更新区域环境地图时,可能会将原来的已探测区域的障碍物区域的部分位置调整为未探测区域,但是,这些调整区域环境地图后产生的未探测区域因位于移动机器人原来探测过的区域,移动机器人无需再次对其进行探测。而在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹可以将已探测过的区域环境外轮廓表示出来,因此,为了避免出现该种情况,移动机器人获取在探测该区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域,如图26所示。如此以来,通过遍历轨迹可以将这些调整区域环境地图后产生的未探测区域进行屏蔽,避免了移动机器人往回移动对已探测区域进行重复探测,从而减少了建图用时。
之后,该移动机器人在设有警告区域的第一区域环境地图中,从探测起点开始,按照参考时针方向对目标栅格进行遍历,请参考图31,该目标栅格可以为区域环境外轮廓信息表示的区域环境外轮廓所在的栅格。该探测起点可以以基站为距离该基站参考距离的栅格点,该参考距离可以根据实际需求预先进行设置,譬如,该参考点可以为从该基站出发该区域环境外轮廓上沿着参考时针方向查询到的第一个栅格点。另外,该参考时针方向可以顺时针方向,也可以为逆时针方向,本申请实施例对此不做限定。也就是说,该移动机器人基于第一区域环境地图,从探测起点开始沿着某个固定时针方向对表示边缘障碍物的目标栅格进行遍历,以确定探测目标点,其中,该边缘障碍物可以是指墙壁、贴近墙壁放置的障碍物等。
作为一种示例,请参考图20,移动机器人可以以该探测目标点为中心,以探测传感器的探测距离为半径作圆周,并将该圆周区域与该未探测区域之间的交界上的栅格点确定为该探测路径终点,如此可以保证移动机器人能够探测到该探测目标点及该探测目标点的周围区域。
作为一种示例,将该移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置映射至该区域环境地图中,将映射后的点确定为第一探测路径起点,之后生成该第一探测路径起点与该第一探测路径终点之间的路径,就得到了本次的第一探测路径。作为一种示例,移动机器人可以将第一探测路径起点与第一探测路径终点之间最短路径确定为第一探测路径。
移动机器人可以以该第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成该两点之间的曲线,得到该第一探测路径,其中,该曲线的长度与最短路径的长度之间的差值处于参考值范围内。
其中,该参考值范围可以由用户根据实际需求进行设置,或者可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不做限定。
步骤3403:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
作为一种示例,该步骤可以参见上述图25所示实施例中的步骤2506。
步骤3404:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
作为一种示例,该步骤可以参见上述图25所示实施例中的步骤2507。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
实施例15
请参考图35,图35是根据一示例性实施例示出的一种探测方法,该探测方法可以应用于上述移动机器人中,该探测方法可以包括:
步骤3501:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物。
其具体实现可以参见上述图6实施例中的步骤S1。
步骤3502:基于第一区域环境地图确定探测目标点,该探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于该探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围。
因移动机器人进行一次区域环境探测的探测范围有限,从而绘制的区域环境地图只是区域环境中的部分区域的信息,因此,移动机器人需要在区域环境中移动,扩大探测范围,从而采集到更多的探测数据,以绘制出完整的区域环境地图。为此,移动机器人需要生成探测路径,以指示移动机器人移动,扩大移动机器人的探测范围。
在一些实施例中,该第一区域环境地图为栅格地图,该第一区域环境地图包括已探测区域和未探测区域,该已探测区域为被该探测传感器探测过的区域,该未探测区域为该探测传感器未探测过的区域,该已探测区域包括通行区域,该通行区域表示该移动机器人可通行的区域。
作为一种示例,该第一区域环境地图中的已探测区域具体为移动机器人通过激光雷达和/或非激光雷达探测传感器探测的区域,该已探测区域包括第一区域环境外轮廓和通行区域。进一步地,该已探测区域还可以包括移动机器人、基站、中间障碍物,也即是,在绘制第一区域环境地图中,移动机器人可以标识出基站的位置,如前文所述,在执行探测之前机器人停靠在基站中,因此可以根据移动机器人已移动的距离和角度,确定出基站的位置,从而将基站的位置标识到该第一区域环境地图上。另外,该未探测区域为移动机器人未探测的区域,对未探测区域移动机器人不能确定是通行区域还是障碍物所在的位置。因激光雷达的激光信号探测范围有限,激光雷达探测不到探测范围外的区域环境,以及激光雷达的激光信号被障碍物阻挡时,激光雷达探测不到被障碍物阻挡的区域的信息,这些激光雷达探测不到的区域即为未探测区域。
作为一种示例,在该第一区域环境地图中可以设定目标栅格所在的警告区域,其中,该警告区域用于指示移动机器人不需要重复探测的区域。作为一种示例,该警告区域可以包括如下两方面,一方面,作为一种示例,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,该两障碍物之间的区域设为警告区域,区域环境外轮廓信息还包括该警告区域;另一方面,获取在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域。
对于第一方面,该警告区域是指不需要探测的区域,当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的距离小于距离阈值时,移动机器人无法行驶至该区域内工作,所以可以将该区域设置为警告区域,将该警告区域连同游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物一起作为区域环境外轮廓。
其中,该距离阈值可以由用户根据实际需求进行设置,也可以由该移动机器人默认设置,本申请实施例对此不作限定。譬如,可以设置为移动机器人宽度的1.5倍。
对于第二方面,由于受到移动机器人本身探测条件的限制,使得针对同一个位置,移动机器人前后两次的探测结果可能不同,譬如,针对某个栅格第i次绘制区域环境地图时将其标识为已探测区域,但第i+1次绘制地图时将其标识为未探测区域,如此以来,为了能够再次探测到该某个栅格,移动机器人在第i+1次根据新的探测数据更新区域环境地图时,可能会将原来的已探测区域的障碍物区域的部分位置调整为未探测区域,但是,这些调整区域环境地图后产生的未探测区域因位于移动机器人原来探测过的区域,移动机器人无需再次对其进行探测。而在探测该第一区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹可以将已探测过的区域环境外轮廓表示出来,因此,为了避免出现该种情况,移动机器人获取在探测该区域环境外轮廓信息时对目标栅格进行遍历的轨迹的遍历轨迹信息,将遍历轨迹信息指示的遍历轨迹所在的栅格确定为警告区域,如图26所示。如此以来,通过遍历轨迹可以将这些调整区域环境地图后产生的未探测区域进行屏蔽,避免了移动机器人往回移动对已探测区域进行重复探测,从而减少了建图用时。
之后,该移动机器人在设有警告区域的第一区域环境地图中,从探测起点开始,按照参考时针方向对目标栅格进行遍历,请参考图31,该目标栅格可以为区域环境外轮廓信息表示的区域环境外轮廓所在的栅格。该探测起点可以以基站为距离该基站参考距离的栅格点,该参考距离可以根据实际需求预先进行设置,譬如,该参考点可以为从该基站出发该区域环境外轮廓上沿着参考时针方向查询到的第一个栅格点。另外,该参考时针方向可以顺时针方向,也可以为逆时针方向,本申请实施例对此不做限定。也就是说,该移动机器人基于第一区域环境地图,从探测起点开始沿着某个固定时针方向对表示边缘障碍物的目标栅格进行遍历,以确定探测目标点,其中,该边缘障碍物可以是指墙壁、贴近墙壁放置的障碍物等。
作为一种示例,动机器人以探测目标点为中心,在探测传感器的探测范围内确定该第一探测路径终点,即只要保证该第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围即可。
作为一种示例,将该移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置映射至该区域环境地图中,将映射后的点确定为第一探测路径起点,之后生成该第一探测路径起点与该第一探测路径终点之间的路径,就得到了本次的第一探测路径。作为一种示例,可以生成该第一探测路径起点与第一探测路径终点之间的最短路径,将该最短路径确定为第一探测路径。
步骤3503:移动机器人按照第一探测路径移动的过程中,通过探测传感器探测区域环境获得第二区域环境地图,第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息。
其具体实现可以参见上述图25实施例中的步骤2506。
步骤3504:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,该第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息,循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
其具体实现可以参见上述图25实施例中的步骤2507。
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
也就是说,移动机器人在沿着任一探测路径进行探测时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,或者,对于一些诸如大理石、玻璃之类的特殊廓障碍物,移动机器人沿外轮廓边缘进行移动。在一些情况下,当区域环境外轮廓既包括围墙之类的障碍物,又包括大理石、玻璃之类的障碍物时,移动机器人按照某个探测路径移动时,可能会先沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动,然后沿外轮廓边缘进行移动。
在一些实施例中,该基站还可能停靠在房间的中间位置,且靠近该基站位置存在类似于房间墙壁的较大障碍物,如图29所示,在该种情况下,该移动机器人按照上述实现方式沿着该障碍物探测一周后,形成的闭环如图29中所示。移动机器人判断自身是否处于该闭环内,如果未处于该闭环内,说明此时探测的不是区域环境外轮廓,在该种情况下,该移动机器人以该基站为原点以某个阈值为半径,在房间中的边缘障碍物附近重新确定一个探测起点,并从该探测起点开始重新对该区域环境进行探测。其中,该阈值可以根据实际需求进行设置。
图35是根据一示例性实施例示出的一种探测装置的结构示意图,该探测装置配置于移动机器人中对一区域环境进行探测,以绘制出区域环境地图,所述移动机器人上设有探测传感器,通过探测传感器的探测结合移动机器人的行为路径规划,逐步拓展区域环境地图,直到最终完成整个区域环境地图的生成,探测传感器探测到的区域为已探测区域,探测传感器未探测到的区域为未探测区域;所述装置包括:
获取模块3510,用于通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物;
确定模块3520,用于基于所述第一区域环境地图确定探测目标点,所述探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于所述探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围;
探测模块3530,用于按照所述第一探测路径移动的过程中,通过所述探测传感器探测所述区域环境获得第二区域环境地图,所述第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息;
循环模块3540,用于当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,所述第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息;循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。
在本申请一种可能的实现方式中,所述获取模块3510用于:
当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,将该两障碍物之间的区域设为警告区域,所述外轮廓信息还包括所述警告区域。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块3520用于:
从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点;
从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对所述探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块3520用于:
以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可探测到探测目标点;
以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成所述第一探测路径。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块3520用于:
确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块3520用于:
从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块3520用于:
将所述探测目标点确定为探测路径终点。
在本申请一种可能的实现方式中,在预设的顺时针或者逆时针的方向上,第一探测路径终点在探测目标点之前。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块3520用于:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度为移动机器人当前所在的位置和第一探测路径终点之间的最短路径的长度。
在本申请一种可能的实现方式中,所述确定模块3520用于:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度和最短路径的长度的差值在距离阈值范围内,所述最短路径是指所述第一探测路径起点与所述第一探测路径终点之间的最短路径。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块3520用于:
当移动机器人移动到第一探测路径终点所在位置时,确定探测路径结束。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块用于:
当探测到的区域环境地图中的探测目标点的周围变成已探测区域时,确定探测路径结束。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块3520用于:
移动机器人探测到第一探测路径上存在障碍物时,确定探测路径结束。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块3520用于:
当检测到区域环境外轮廓为封闭的障碍物区域时,确定绘制完整个区域环境地图。
在本申请一种可能的实现方式中,所述循环模块3520用于:
当移动机器人找不到所述探测目标点,确定绘制完整个区域环境地图。
在本申请一种可能的实现方式中,
所述探测传感器为激光雷达,所述移动机器人还包括非激光雷达探测传感器;
所述探测数据包括所述激光雷达探测到的数据和所述非激光雷达探测传感器探测到的数据。
在本申请实施例中,移动机器人通过探测传感器对区域环境进行探测确定第一区域环境地图,该第一区域环境地图包括已探测区域的外轮廓信息和未探测区域。基于该第一区域环境地图确定需要进行探测的位置对应的探测目标点,根据该探测目标点确定第一探测路径的第一探测路径终点,如此,基于探测第一区域环境地图时当前所在位置和第一探测路径终点生成第一探测路径。移动机器人沿着第一探测路径移动且在移动过程中通过探测传感器进行探测得到探测数据,当检测到执行探测路径结束时,基于得到的探测数据确定下一次探测路径,即确定第二探测路径,并基于第二探测路径执行探测操作,得到第二区域环境地图,如此循环执行确定探测路径生成区域环境地图的操作,以逐步拓展区域环境地图,直到移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图。移动机器人每次都是基于生成的探测路径对区域环境进行探测,避免来回往返基站过程中对已探测区域进行重复探测的问题,提高了工作效率,此外,移动机器人不需要遍历完所有可行区域,从而减少了移动机器人建图耗时。
需要说明的是:上述实施例提供的探测装置在实现探测方法时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的探测装置与探测方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (34)

1.一种探测方法,应用于移动机器人中对一区域环境进行探测,以绘制出区域环境地图,其特征在于,所述移动机器人上设有探测传感器,通过探测传感器的探测结合移动机器人的行为路径规划,逐步拓展区域环境地图,直到最终完成整个区域环境地图的生成,其中,探测传感器探测到的区域为已探测区域,探测传感器未探测到的区域为未探测区域;
所述方法包括:
步骤S1:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物;
步骤S2:基于所述第一区域环境地图确定探测目标点,所述探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于所述探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围;
步骤S3:移动机器人按照所述第一探测路径移动的过程中,通过所述探测传感器探测所述区域环境获得第二区域环境地图,所述第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息;
步骤S4:当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,移动机器人将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,所述第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息;循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图;
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤S1:移动机器人通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括当前移动机器人可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域的方法,包括:
当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,将所述游离障碍物与所述其它障碍物之间的区域设为警告区域,所述外轮廓信息还包括所述警告区域。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述步骤S2:基于所述第一区域环境地图确定探测目标点的方法包括:
步骤S201:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点;
步骤S202:从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对所述探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S2:基于所述探测目标点生成第一探测路径的方法包括:
步骤S203:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可探测到探测目标点;
步骤S204:移动机器人以第一探测路径起点为起点,以第一探测路径终点为终点,生成所述第一探测路径。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S201:从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点的方法,包括:
确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点的方法,包括:
从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。
7.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤S203:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定探测路径终点的方法,包括:
将所述探测目标点确定为探测路径终点。
8.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤S203:以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点的方法,包括:
在预设的顺时针或者逆时针的方向上,第一探测路径终点在探测目标点之前。
9.如权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述步骤204:基于第一探测路径起点及第一探测路径终点,生成所述第一探测路径的方法,包括:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度为移动机器人当前所在的位置和第一探测路径终点之间的最短路径的长度。
10.如权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述步骤204:基于第一探测路径起点及第一探测路径终点,生成所述第一探测路径的方法,包括:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度和最短路径的长度的差值在距离阈值范围内,所述最短路径是指所述第一探测路径起点与所述第一探测路径终点之间的最短路径。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4:移动机器人检测到其执行探测路径结束的方法,包括:
当移动机器人移动到第一探测路径终点所在位置时,确定探测路径结束。
12.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4:移动机器人检测到其执行探测路径结束的方法,包括:
当探测到的区域环境地图中的探测目标点的周围变成已探测区域时,确定探测路径结束。
13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4:移动机器人检测到其执行探测路径结束的方法,包括:
移动机器人探测到第一探测路径上存在障碍物时,确定探测路径结束。
14.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4:移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图的方法,包括:
当检测到区域环境外轮廓为封闭的障碍物区域时,确定绘制完整个区域环境地图。
15.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4:移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图的方法,包括:
当移动机器人找不到所述探测目标点,确定绘制完整个区域环境地图。
16.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述探测传感器为激光雷达,所述移动机器人还包括非激光雷达探测传感器;
所述探测数据包括所述激光雷达探测到的数据和所述非激光雷达探测传感器探测到的数据。
17.一种探测装置,配置于移动机器人中对一区域环境进行探测,以绘制出区域环境地图,其特征在于,所述移动机器人上设有探测传感器,通过探测传感器的探测结合移动机器人的行为路径规划,逐步拓展区域环境地图,直到最终完成整个区域环境地图的生成,其中,探测传感器探测到的区域为已探测区域,探测传感器未探测到的区域为未探测区域;
所述装置包括:
获取模块,用于通过探测传感器探测区域环境获取第一区域环境地图,所述第一区域环境地图包括移动机器人当前可探测到的区域环境的外轮廓信息及未探测区域,外轮廓信息包括环绕区域环境周围的障碍物信息,障碍物信息表示区域环境周围的墙壁、靠墙壁放置的障碍物以及游离障碍物,游离障碍物为与区域环境外轮廓的其它障碍物的距离小于或者等于机器人机身宽度的障碍物;
确定模块,用于基于所述第一区域环境地图确定探测目标点,所述探测目标点为移动机器人需要进行探测的位置,基于所述探测目标点生成第一探测路径,第一探测路径用于指引移动机器人的移动,第一探测路径包括第一探测路径起点及第一探测路径终点,第一探测路径起点为移动机器人探测第一区域环境地图时当前所在位置,第一探测路径终点与探测目标点之间的距离不超过探测传感器的探测范围;
探测模块,用于按照所述第一探测路径移动的过程中,通过所述探测传感器探测所述区域环境获得第二区域环境地图,所述第二区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第一区域环境地图中的外轮廓信息;
循环模块,用于当移动机器人检测到其执行探测路径结束时,将第一探测路径终点作为第二探测路径起点并基于第二区域环境地图生成第二探测路径,根据该第二探测路径确定第三区域环境地图,所述第三区域环境地图包括移动机器人在移动过程中探测到的区域环境的外轮廓信息及第二区域环境地图中的外轮廓信息;循环执行确定区域环境地图的操作,直至移动机器人检测到绘制完整个区域环境地图;
其中,移动机器人按照探测路径移动时沿外轮廓且与外轮廓保持一定距离进行移动和/或沿外轮廓边缘进行移动,所述探测路径是指基于任一区域环境地图生成的探测路径。
18.如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述获取模块用于:
当游离障碍物与区域环境外轮廓的其它障碍物之间的间距小于距离阈值时,将所述游离障碍物与所述其它障碍物之间的区域设为警告区域,所述外轮廓信息还包括所述警告区域。
19.如权利要求17或18所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:
从第一区域环境地图中提取区域环境的外轮廓信息及未探测区域形成探测地图,于探测地图中确定探测起点;
从探测起点开始,沿顺时针方向或者逆时针方向对所述探测地图中的区域环境外轮廓进行遍历,查询到第一个位于已探测区域和未探测区域交界的点为探测目标点。
20.如权利要求19所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:
以探测目标点为中心,在移动机器人的探测范围内,确定第一探测路径终点,探测目标点和第一探测路径终点之间的距离不超过移动机器人传感器的探测范围,从而使移动机器人在第一探测路径终点可探测到探测目标点;
以探测路径起点为起点,以探测路径终点为终点,生成所述探测路径。
21.如权利要求19所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:
确定探测地图中的区域环境外轮廓上的一固定位置为探测起点。
22.如权利要求21所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:
从基站所在位置开始,沿顺时针方向或者逆时针方向搜寻,在区域环境外轮廓上探测到的第一个点为探测起点。
23.如权利要求20所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:
将所述探测目标点确定为探测路径终点。
24.如权利要求20所述的装置,其特征在于,在预设的顺时针或者逆时针的方向上,第一探测路径终点在探测目标点之前。
25.如权利要求23或24所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度为移动机器人当前所在的位置和第一探测路径终点之间的最短路径的长度。
26.如权利要求23或24所述的装置,其特征在于,所述确定模块用于:
将第一探测路径起点及第一探测路径终点设置在探测地图上,第一探测路径的长度和最短路径的长度的差值在距离阈值范围内,所述最短路径是指所述第一探测路径起点与所述第一探测路径终点之间的最短路径。
27.如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述循环模块用于:
当移动机器人移动到第一探测路径终点所在位置时,确定探测路径结束。
28.如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述循环模块用于:
当探测到的区域环境地图中的探测目标点的周围变成已探测区域时,确定探测路径结束。
29.如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述循环模块用于:
当移动机器人探测到第一探测路径上存在障碍物时,确定探测路径结束。
30.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述循环模块用于:
当检测到区域环境外轮廓为封闭的障碍物区域时,确定绘制完整个区域环境地图。
31.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述循环模块用于:
当移动机器人找不到所述探测目标点时,确定绘制完整个区域环境地图。
32.如权利要求17所述的装置,其特征在于,
所述探测传感器为激光雷达,所述移动机器人还包括非激光雷达探测传感器;
所述探测数据包括所述激光雷达探测到的数据和所述非激光雷达探测传感器探测到的数据。
33.一种移动机器人,其特征在于,所述移动机器人上设有探测传感器;
所述移动机器人包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为实现权利要求1-16所述的任一项方法的步骤。
34.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有指令,其特征在于,所述指令被处理器执行时实现权利要求1-16所述的任一项方法的步骤。
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