CN110887483A

CN110887483A - 机器人及导航方法、存储装置

Info

Publication number: CN110887483A
Application number: CN201811045602.3A
Authority: CN
Inventors: 熊友军; 谢文学; 张木森
Original assignee: Shenzhen Ubtech Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Ubtech Technology Co ltd
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2020-03-17

Abstract

本申请公开了一种机器人及导航方法、存储装置，该导航方法包括：显示预设场景的建筑平面图；选择建筑平面图中机器人的目标地位置；将目标地位置转换为导航地图坐标系下的第一位置；根据第一位置在导航地图中进行路径规划。通过上述方式，本申请能够实现机器人在导航地图中进行导航的同时将其导航路径显示在建筑平面图中，解决导航地图显示不美观的问题，提升用户体验。

Description

机器人及导航方法、存储装置

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人及导航方法、存储装置。

背景技术

近年来，移动机器人在社会各行各业得到快速应用，从餐厅服务机器人到银行大堂迎宾机器人，从工厂物料搬运自主导航小车到变电站智能巡检机器人，这些机器人都属于移动机器人的范畴，且移动机器人的导航及路径规划均离不开电子地图，即利用计算技术生成的数字形式的地图，其可以广泛用于查询、定位以及导航等场景。电子地图一般分为普通导航地图和高精地图，普通导航地图是面向用户的地图，其提供可视化的界面供用户查询和显示；而高精地图是一种面向机器的地图数据，其可以用于例如自动驾驶、机器人导航和定位等。

其中，栅格地图是一种常用的高精地图形式，其将环境划分成一系列栅格，其中每个栅格被标记有值，其表示该栅格被占据。也即，栅格地图是一种对真实环境进行数字栅格化的产物，其通过栅格是否被占据来标识环境中的障碍物，其广泛应用于移动机器人的导航和定位场景中。但栅格地图由一系列像素组成的矩形图案，其在空间和亮度上都已经离散化，在大型场景中，若直接用栅格地图显示移动机器人的导航路径，则其显示界面会不美观，用户通过该界面也不能直观的看出场景中的目标地信息等等。

发明内容

本申请提供一种机器人及导航方法、存储装置，能够实解决导航地图显示不美观的问题，提升用户体验。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种机器人的导航方法，所述导航方法包括：显示预设场景的建筑平面图；选择所述建筑平面图中所述机器人的目标地位置；将所述目标地位置转换为导航地图坐标系下的第一位置；根据所述第一位置在所述导航地图中进行路径规划。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种机器人，所述机器人包括处理器与所述处理器耦接的存储器和通信电路，其中，所述存储器存储有用于实现上述任一项所述的来电处理方法的程序指令；所述处理器、所述通信电路用于执行所述存储器存储的所述程序指令。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种存储装置，存储有能够实现如上述任一项所述方法的程序文件

本申请的有益效果是：提供一种机器人及导航方法、存储装置，通过，通过将机器人预设场景的导航地图和预设场景的建筑平面图进行融合，可以实现机器人在导航地图中进行导航的同时将其导航路径显示在建筑平面图中，解决导航地图显示不美观的问题，提升用户体验。

附图说明

图1是本申请机器人的导航方法第一实施方式的流程示意图；

图2是本申请建筑平面图显示界面一实施方式的示意图；

图3是本申请步骤S5一实施方式的流程示意图；

图4是本申请步骤S6一实施方式的流程示意图；

图5是本申请步骤S7一实施方式的流程示意图；

图6是申请机器人一实施方式的结构示意图；

图7是本申请存储装置一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象，除非上下文明确指示不同。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

本申请中所采用的导航地图为栅格地图，栅格地图作为一种高精地图，其能够提供比普通导航地图更高的精度。其中，栅格地图可以是通过移动机器人上配备的采集设备，例如激光传感器扫描周围环境的空间数据得到的。。栅格数据为按给定间距排列的阵列数据，基本信息单元由数据点的空间位置和数据信息构成，数据信息可以是高程、遥感图像的RGB值或者其他信息。

可选地，本申请中通过将移动机器人应用场景的导航地图(栅格地图)和该场景的建筑平面图进行融合的方式，可以实现移动机器人在相关区域的导航以及解决栅格地图显示界面不美观的情况。即本申请移动机器人可以在导航地图的相关区域进行导航，且该相关区域移动机器人的导航路径还可以实时显示在该场景的建筑平面图上，优化了栅格地图的显示，提升用户的观看体验。

参见图1，图1为本申请机器人的导航方法第一实施方式的流程示意图。

S1，构建预设场景的导航地图。

可选地，移动机器人上一般会配备激光采集设备，例如激光传感器等，用于采集周围环境的空间数据，包括标识周围对象的存在位置、对象的类型、反射率、密度、曲率，等等，进一步形成激光点云数据。其中，激光点云是指通过获取环境中的对象表面每个采样点的空间坐标而获得的一系列表达目标空间分布的海量点的集合。

在本申请一应用场景中，移动机器人上配备的激光传感器采集预设场景的激光点云数据，用于机器人的导航和定位。进一步利用该预设场景的激光点云数据生成具有预设分辨率的栅格地图(导航地图)，其中，本申请中栅格地图的分辨率可以为0.05meters/pixel，当然也可以是其它数值范围，此处不做进一步限定。

一种实施方式中，可以首先对激光点云去除噪声，然后以预定分辨率切分激光点云。例如，可以根据栅格地图之间的空间邻域关系判断栅格内的点是否为噪声点，并且根据平均点距来确定栅格地图的具体大小。

在另一实施例中，可以首先建立包含激光点云的空间格网，并将每个栅格设置为预定大小(例如0.125米或其他大小)。如果某个栅格对应的位置处具有点云中的一个或多个点，则可以将该栅格标记为已占据；相反，如果栅格对应的位置处不具备任何点，则将该栅格标记为未占据，由此实现对空间格网中的每个栅格进行标记。可选地，每个栅格的尺寸越小，其精度越高，分辨率也越高。也就是说，针对相同的空间格网，其中的栅格数目越多，空间格网的分辨率越高。本申请实施例中将预定大小的栅格尺寸称之为最高分辨率，其表示在这种预定大小的情况下的最高的分辨率，而并不表示在所有情况下的最高分辨率。

S2，将导航地图和预设场景的建筑平面图进行融合。

步骤S2中，将构建好的栅格地图和该预设场景的建筑平面图进行融合。在一实施方式中，可以通过选择确定的基点，按照栅格地图和建筑平面图的不同分辨率，对二者进行缩放、旋转和平移操作。其中，可以是以栅格地图上的某点位置的坐标为基准，按照预设的比例对建筑平面图上的点进行缩放、旋转和平移操作，将其转换为在栅格地图坐标系下对应的位置。当然，也可以是以建筑平面图上具体点的位置为基准点，按照预设比例将栅格地图上的点转换为建筑平面坐标系下对应的点。以实现栅格地图和建筑平面图的导航和融合显示。可选地，本实施例中，该预设场景的栅格地图和建筑平面图的分辨率可以为相同，也可以为不同。

S3，显示预设场景的建筑平面图。

在用户界面上直接显示该预设场景的建筑平面图，即该场景的CAD平面图。

S4，选择建筑平面图中机器人的目标地位置。

请结合图2，图2为本申请建筑平面图显示界面一实施方式的示意图。如图2所示的建筑平面图的显示界面，有两种方式选择机器人所需要到达的目标地位置，一种是用户可以直接在图2所示的建筑平面图上直接点选所述机器人需要达到的目标地位置，另一种是该显示界面上还可以设置类似图2所示的目标地列表，该列表可以罗列出该预设场景中所有目标地信息，例如目标地A、目标地B、目标地C等等，用户可以直接在该列表中点机器人的目标地位置。

S5，将目标地位置转换为导航地图坐标系下的第一位置。

步骤S4中，在选定所述机器人所需要达到的目的地后，机器人则需要根据该目标地位置进行导航规划。其中，机器人的导航规划需在原栅格地图上进行，故需要进一步将该建筑平面图上该目标地位置的坐标转换为原栅格地图坐标系下的对应点的位置坐标。参见图3，步骤S5进一步包括如下子步骤：

S51，分别确定建筑平面图及导航地图的分辨率。

首先分别确定建筑平面图及导航地图的分辨率，如上文所述，本实施例中建筑平面图及导航地图的分辨率可以相同也可以不相同。确定好二者的分辨率后，则可以实现确定建筑平面图及导航地图中对应点的坐标转换。

S52，根据分辨率对目标位置的坐标点进行处理，以得到目标位置在导航地图坐标系下的第一位置。

步骤S52中在确定二者的分辨率后，对该目标地位置的坐标点进行包括如缩放、旋转以及平移中的至少一种处理，以将该建筑平面图上的目标地位置转换为栅格地图坐标系下的对应点的第一位置。

S6，根据第一位置在导航地图中进行路径规划。

参阅图4，步骤S6进一步包括如下子步骤：

S61，确定机器人当前位置在导航地图中的第二位置。

确定该机器人在该建筑平面中的当前位置，并将该当前位置转换为导航地图坐标系下对应点的第二位置。

S62，根据机器人的第一位置和第二位置确定机器人在导航地图中的规划路径。

根据机器人在导航地图中的第一位置(目标地位置)和第二位置(当前位置)，在所述导航地图中进行路径规划，确定所述机器人的导航路径。

此外，本申请还进一步包括：

S7，在建筑平面图上实时显示机器人的导航路径。

可选地，机器人在导航地图中进行路径规划完毕后，可以将其导航路径实时的显示在建筑平面图上。参阅图5，步骤S7进一步包括如下子步骤：

S71，将导航地图中机器人的导航路径点转换为和建筑平面图对应的位置点。

可选地，步骤S71中将导航地图中所述机器人规划的导航路径上所有点的坐标按照预设的比例转换为建筑平面图中一一对应的位置点。其中，该转换包括对路径坐标点进行缩放、旋转以及平移中的至少一种。

S72，根据位置点实时显示机器人在建筑平面图中的导航路径。

根据该位置点实时显示该机器人在建筑平面图中的导航路径，实现机器人在栅格地图中预设区域进行导航，又能将机器人的路径实时显示在建筑平面图上，解决栅格地图显示不美观的问题。

可以理解的是，本申请步骤S1-S2以及S7并非实现本申请的必选步骤，本领域技术人员可根据实际使用情况进行修改或省略。

上述实施方式中，通过将机器人预设场景的导航地图和预设场景的建筑平面图进行融合，可以实现机器人在导航地图中进行导航的同时将其导航路径显示在建筑平面图中，解决导航地图显示不美观的问题，提升用户体验。

请参阅图6，图6为本申请机器人一实施方式的结构示意图。如图6所示，该装置包括处理器11及和处理器耦接的存储器12和通信电路13。

所述存储器12存储有用于实现上述任一项的导航方法的程序指令。

所述处理器11、通信电路13用于执行存储器12存储的所述程序指令。

其中，处理器11还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器11可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器11还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

参阅图7，图7为本申请存储装置一实施方式的结构示意图。本申请的存储装置存储有能够实现上述所有方法的程序文件21，其中，该程序文件21可以以软件产品的形式存储在上述存储装置中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储装置包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元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。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本申请提供一种机器人及导航方法、存储装置，通过将机器人预设场景的导航地图和预设场景的建筑平面图进行融合，可以实现机器人在导航地图中进行导航的同时将其导航路径显示在建筑平面图中，解决导航地图显示不美观的问题，提升用户体验。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.一种机器人的导航方法，其特征在于，所述导航方法包括：

显示预设场景的建筑平面图；

选择所述建筑平面图中所述机器人的目标地位置；

将所述目标地位置转换为导航地图坐标系下的第一位置；

根据所述第一位置在所述导航地图中进行路径规划。

2.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述显示预设场景的建筑平面图之前进一步包括：

构建所述预设场景的所述导航地图；

将所述导航地图和所述预设场景的建筑平面图进行融合。

3.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述将所述目标地位置转换为导航地图坐标系下的第一位置包括：

分别确定所述建筑平面图及所述导航地图的分辨率；

根据所述分辨率对所述目标位置的坐标点进行处理，以得到所述目标位置在所述导航地图坐标系下的第一位置。

4.根据权利要求3所述的导航方法，其特征在于，所述对所述目标位置的坐标点进行处理包括缩放、旋转以及平移中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述根据所述第一位置在所述导航地图中进行路径规划进一步包括：

确定所述机器人当前位置在所述导航地图中的第二位置；

根据所述机器人的第一位置和所述第二位置确定所述机器人在所述导航地图中的规划路径。

6.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述导航方法进一步包括：

在所述建筑平面图上实时显示所述机器人的导航路径。

7.根据权利要求6所述的导航方法，其特征在于，所述在所述建筑平面图上实时显示所述机器人的导航路径包括：

将所述导航地图中所述机器人的导航路径点转换为和所述建筑平面图对应的位置点；

根据所述位置点实时显示所述机器人在所述建筑平面图中的导航路径。

8.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括处理器与所述处理器耦接的存储器和通信电路，其中，

所述存储器存储有用于实现如权利要求1-7中任一项所述的导航方法的程序指令；

所述处理器、所述通信电路用于执行所述存储器存储的所述程序指令。

9.一种存储装置，其特征在于，存储有能够实现如权利要求1-7中任一项所述方法的程序文件。