CN110347152B - 虚拟墙设置方法、系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于机器人技术领域，提供了一种虚拟墙设置方法、系统及装置，该方法包括：获取活动区域的环境信息并发送给智能终端，所述环境信息包括多个关键点信息；接收所述智能终端根据所述关键点信息选择的第一关键点信息以及第二关键点信息；根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙；根据所述虚拟墙，规划对应的活动路径。本发明通过采用获取关键点的方式，根据用户选择的第一关键点和第二关键点自动形成虚拟墙，并根据虚拟墙的位置信息自动进行路径规划，进而有效的防止了机器人进入用户指定的禁入区域。

Description

虚拟墙设置方法、系统及装置
技术领域
本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种虚拟墙设置方法、系统及装置。
背景技术
随着时代的发展人们生活水平的不断提高，机器人(Robot)的使用越来越频繁，机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助用户人类进行工作，例如家物业、生产业、建筑业或危险工种的工作，在机器人的使用过程中，为保障机器人的工作任务的工作效率，针对机器人的路径规划或工作区域的规划尤为重要，路径规划或区域规划的准确性将直接影响机器人的工作效率。
现有的机器人在使用过程中，会进入一些工作区域，而这些工作区域是用户不想让机器人进去的区域，或者这些区域工况较为复杂，机器人进去以后无法正常的进行工作。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种虚拟墙设置方法，旨在解决不让机器人进入某些区域的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种虚拟墙设置方法，所述方法包括：
获取活动区域的环境信息并发送给智能终端，所述环境信息包括多个关键点信息；
接收所述智能终端根据所述关键点信息选择的第一关键点信息以及第二关键点信息；
根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙；
根据所述虚拟墙，规划对应的活动路径。
本发明实施例的另一目的在于提供一种虚拟墙设置系统，所述系统包括：
环境信息获取模块，用于获取活动区域的环境信息并发送给智能终端，所述环境信息包括多个关键点信息；
关键点信息接收模块，用于接收所述智能终端根据所述关键点信息选择的第一关键点信息以及第二关键点信息；
路径规划模块，用于根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙，并根据所述虚拟墙，规划对应的活动路径。
本发明实施例的另一目的在于提供一种虚拟墙设置装置，包括存储设备以及处理器，所述存储设备用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述虚拟墙设置装置执行上述的虚拟墙设置方法。
本发明实施例的另一目的在于提供一种存储介质，其特征在于，其存储有上述的虚拟墙设置装置中所使用的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的虚拟墙设置方法的步骤。
本发明实施例，通过采用获取关键点的方式，根据用户选择的第一关键点和第二关键点自动形成虚拟墙，并根据虚拟墙的位置信息自动进行路径规划，进而有效的防止了机器人进行用户指定的禁入区域，且有效的提高了机器人路径规划的灵活性，提高了用户体验。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的虚拟墙设置方法的流程图；
图2是本发明第二实施例提供的虚拟墙设置方法的流程图；
图3是本发明第三实施例提供的虚拟墙设置方法的流程图；
图4是本发明第四实施例提供的虚拟墙设置系统的结构示意图；
图5是本发明第五实施例提供的虚拟墙设置装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
请参阅图1，是本发明第一实施例提供的虚拟墙设置方法的流程图，包括步骤：
步骤S10，获取活动区域的环境信息并发送给智能终端，所述环境信息包括多个关键点信息；
其中，本实施例通过在机器人上设置激光雷达或摄像头等方式，以使可有效获取得到机器人当前所处的环境信息，通过激光SLAM或VSLAM的方法可以对当前环境的定位和建图，使得机器人判断到自身所处的位置，并建立地图，该地图是对环境的真实再现，能够表征环境中不同物体在环境中的实际位置，使得机器人判断到各个区域内物件的摆放状态；
具体的，该步骤中，所述关键点信息对应目标关键点为真实环境中反应到地图中的坐标，优选的，所述机器人上存储有预设的端口地址，当控制所述机器人完成所述环境信息的获取时，根据所述端口地址控制机器人采用无线传输的方式将所述环境信息发送至对应所述智能终端；
步骤S20，接收所述智能终端发送的根据所述关键点信息选择的第一关键点信息以及第二关键点信息；
其中，本实施例中，所述关键点信息可以采用短信、语音、图像或按键的方式进行显示，具体的，该步骤中主要是通过图像的方式进行显示，且所述关键点信息的选择可以采用用户手动选择或按预设规则的方式进行选择；
步骤S30，根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙；
其中，根据第一关键点信息和第二关键点信息建立虚拟墙的方式可以为：
机器人在运动过程中会自动识别环境中关键点，然后将关键点信息记录下来，当用户在APP等终端设置虚拟墙的时，用户设置虚拟墙的端点不一定是关键点，机器人内部会自动将用户设置的虚拟墙的两个端点向实际的关键点靠齐，从而建立虚拟墙，让机器人在运动过程中不穿越过虚拟墙，即控制机器人在该虚拟墙的一侧进行工作；
其中，根据第一关键点信息和第二关键点信息建立虚拟墙的方式还可以为：
分别获取第一关键点信息和第二关键点信息对应的位置坐标点，并分别以该位置坐标点为起点朝预设方向进行扩散，以形成两面虚拟墙，该预设方向可以同时为多个不同的方向，以使控制机器人在所形成的两面虚拟墙之间进行工作；
优选的，根据第一关键点信息和第二关键点信息建立虚拟墙的方式还可以为：
分别获取第一关键点信息和第二关键点信息对应的位置坐标点，并以该两个位置坐标点连线的中点为中心进行正方形区域的扩散，直至该两个位置坐标点与正方形区域的边界重合，此时，该扩散后的正方形区域的边界为该虚拟墙，以使控制机器人在虚拟墙所形成的正方形区域内进行工作；
步骤S40，根据所述虚拟墙，规划对应的活动路径；
其中，通过获取虚拟墙的位置信息，以根据该位置信息生成所述活动路径，该活动路径可以为多段平行的直线路径、螺旋渐开线路径、曲线路径或折线路径，该路径规划时不得超出所述虚拟墙，以防止所述机器人的越界现象，提高了机器人的工作效率；
本实施例中，通过采用获取关键点的方式，根据用户选择的第一关键点和第二关键点自动形成虚拟墙，并根据虚拟墙的位置信息自动进行路径规划，进而有效的防止了机器人进行用户指定的禁入区域，且有效的提高了机器人路径规划的灵活性，提高了用户体验。
实施例二
请参阅图2，是本发明第二实施例提供的虚拟墙设置方法的流程图，包括步骤：
步骤S11，通过预设的激光雷达设备对所述活动区域所处环境进行扫描，获取对应的激光点云；
其中，本实施例通过在机器人上设置激光雷达的方式，以使可有效获取得到机器人当前所处的环境信息，通过激光SLAM的方法可以进当前环境的定位和建图，使得机器人判断到自身所处的位置，并建立地图，该地图是对环境的真实再现，能够表征环境中不同物体在环境中的实际位置，使得机器人判断到各个区域内物件的摆放状态；
步骤S21，根据所述激光点云，获取所述活动区域所处环境中的线段信息；
其中，由于激光雷达可以直接获取到环境中的特征点，因此，通过激光SLAM算法可以进行SLAM，获取得到机器人位置与地图信息，线段信息可以通过对激光点云数据进行处理，获取得到发生激光点云中发生突变的点，即断点，根据断点可以激光点云进行分类，然后根据每一类数据进行数据拟合，即得到了线段信息，关键点信息包括激光点云中的断点、线段的起点终点中点、穿过用户的点线与线段的垂足等；
步骤S31，根据所述线段信息获取所述关键点信息；
优选的，所述关键点信息通过如下方式获取：
通过预设的图像拍摄设备获取所述活动区域所处环境的图像信息；
根据所述图像信息，获取所述活动区域所处环境中的线段信息；
根据所述线段信息获取所述关键点信息；
此外，本实施例中，所述关键点信息可以采用短信、语音、图像或按键的方式进行显示，且所述关键点信息的选择可以采用用户手动选择或按预设规则的方式进行选择，优选的，该预设规则可以为优先级规则，每个所述关键点信息对应一个优先等级，因此，该预设规则可以为选取优先等级最大的关键点信息为第一关键点信息，另选取优先等级最小的关键点信息为第二关键点信息；
步骤S41，根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙；
其中，根据第一关键点信息和第二关键点信息建立虚拟墙的方式可以为：
机器人在运动过程中会自动识别环境中关键点，然后将关键点信息记录下来，当用户在APP等终端设置虚拟墙的时，用户设置虚拟墙的端点不一定是关键点，机器人内部会自动将用户设置的虚拟墙的两个端点向实际的关键点靠齐，从而建立虚拟墙，让机器人在运动过程中不穿越过虚拟墙，即控制机器人在该虚拟墙的一侧进行工作；
其中，根据第一关键点信息和第二关键点信息建立虚拟墙的方式还可以为：
分别获取第一关键点信息和第二关键点信息对应的位置坐标点，并分别以该位置坐标点为起点朝预设方向进行扩散，以形成两面虚拟墙，该预设方向可以同时为多个不同的方向，以使控制机器人在所形成的两面虚拟墙之间进行工作；
优选的，根据第一关键点信息和第二关键点信息建立虚拟墙的方式还可以为：
分别获取第一关键点信息和第二关键点信息对应的位置坐标点，并以该两个位置坐标点连线的中点为中心进行正方形区域的扩散，直至该两个位置坐标点与正方形区域的边界重合，此时，该扩散后的正方形区域的边界为该虚拟墙，以使控制机器人在虚拟墙所形成的正方形区域内进行工作；
步骤S51，根据所述虚拟墙，建立规避所述虚拟墙所屏蔽区域的活动路径；
其中，由于在所述环境地图中存在各个物件或家具的摆放位置，因此，在进行所述活动路径的规划时，能有效的对物件或家具进行规避，优选的，该步骤通过获取虚拟墙的位置信息，以根据该位置信息生成所述活动路径，该活动路径可以为多段平行的直线路径、螺旋渐开线路径、曲线路径或折线路径，该路径规划时不得超出所述虚拟墙，以防止所述机器人的越界现象，提高了机器人的工作效率；
优选的，本实施例中，所述方法还包括：
接收所述智能终端发送的虚拟墙的删除操作；
根据所述删除操作，对所述虚拟墙进行删除处理；
其中，通过对所述虚拟墙的删除有效的保障了存储空间的预留，防止了后续环境地图、虚拟墙或活动路径生成时空间不足导致的失败，具体的，本实施例中，所述虚拟墙的删除还可以通过设置时间阈值或次数阈值的方式进行删除，即当判断所述虚拟墙的生成时间大于时间阈值，或所述虚拟墙的使用次数大于次数阈值时，自动将对应所述虚拟墙进行删除。
本实施例中，通过采用获取关键点的方式，根据用户选择的第一关键点和第二关键点自动形成虚拟墙，并根据虚拟墙的位置信息自动进行路径规划，进而有效的防止了机器人进行用户指定的禁入区域，且有效的提高了机器人路径规划的灵活性，提高了用户体验。
实施例三
请参阅图3，是本发明第三实施例提供的虚拟墙设置方法的流程图，包括步骤：
步骤S12，建立所述活动区域的环境地图，通过预设的图像拍摄设备获取所述环境地图的图片信息；
其中，本实施例通过在机器人上设置摄像头的方式，以使可有效获取得到机器人当前所处的环境信息，通过VSLAM的方法可以进当前环境的定位和建图，使得机器人判断到自身所处的位置，并建立地图，该地图是对环境的真实再现，能够表征环境中不同物体在环境中的实际位置，使得机器人判断到各个区域内物件的摆放状态；
步骤S22，根据所述图片信息，获取所述环境中的线段信息，根据所述线段信息获取所述关键点信息；
其中，通过摄像头获取的图像信息，可以对图像进行特征提取，获取得到特征点，然后基于不同帧的特征点即可进行VSLAM，获取得到机器人位置与地图信息。通过深度学习的方法，通过大量大门、卧室门、厨房门、卫生门、阳台门等数据样本的对模型进行训练得到模型，然后基于模型信息对图像进行识别，门的端点即关键点；
步骤S32，将所述关键点信息发送至智能终端，并接收所述智能终端根据所述关键点信息选择的第一关键点信息以及第二关键点信息；
步骤S42，根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙，并将所述虚拟墙进行保存；
步骤S52，根据所述虚拟墙，建立规避所述虚拟墙所屏蔽区域的活动路径；
步骤S62，当所述当前的活动区域与所述虚拟墙所处的活动区域一致时，调用所述虚拟墙，并根据所述虚拟墙，规划活动路径；
其中，该当前的活动区域与所述虚拟墙所处的活动区域之间的判断可以采用关键点重合的方式进行，以使有效的提高了该当前的活动区域预所述虚拟墙之间的判断效率，且本实施例中，通过将所述虚拟墙进行存储的设计，有效的方便了后续针对相同活动区域所述虚拟墙或所述活动路径的生成效率；
本实施例中，通过采用获取关键点的方式，根据用户选择的第一关键点和第二关键点自动形成虚拟墙，并根据虚拟墙的位置信息自动进行路径规划，进而有效的防止了机器人进行用户指定的禁入区域，且有效的提高了机器人路径规划的灵活性，提高了用户体验。
实施例4
请参阅图4，是本发明第四实施例提供的虚拟墙设置系统100的结构示意图，所述系统包括：环境信息获取模块10、关键点信息接收模块11和路径规划模块12，其中：
环境信息获取模块10，用于获取活动区域的环境信息并发送给智能终端，所述环境信息包括多个关键点信息，其中，本实施例通过在机器人上设置激光雷达或摄像头等方式，以使可有效获取得到机器人当前所处的环境信息，通过激光SLAM或VSLAM的方法可以进当前环境的定位和建图，使得机器人判断到自身所处的位置，并建立地图，该地图是对环境的真实再现，能够表征环境中不同物体在环境中的实际位置，使得机器人判断到各个区域内物件的摆放状态；
具体的，该模块中，所述关键点信息对应目标关键点，该目标关键点为用户预先设置的坐标点、预先设置的家具对应的坐标点或预先设置的门柱、门梁或大门对应的坐标点，优选的，所述机器人上存储有预设的端口地址，当控制所述机器人完成所述环境信息的获取时，根据所述端口地址控制机器人采用无线传输的方式将所述环境信息发送至对应所述智能终端。
优选的，本实施例中，所述环境信息获取模块10还用于：通过预设的激光雷达设备对所述活动区域所处环境进行扫描，获取对应的激光点云；根据所述激光点云，获取所述活动区域所处环境中的线段信息；根据所述线段信息获取所述关键点信息。
此外，所述环境信息获取模块10还用于：通过预设的图像拍摄设备获取所述活动区域所处环境的图像信息；根据所述图像信息，获取所述活动区域所处环境中的线段信息；根据所述线段信息获取所述关键点信息。
关键点信息接收模块11，用于接收所述智能终端根据所述关键点信息选择的第一关键点信息以及第二关键点信息，其中，本实施例中，所述关键点信息可以采用短信、语音、图像或按键的方式进行显示，且所述关键点信息的选择可以采用用户手动选择或按预设规则的方式进行选择，优选的，该预设规则可以为优先级规则，每个所述关键点信息对应一个优先等级，因此，该预设规则可以为选取优先等级最大的关键点信息为第一关键点信息，另选取优先等级最小的关键点信息为第二关键点信息。
路径规划模块12，用于根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙，并根据所述虚拟墙，规划对应的活动路径，其中，根据第一关键点信息和第二关键点信息建立虚拟墙的方式可以为：
机器人在运动过程中会自动识别环境中关键点，然后将关键点信息记录下来，当用户在APP等终端设置虚拟墙的时，用户设置虚拟墙的端点不一定是关键点，机器人内部会自动将用户设置的虚拟墙的两个端点向实际的关键点靠齐，从而建立虚拟墙，让机器人在运动过程中不穿越过虚拟墙，即控制机器人在该虚拟墙的一侧进行工作；
其中，根据第一关键点信息和第二关键点信息建立虚拟墙的方式还可以为：
分别获取第一关键点信息和第二关键点信息对应的位置坐标点，并分别以该位置坐标点为起点朝预设方向进行扩散，以形成两面虚拟墙，该预设方向可以同时为多个不同的方向，以使控制机器人在所形成的两面虚拟墙之间进行工作；
优选的，根据第一关键点信息和第二关键点信息建立虚拟墙的方式还可以为：
分别获取第一关键点信息和第二关键点信息对应的位置坐标点，并以该两个位置坐标点连线的中点为中心进行正方形区域的扩散，直至该两个位置坐标点与正方形区域的边界重合，此时，该扩散后的正方形区域的边界为该虚拟墙，以使控制机器人在虚拟墙所形成的正方形区域内进行工作。
需要说明的是，所述路径规划模块12中通过获取虚拟墙的位置信息，以根据该位置信息生成所述活动路径，该活动路径可以为多段平行的直线路径、螺旋渐开线路径、曲线路径或折线路径，该路径规划时不得超出所述虚拟墙，以防止所述机器人的越界现象，提高了机器人的工作效率。
本实施例中，所述路径规划模块12还用于：将所述虚拟墙进行保存；当所述当前的活动区域与所述虚拟墙所处的活动区域一致时，调用所述虚拟墙，并根据所述虚拟墙，规划活动路径。
进一步地，所述路径规划模块12还用于：根据所述虚拟墙，建立规避所述虚拟墙所屏蔽区域的活动路径。
优选的，所述虚拟墙设置系统100还包括：
路径删除模块13，用于接收所述智能终端发送的虚拟墙的删除操作；根据所述删除操作，对所述虚拟墙进行删除处理。
本实施例中，通过采用获取关键点的方式，根据用户选择的第一关键点和第二关键点自动形成虚拟墙，并根据虚拟墙的位置信息自动进行路径规划，进而有效的防止了机器人进行用户指定的禁入区域，且有效的提高了机器人路径规划的灵活性，提高了用户体验。
实施例五
请参阅图5，是本发明第五实施例提供的虚拟墙设置装置101，包括存储设备以及处理器，所述虚拟墙设置装置101分别与机器人和智能终端电性连接，所述存储设备用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述虚拟墙设置装置101执行上述的虚拟墙设置方法。
本实施例还提供了一种存储介质，其上存储有上述虚拟墙设置装置中所使用的计算机程序，该程序在执行时，包括如下步骤：
获取活动区域的环境信息并发送给智能终端，所述环境信息包括多个关键点信息；
接收所述智能终端根据所述关键点信息选择的第一关键点信息以及第二关键点信息；
根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙；
根据所述虚拟墙，规划对应的活动路径。所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、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单元或模块完成，即将存储装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的组成结构并不构成对本发明的虚拟墙设置系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，而图1-3中的虚拟墙设置方法亦采用图4中所示的更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置来实现。本发明所称的单元、模块等是指一种能够被所述虚拟墙设置系统中的处理器(图未示)所执行并功能够完成特定功能的一系列计算机程序，其均可存储于所述虚拟墙设置系统的存储设备(图未示)内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种虚拟墙设置方法，其特征在于，所述方法包括：
获取活动区域的环境信息并发送给智能终端，所述环境信息包括多个关键点信息；所述关键点信息为真实环境反应到地图中的坐标；
接收所述智能终端发送的根据所述关键点信息选择的第一关键点信息以及第二关键点信息；
根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙；
根据所述虚拟墙，规划对应的活动路径。
2.如权利要求1所述的虚拟墙设置方法，其特征在于，所述关键点信息通过如下方式获取：
通过预设的激光雷达设备对所述活动区域所处环境进行扫描，获取对应的激光点云；
根据所述激光点云，获取所述活动区域所处环境中的线段信息；
根据所述线段信息获取所述关键点信息。
3.如权利要求1所述的虚拟墙设置方法，其特征在于，所述关键点信息通过如下方式获取：
通过预设的图像拍摄设备获取所述活动区域所处环境的图像信息；
根据所述图像信息，获取所述活动区域所处环境中的线段信息；
根据所述线段信息获取所述关键点信息。
4.如权利要求1所述的虚拟墙设置方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述虚拟墙进行保存；
当当前的活动区域与所述虚拟墙所处的活动区域一致时，调用所述虚拟墙，并根据所述虚拟墙，规划活动路径。
5.如权利要求1所述的虚拟墙设置方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述智能终端发送的虚拟墙的删除操作；
根据所述删除操作，对所述虚拟墙进行删除处理。
6.如权利要求1所述的虚拟墙设置方法，其特征在于，所述根据所述虚拟墙，规划对应的活动路径的步骤包括：
根据所述虚拟墙，建立规避所述虚拟墙所屏蔽区域的活动路径。
7.一种虚拟墙设置系统，其特征在于，所述系统包括：
环境信息获取模块，用于获取活动区域的环境信息并发送给智能终端，所述环境信息包括多个关键点信息；所述关键点信息为真实环境反应到地图中的坐标；
关键点信息接收模块，用于接收所述智能终端根据所述关键点信息选择的第一关键点信息以及第二关键点信息；
路径规划模块，用于根据所述第一关键点信息以及所述第二关键点信息，建立虚拟墙，并根据所述虚拟墙，规划对应的活动路径。
8.如权利要求7所述的虚拟墙设置系统，其特征在于，所述环境信息获取模块还用于：
通过预设的激光雷达设备对所述活动区域所处环境进行扫描，获取对应的激光点云；
根据所述激光点云，获取所述活动区域所处环境中的线段信息；
根据所述线段信息获取所述关键点信息。
9.一种虚拟墙设置装置，其特征在于，包括存储设备以及处理器，所述存储设备用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述虚拟墙设置装置执行根据权利要求1至6任一项所述的虚拟墙设置方法。
10.一种存储介质，其特征在于，其存储有权利要求9所述的虚拟墙设置装置中所使用的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的虚拟墙设置方法。
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