CN111380533B - 定位导航方法、设备及存储装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开提供一种定位导航方法，该定位导航方法包括：获取待定位设备的当前轨道节点信息，轨道节点信息至少包括轨道节点的形状、颜色及位置；根据当前轨道节点信息确定待定位设备的位置信息。通过上述方式，能够实现待定位设备在特定地图中的定位和导航。

Description

定位导航方法、设备及存储装置
技术领域
本申请涉及定位导航技术领域，特别是涉及一种定位导航方法、设备及存储装置。
背景技术
随着科技的发展，人工智能、机器学习、物联网等技术的不断发展，各种机器人已经运用到生活的方方面面。
例如在特定图案的地图上(桌面地图)运动的微型机器人及玩具机器人，例如玩具车。二者内部都安装有移动通信以及采集数据所需的设备，可以在地图上进行移动。
但现有技术中，微型机器人或玩具机器人在特定地图上一般不知道其所处的位置坐标，也不知道如何从一目标位置到达另一目标位置，即现有技术中，微型机器人或玩具机器人无法实现对自身位置进行定位。
发明内容
本申请提供一种定位导航方法、设备及存储装置，能够解决现有技术中待定位设备无法在地图中实现对自身定位的问题。
本申请采用的一个技术方案是：提供一种定位导航方法，所述定位导航方法包括：获取待定位设备的轨道节点信息，所述轨道节点信息至少包括所述轨道节点的形状和颜色；根据所述轨道节点信息确定所述待定位设备的位置信息。
本申请采用的另一个技术方案是：提供一种定位导航设备，所述定位导航设备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定位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。
本申请采用的又一个技术方案是：提供一种存储装置，存储有能够实现上述中任一项所述方法的程序文件
本申请的有益效果是：提供一种定位导航方法、设备及存储装置，通过直接获取待定位设备当前地图轨道节点的特征信息，根据轨道节点的颜色、形状以及位置综合确定待定位设备的位置信息，实现待定位设备在地图上的自主定位。
附图说明
图1是本申请定位导航方法一实施方式的流程示意图；
图2是为本申请桌面地图一实施方式的局部示意图；
图3是本申请颜色传感器一实施方式的结构示意图；
图4是本申请步骤S400一实施方式的流程示意图；
图5是本申请步骤S430一实施方式的流程示意图；
图6是本申请定位导航方法第二实施方式的流程示意图；
图7是本申请定位导航设备一实施方式的结构示意图；
图8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。
本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
参阅图1，图1为本申请定位导航方法一实施方式的流程示意图。
进一步，在采用本申请提供的定位导航方法之前进一步包括:
S100，预先设置带定位设备所需的地图。
可选地，本申请中的待定位设备可以为包括但不限于微型机器人、玩具车辆等可以在桌面地图上运动的设备，且本申请的待定位设备的底部安装有颜色传感器。
该待定位设备所需的桌面地图需要预先进行配置，其中包括对地图上轨道的宽度以及轨道颜色的设置，以方便待定位设备上颜色传感器的对其进行识别。
可选地，参见图2，图2为本申请桌面地图一实施方式的局部示意图，如图2，本申请的桌面地图200包括多条轨道201以及设置于轨道周边的保护区202，其中多条轨道垂直交叉设置以形成轨道节点203。可选地，本申请中桌面地图200的轨道201和保护区202的颜色设计在灰度上差异需要足够大，在一实施方式中，可以将轨道201的颜色设置为深色，例如黑色、蓝色、紫色等，将保护区202的颜色设置为浅色，例如白色、黄色、粉色等。当然在其他实施方式中，也可以将轨道201的颜色设置为浅色，将保护区202的颜色设置为深色，此处不做进一步限定。
进一步，轨道节点203作为轨道201相交的位置，其颜色需要和轨道201以及保护区202的颜色不同。且在具体设置颜色的时候，地图上其他位置处的颜色不可以在使用轨道201和轨道节点203的颜色，且二者的颜色设置要易于被待定位设备上的颜色传感器所识别和区分。可选地，假设颜色传感器能准确识别的颜色分为N种，那么轨道节点203的颜色可以有N-2种。
进一步结合图2，本申请中轨道节点可以分为如下5种情况：
端点形，如图2所示的轨道节点a；直线形，如图2所示的轨道节点b；丁字形，如图2所示的轨道节点c；十字型，如图2所示的轨道节点d以及拐角形，如图2所示的轨道节点e。
可选地，在设置好桌面地图后，需要理由该桌面地图对待定位设备进行定位和导航。参见图3，图3为本申请颜色传感器一实施方式的结构示意图，如图3为本申请的安装在待定位设备上的颜色传感器100用于识别本申请桌面地图上的颜色。可选地，该颜色传感器100上设置5个小的探头，其中该颜色传感器100的正中间的探头为颜色传感器用于检测桌面地图中轨道的颜色，两边的探头为亮度传感器用于检测桌面地图中保护区的颜色/亮度。
在一具体应用场景中，假设桌面地图的轨道颜色为深色(假设为紫色)，轨道两旁的保护区的颜色为浅色(假设为白色)，轨道节点的颜色设置可以设置为除了紫色和白色的任一颜色，且桌面地图中轨道节点的颜色可以设置为相同，即可以设置为不为上述紫色和白色的任一颜色。
当然，桌面地图中轨道节点的颜色还可以设置为不相同，在颜色够用的情况下，可以将每一轨道节点的颜色均设置为不相同，从而可以使得颜色传感器100在识别到轨道节点颜色的同时便可以实现对待定位设备的定位，此时无需借用轨道节点的形状进行辅助判断。
可选地，待定位设备沿着轨道的路线前进时，颜色传感器100中间的探头会检测轨道的颜色为深色，颜色传感器100两侧的亮度传感器则会检测保护区的颜色为浅色。进一步，在经过垂直交叉的轨道节点时，沿着行进方向，若轨道节点的左侧或者右侧有路径，则两侧的亮度传感器会检测到轨道的颜色为深色。
除此之外，本申请待定位设备识别轨道节点前方(行进方向)是否存在路径可以采用如下两种方法：
1、待定位设备沿着行进方向继续前进，离开轨道节点后颜色传感器100中间的探头可以检测到行进方向路径为深色的轨道或是浅色的保护区。其中，若检测到行进方向路径为深色则表示轨道节点前方存在路径，若检测到的行进方向路径的颜色为浅色，则表示轨道节点前方不存在路径。
2、控制待定位设备上的颜色传感器100位于轨道节点的上方，然后控制待定位设备原地顺时针或者逆时针旋转预设角度，其中，该预设角度值的范围可以为大于或者等于90度。如此，颜色传感器100两侧的亮度传感器则会检测到轨道节点前方的位置是否存在轨道。例如，若旋转后的亮度传感器检测到轨道节点前方位置的颜色为深色，则存在路径，反之，若检测到轨道节点前方位置的颜色为浅色则不存在路径。
可选地，以下实施例中的桌面地图中轨道的颜色默认为深色、保护区的颜色默认为浅色以及轨道节点的所有颜色默认为不相同，当然在其他实施方式中桌面地图中轨道、保护区以及轨道节点的颜色可以采用其他设置方式，此处不作具体限定。
可选地，在步骤S100中，预先配置好待定位设备所需的桌面地图后，则可以根据该地图实现对待定位设备的定位导航。
可选地，将待定位设备放入地图中时需要对其当前的位置进行定位，定位完成之后方可进行后续的导航。其中，在进行本申请定位导航方法之前进一步还包括如下步骤：
S200，判断待定位设备是否在桌面地图的轨道上。
可选地，在配置好带定位设备所需的地图后，需要将所述待定位设备放入该地图中。故需要对待定位设备的当前状态进行判断，即判断该待定位设备是否在所述地图的轨道上，可选地，该待定位设备当前状态的判断可以通过待定位设备上颜色传感器来实现。
可选地，控制待定位设备在地图上随机运动，若当颜色传感器识别到的颜色为浅色，则表明该待定位设备当前不在地图轨道上，则可以执行步骤S201。反之，则该待定位设备则位于地图轨道上则进行步骤S300。
S201，控制待定位设备运行至地图轨道上。
若判断待定位设备不在地图轨道上，则需要控制待定位设备进入地图轨道。可选地，可以控制待定位设备在桌面地图上随机运动或者原地绕圈，直到待定位设备上颜色传感器检测到深色(即轨道的颜色)，然后自动沿着深色路径开始循线前进。
S300，获取待定位设备的轨道节点信息，轨道节点信息至少包括轨道节点的形状和颜色。
可选地，若判断待定位设备位于地图轨道上，则可以获取该待定位设备行进方向上的轨道节点信息。可选地，若在待定位设备行进的方向上颜色传感器检测到不同于行进轨道的颜色，则表明该待定位设备到达轨道节点位置，即当前轨道节点。此时，进一步获取该轨道节点的信息，其中，轨道节点的信息具体可以为轨道节点的形状、轨道节点的颜色以及轨道节点的位置中的至少一种或组合。
S400，根据当前轨道节点信息确定待定位设备的位置信息。
参阅图4，图4为本申请步骤S400一实施方式的流程示意图，如图4，步骤S400进一步包括如下步骤:
S410，搜索和当前轨道节点信息特征符合的轨道节点，并生成疑似轨道节点列表。
进一步，在存储的桌面地图信息库中搜索符合当前轨道节点信息特征的轨道节点，并生成以一疑似轨道节点列表。
S420，判断疑似轨道节点列表中是否存在和当前轨道节点信息相匹配的轨道节点。
步骤S420中，进一步判断该疑似轨道节点列表中是否存在和当前轨道节点信息相匹配的轨道节点，若不存在，则表示待定位设备的入轨定位失败，则清空该疑似轨道节点列表，并执行步骤S410。若存在，则执行步骤S430。
S430，根据疑似轨道节点列表中轨道节点确定待定位设备的位置信息。
进一步，步骤S420中判断疑似轨道节点列表中存在和当前轨道节点信息相匹配的轨道节点，则进一步参阅图5，步骤S430进一步包括如下子步骤：
S431，判断疑似轨道节点列表中轨道节点的数量是否为一。
可选地，若判断疑似轨道节点列表中所述轨道节点的个数为1，则表示该待定位设备已经确定了其在桌面地图上的位置和方向，则执行步骤S432，反之，若判断疑似轨道节点列表中轨道节点的个数不为一个，即存在多个轨道节点和当前轨道节点匹配，则执行步骤S435。
S432，根据疑似轨道节点列表中轨道节点信息确定所述待定位设备的位置信息。
可选地，待定位设备已经确定了其在桌面地图上的位置和方向，则直接根据疑似轨道节点列表中轨道节点信息确定待定位设备的位置信息，并结束待定位设备的入轨状态，等待后续定位导航等指令。
S435，则获取下一轨道节点信息及当前轨道节点处待定位设备的旋转方向。
参阅图5，在步骤S435之前进一步包括如下步骤：
S433，检测当前轨道节点的预设方向是否存在轨道。
可选地，若判断疑似轨道节点列表中轨道节点的个数为多个，此时需要检测当前轨道节点的预设方向上是否存在轨道。具体有，控制待定位设备根据识别到的当前轨道节点的形状沿着预设方向(可以为待定位设备当前所处位置的前方、左右方向)行进。其中，若待定位设备上颜色传感器检测到预设方向上都不存在轨道路径，则执行步骤S434。
S434，控制待定位设备选择预设角度并行进至下一轨道节点。
可选地，若判断待定位设备当前轨道节点的预设方向上均不存在轨道，则控制待定位设备旋转预设角度(以当前行进方向顺时针或者逆时针旋转180°)，并继续行进直至待定位设备再次遇到轨道节点，即下一轨道节点。
S435，获取下一轨道节点信息及当前轨道节点处待定位设备的旋转方向。
待定位设备上颜色传感器并检测该轨道节点的颜色以及形状并进行记录，同时获取当前轨道节点处待定位设备的旋转方向。
S436，根据下一轨道节点信息及待定位设备的旋转方向搜索和下一轨道节点信息符合的轨道节点，并更新疑似轨道节点列表。
可选地，以当前时刻轨道节点记录下的疑似轨道节点列表中的轨道节点为起点，在其周围搜索符合下一轨道节点信息路径相邻的轨道节点，更新疑似轨道节点列表，本申请中的更新为清空当前疑似轨道节点列表并生成一新的疑似轨道节点列表。
可选地，在生成新的疑似轨道节点列表后进一步执行步骤S420之后的流程，从而确定待定位设备在桌面地图上的位置和方向。其中，后续的定位流程和上述实施方式中的流程类似，此处不再赘述。
可以理解的是，本申请中待定位设备入轨定位成功后，待定位设备可以知道自身所处的位置，可以沿着规划好的轨道路径行进。其在行进过程中的定位和上述入轨定位类似，即待定位设备到达当前轨道节点后，颜色传感器检测轨道节点的颜色、形状并记录到待定位设备本身的计算单元，同时获取到前一个轨道节点(也可以指历史轨道节点)时待定位设备的旋转方向并记录。根据前一个轨道节点的位置和待定位设备的朝向，以及待定位设备的运行方向，在地图库中搜索和当前轨道节点的位置、颜色以及形状信息相符合的轨道节点并进行比对，若符合，则表示待定位设备的定位正确，计算出待定位设备的位置和方向。反之，如果不符合(即地图信息库中不存在和当前轨道节点信息相匹配的轨道节点)，则表示待定位设备定位错误，则重新进入入轨定位流程，即上述步骤S200至S400所述的内容，详见上文的具体描述。
可以理解的是，本申请中步骤S100及步骤S200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，通过直接获取待定位设备当前地图轨道节点的特征信息，根据轨道节点的颜色、形状以及位置综合确定待定位设备的位置信息，实现待定位设备在地图上的自主定位。
参见图6，本申请提供的定位导航方法进一步包括：
S500，获取待定位设备的起始轨道节点和目标轨道节点。
S600，根据起始轨道节点和所述目标轨道节点得到待定位设备的导航路径。
可以理解的是，若步骤S600中未获取到待定位设备的当前的位置信息，即待定位设备当前的位置及方向，则重新对该待定位设备进行入轨及定位等步骤。
可选地，若获取到待定位设备的当前的位置信息则可以根据当前的位置信息对待定位设备进行路径规划。可选地，预先输入待定位设备的起始轨道节点和目标轨道节点，待定位设备的计算单元(处理器)根据桌面地图信息进行计算以得到最短的路径规划。
S700，获取导航路径中待定位设备需要经过的轨道节点。
其中，将路径中待定位设备需要经过的轨道节点记录至一轨道路径节点列表。
S800，获取由当前轨道节点运动至下一轨道节点所需的旋转方向，并控制待定位设备按照旋转方向行进至下一轨道节点。
进一步，待定位设备由当前轨道节点运动到下一轨道节点时需要计算其旋转方向，按照其旋转方向控制待定位设备旋转，沿着轨道方向行进直至遇到下一轨道节点，并计算该轨道节点运动到下一节点时需要旋转的方向。可选地，待定位设备经过后的轨道节点可以直接从轨道路径节点列表删除，直至轨道节点列表为空，则表明该待定位设备到达目标轨道节点。
上述实施方式，通过直接获取待定位设备当前地图轨道节点的特征信息，根据轨道节点的颜色、形状以及位置综合确定待定位设备的位置信息，实现待定位设备在地图上的自主定位，且给出待定位设备的目标轨道节点，则待定位设备可以根据该目标轨道节点自行进行路径规划，实现在地图上的导航。
请参阅图7，图7为本申请定位导航设备一实施方式的结构示意图。如图7所示，该装置包括处理器11及和处理器11藕接的存储器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定位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8，图8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，本申请提供一种定位导航方法、设备及存储装置，通过直接获取待定位设备当前地图轨道节点的特征信息，根据轨道节点的颜色、形状以及位置综合确定待定位设备的位置信息，实现待定位设备在地图上的自主定位，且给出待定位设备的目标轨道节点，则待定位设备可以根据该目标轨道节点自行进行路径规划，实现在地图上的导航。
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 (9)

1.一种定位导航方法，其特征在于，所述定位导航方法包括：
预先配置待定位设备所需的地图，其中，所述地图至少包括多条轨道、设置于所述轨道两侧的保护区，多条所述轨道垂直交叉以形成轨道节点，所述轨道、所述保护区及所述轨道节点的颜色不相同；
判断所述待定位设备是否在地图轨道上，其中，所述待定位设备设有颜色传感器，通过所述颜色传感器判断所述待定位设备是否在所述地图轨道上，颜色传感器能准确识别的颜色分为N种，轨道节点的颜色有N-2种；
若判断为是，获取待定位设备的当前轨道节点信息，所述轨道节点包括端点形、直线形、丁字形、十字形和拐角形，所述轨道节点信息至少包括所述轨道节点的形状、颜色及位置；
根据所述当前轨道节点信息，在地图信息库中搜索和当前轨道节点的位置、颜色以及形状信息相符合的轨道节点进行比对，确定所述待定位设备的位置信息。
2.根据权利要求1所述的定位导航方法，其特征在于，所述根据所述当前轨道节点信息确定所述待定位设备的位置信息包括：
搜索和所述当前轨道节点信息特征符合的轨道节点，并生成疑似轨道节点列表；
判断所述疑似轨道节点列表中是否存在和所述当前轨道节点信息相匹配的轨道节点；
若存在，则根据所述疑似轨道节点列表中所述轨道节点确定所述待定位设备的位置信息。
3.根据权利要求2所述的定位导航方法，其特征在于，所述根据所述疑似轨道节点列表中所述轨道节点确定所述待定位设备的位置信息包括：
判断所述疑似轨道节点列表中所述轨道节点的数量是否为一；
若判断为是，则根据所述疑似轨道节点列表中所述轨道节点信息确定所述待定位设备的所述位置信息；
若判断为否，则获取下一轨道节点信息及当前轨道节点处所述待定位设备的旋转方向；
根据所述下一轨道节点信息及所述待定位设备的旋转方向搜索和所述下一轨道节点信息符合的轨道节点，并更新所述疑似轨道节点列表。
4.根据权利要求3所述的定位导航方法，其特征在于，所述获取下一轨道节点信息及当前轨道节点处所述待定位设备的旋转方向之前进一步包括：
检测所述当前轨道节点的预设方向是否存在轨道；
若不存在，则控制所述待定位设备选择预设角度并行进至所述下一轨道节点。
5.根据权利要求1所述的定位导航方法，其特征在于，所述定位导航方法进一步包括：
获取所述待定位设备的起始轨道节点和目标轨道节点；
根据所述起始轨道节点和所述目标轨道节点得到所述待定位设备的导航路径。
6.根据权利要求5所述的定位导航方法，其特征在于，所述根据所述导航路径到达所述目标轨道节点包括：
获取所述导航路径中所述待定位设备需要经过的轨道节点；
获取由当前轨道节点运动至下一轨道节点所需的旋转方向，并控制所述待定位设备按照所述旋转方向行进至所述下一轨道节点。
7.根据权利要求1所述的定位导航方法，其特征在于，所述判断所述待定位设备是否在地图轨道上之后，进一步包括：
若判断为否，则控制所述待定位设备运行至所述地图轨道上。
8.一种定位导航设备，其特征在于，所述定位导航设备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中任一项所述的定位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。
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