CN111399493A - 一种智能设备的路径展示方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能设备的路径展示方法和装置。本发明的智能设备的路径展示方法，通过获取智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；对位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；根据中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。对位置点进行抽希处理，获得位置点集合中重要的位置点，去除多余且无用的位置点，有利于拟合智能设备的行走路径。而且抽希处理减少了一定的数据量，可以有效提高数据处理效率，而且能够简化路径的拟合过程。拟合智能设备移动的路径向用户展示，以使用户查看掌握智能设备的移动情况，了解智能设备的工作状态。

Description

一种智能设备的路径展示方法和装置

技术领域

本发明涉及智能设备路径处理技术领域，具体涉及一种智能设备的路径展示方法和装置。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的智能设备进入家居生活，既解放了人类的双手，又带来了更加便利的生活。但同时，智能设备也带来了问题，如何使用户更方便、更直观的了解智能设备的状况是亟需解决的问题，特别是对于可移动的智能设备，向用户展示其移动路径显得尤为关键。例如对于扫地机器人，展示其行走路径，可以使用户了解房间的各个地方是否被清扫到。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种智能设备的路径展示方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质。

依据本发明的一个方面，提供了一种智能设备的路径展示方法，包括：

获取所述智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；

对所述位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；

根据所述中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。

优选地，所述智能设备为扫地机器人，所述获取所述智能设备上报的多个位置点包括：

获取所述扫地机器人在执行一次清洁任务时上报的多个位置点。

优选地，所述对所述位置点集合进行抽稀处理包括：基于道格拉斯-普克算法对所述位置点集合进行抽稀处理。

优选地，所述根据所述中间集合进行曲线拟合包括：根据所述中间集合确定一个或多个冗余线路区域；对各冗余线路区域进行曲线拟合。

优选地，所述根据所述中间集合确定一个或多个冗余线路区域包括：对所述中间集合中的各位置点依次进行判断，若距离当前位置点在第一阈值内的位置点的数量达到第二阈值，则将当前位置点标记为待拟合点；根据得到的各待拟合点确定冗余线路区域。

优选地，所述对各冗余线路区域进行曲线拟合包括：对各冗余线路区域，基于最小二乘法对冗余线路区域中符合预设条件的待拟合点进行曲线拟合，得到初步拟合曲线；

计算冗余线路区域中各待拟合点到所述初步拟合曲线的总路径长度，根据所述总路径长度和第三阈值确定目标拟合曲线方程的多项式阶数；

根据冗余线路区域中各待拟合点和所述多项式阶数确定目标拟合曲线方程。

依据本发明的另一方面，提供了一种智能设备的路径展示装置，包括：

位置点获取单元，适于获取所述智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；

抽希处理单元，适于对所述位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；

路径拟合单元，适于根据所述中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。

优选地，所述智能设备为扫地机器人，所述位置点获取单元，进一步适于获取所述扫地机器人在执行一次清洁任务时上报的多个位置点。

优选地，所述抽稀处理单元，进一步适于基于道格拉斯-普克算法对所述位置点集合进行抽稀处理。

优选地，所述路径拟合单元，适于根据所述中间集合确定一个或多个冗余线路区域；对各冗余线路区域进行曲线拟合。

优选地，所述路径拟合单元，进一步适于对所述中间集合中的各位置点依次进行判断，若距离当前位置点在第一阈值内的位置点的数量达到第二阈值，则将当前位置点标记为待拟合点；

根据得到的各待拟合点确定冗余线路区域。

优选地，所述路径拟合单元，进一步适于对各冗余线路区域，基于最小二乘法对冗余线路区域中符合预设条件的待拟合点进行曲线拟合，得到初步拟合曲线；

计算冗余线路区域中各待拟合点到所述初步拟合曲线的总路径长度，根据所述总路径长度和第三阈值确定目标拟合曲线方程的多项式阶数；

根据冗余线路区域中各待拟合点和所述多项式阶数确定目标拟合曲线方程。

依据本发明的又一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上述任一所述的方法。

依据本发明的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现如上述任一所述的方法。

由上述可知，本发明的技术方案，通过获取智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；对位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；根据中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。对位置点进行抽希处理，获得位置点集合中重要的位置点，去除多余且无用的位置点，有利于拟合智能设备的行走路径。而且抽希处理减少了一定的数据量，可以有效提高数据处理效率，而且能够简化路径的拟合过程。拟合智能设备移动的路径向用户展示，以使用户查看掌握智能设备的移动情况，了解智能设备的工作状态。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的一种智能设备的路径展示方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的一种对位置点集合进行抽希处理的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的一种智能设备的路径展示装置的结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的一种智能设备的路径展示方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：

步骤S110，获取智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合。

智能设备可以是任意可以移动的智能设备，例如可移动的智能机器人、扫地机器人等等。在移动过程中，智能设备以预设的方式上报位置信息，也就是智能设备所处的位置点。获取多个位置点，一般是智能设备上报的所有位置点，得到位置点的集合。对集合中的位置点进行相应的处理，即可以得到智能设备的行走路径。例如，根据时间顺序依次串联各个位置点，可以准确得到智能设备的行走路径。将行走路径向用户展示，使用户根据行走路径掌握智能设备的工作状态。

步骤S120，对位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合。

位置点集合中基本包含了智能设备上报的所有位置点，若对所有的位置点进行处理，数据量庞大，影响处理效率。而且，位置点集合中还可能存在重复的位置点或误差位置点，对行走路径的最终处理结果造成影响，使行走路径显得杂乱无章，从而影响用户对智能设备的判断。对位置点进行抽希处理，获得位置点集合中重要的位置点，去除多余且无用的位置点，有利于拟合智能设备的行走路径。经过抽希处理得到的多个位置点，组成中间集合。

在一个具体的例子中，智能设备以直线方式移动时，只需要根据智能设备的起始位置点和终点位置点即可以拟合出行走路径，抽希处理将智能设备上报的位置点中位于直线中间的各个位置点去除，得到包含起始位置点和终点位置点的中间集合。抽希处理减少了一定的数据量，可以有效提高数据处理效率，而且能够简化路径的拟合过程。

步骤S130，根据中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。

这里的曲线是数学意义上的曲线，包括直线和曲线。进行曲线拟合，也就是根据中间集合中的各个位置点确定出智能设备的行走路径，向用户展示，以使用户查看掌握智能设备的移动情况。例如依照各个位置点上传的时间顺序，依次连接各个位置点，得到多条直线段组成的路径。展示时，可以直接展示该直线段的路径，也可以对直线段进行优化处理，得到连续的曲线路径展示。当然，也可以采用一定的数学算法，将中间集合中的各位置点直接拟合成直线或曲线的路径进行展示。

本发明的技术方案，通过获取智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；对位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；根据中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。对位置点进行抽希处理，获得位置点集合中重要的位置点，去除多余且无用的位置点，有利于拟合智能设备的行走路径。而且抽希处理减少了一定的数据量，可以有效提高数据处理效率，而且能够简化路径的拟合过程。拟合智能设备移动的路径向用户展示，以使用户查看掌握智能设备的移动情况，了解智能设备的工作状态。

在本发明的一个实施例中，如图1所示的方法中，智能设备为扫地机器人，步骤S110中的获取智能设备上报的多个位置点包括：获取扫地机器人在执行一次清洁任务时上报的多个位置点。

本实施例将路径展示方法应用在扫地机器人中，对扫地机器人的移动路径进行拟合。用户通过查看该拟合路径，可以确定扫地机器人是否清洁到房间各个角落。扫地机器人在执行清洁任务时，以预设方式上报位置点。例如间隔1s上报一次位置点，或者移动5mm上报一次位置点。一次清洁任务执行完毕，可以获得扫地机器人上报的多个位置点。根据多个位置点，可以对扫地机器人的移动路径进行拟合。

在本发明的一个实施例中，如图1所示的方法中，步骤S120中的对位置点集合进行抽稀处理包括：基于道格拉斯-普克算法对位置点集合进行抽稀处理。

道格拉斯-普克算法，简称为D-P算法，是线状要素化简的经典算法。采用D-P算法对位置点集合进行抽希处理，既可以充分减少位置点的数量，又能够尽量保留位置点的特征，得到有效的拟合路径。D-P算法的基本思路是:针对扫地机器人的位置点集合，首先将其中的起始位置点1和终点位置点2虚连成一条直线，再求其余所有位置点与该直线的距离，找出其中的最大距离值d_max。预设一个限差D，将d_max与限差D相比较。若d_max<D，则舍去所有的中间位置点，连接起始位置点和终点位置点拟合出扫地机器人的移动路径。若d_max≥D，则保留d_max对应的位置点3，并以该位置点3为界，将直线分为两部分，虚连起始位置点1和位置点3得到直线段13，以及虚连位置点3和终点位置点2得到直线段32，重复对直线段13之间的位置点和直线段32之间的位置点使用上述方法，完成抽希处理。

在一个具体的例子中，结合图2进一步详解D-P算法的抽希处理过程。如图2所示，扫地机器人一次上报了多个个位置点，其中1为起始位置点，8为终点位置点。首先如A部分所示，虚连位置点1和位置点8得到直线段18,，设置第一限差为10，计算各个位置点至直线段18的垂直距离，其中位置点4的垂直距离为12，大于限差10。因此，为位置点4为分界点，分别连接得到直线段14和直线段48。如B部分所示，设置第二限差为5，对直线段14采用上述方法，分别计算位置点2、位置点3至直线段14的垂直距离，均小于第二限差5，故舍去位置点2和位置点3。对直线段48采用上述方法，分别计算位置点5、位置点6和位置点7至直线段48的垂直距离，其中位置点6的垂直距离大于第二限差5，再以位置点6为分界点继续执行上述方法，具体如C部分所示。直至对所有位置点完成计算和判断，获得抽希处理结果，得到包含有位置点1、位置点4、位置点6、位置点7和位置点8的中间集合，如D部分所示。

在本发明的一个实施例中，如图1所示的方法中，步骤S130中的根据中间集合进行曲线拟合包括：根据中间集合确定一个或多个冗余线路区域；对各冗余线路区域进行曲线拟合。

扫地机器人一般具有一个脱困模式，就是当存在固定物阻挡扫地机器人向前移动时，扫地机器人会尝试向周围各个方向移动找出出路。在这过程中，扫地机器人可能需要在该碰撞地点进行反复移动，从而上报多个重复或邻近的位置点，这些多个邻近的位置点确定了一个冗余线路区域。在抽希处理时，若冗余线路区域中的各位置点均被保留下来，由于各点相互邻近，拟合路径中将显示一团相互交错的路径，从而影响了整个路径的准确性。因此，对于冗余线路区域，需要进行单独的曲线拟合处理，以解决路径相互交错的问题。

具体地，确定冗余线路区域后，可以对冗余线路区域中的位置点再次进行抽希处理，设置更小的限差，去除冗余线路区域中无用的位置点，保留特征明显的位置点，提高路径拟合精度。或者采用其他的数学方式，提取出冗余线路区域中最具有代表性的位置点，使其代表冗余线路区域参加路径的拟合。

在本发明的一个实施例中，上述方法中，根据中间集合确定一个或多个冗余线路区域包括：对中间集合中的各位置点依次进行判断，若距离当前位置点在第一阈值内的位置点的数量达到第二阈值，则将当前位置点标记为待拟合点；根据得到的各待拟合点确定冗余线路区域。

本实施例提供了一个具体的冗余线路区域的确定方式。从上述方法中可知，冗余线路区域中各个位置点相互邻近，也就是相互之间的距离较近，因此可以通过位置点之间的距离确定冗余线路区域。依次对中间集合中的各位置点进行判断，这里的依次一般依照位置点的上报时间顺序。例如，首先对第一个上报的位置点进行判断，将其设为当前位置点，计算后续各个位置点至该当前位置点的距离，若存在N个位置点至该当前位置点的距离小于或等于距离M，将该当前位置点标记为待拟合点。再依次选取下一个位置点作为当前位置点，执行上述判断。确定出所有的待拟合点后，根据各待拟合点的连续性确定一个或多个冗余线路区域。具体地，将多个连续的待拟合点确定为一个冗余线路区域。若待拟合点间断，则将间断后的待拟合点确定至下一个冗余线路区域中。这里，N为位置点数量的第二阈值，M为距离的第一阈值，其数值可以根据具体情况进行选取。

在一个具体的例子中，如图2所示的各位置点中，经过计算判断确定位置点2、位置点3、位置点5和位置点6为待拟合点，由于位置点2和位置点3连续，位置点3和位置点5不连续，因此位置点2和位置点3确定一个冗余线路区域，位置点5和位置点6确定一个冗余线路区域。

在本发明的一个实施例中，上述方法中，更进一步地，对各冗余线路区域进行曲线拟合包括：对各冗余线路区域，基于最小二乘法对冗余线路区域中符合预设条件的待拟合点进行曲线拟合，得到初步拟合曲线；计算冗余线路区域中各待拟合点到初步拟合曲线的总路径长度，根据总路径长度和第三阈值确定目标拟合曲线方程的多项式阶数；根据冗余线路区域中各待拟合点和多项式阶数确定目标拟合曲线方程。

本实施例提供了一个对冗余线路区域进行曲线拟合的具体实现方式。基于最小二乘法对冗余线路区域进行曲线拟合，根据各个待拟合点的位置坐标求解出多项式曲线的各项系数，从而确定拟合曲线方程。一般扫地机器人设置有坐标，其上报的位置点中包含有位置点的坐标信息，如(x，y)，根据所有待拟合点的坐标，基于最小二乘法可以确定出符合所有待拟合点的拟合曲线方程。但是在待拟合点较多的情况下，直接求解多项式方程较为麻烦，且数据处理量较大。为了简化拟合曲线的求解，适当降低拟合曲线方程的阶数。例如设置冗余线路区域中的路径拟合曲线方程为一阶方程y＝ax+b，这样只需要求解两个系数a和b即可。但是一阶方程的精度较低，无法满足冗余线路区域的拟合曲线精度，因此在一阶方程的基础上确定拟合曲线的阶数。具体地，计算各待拟合点至拟合曲线y＝ax+b的距离，得到总路径长度。若该总路径长度大于第三阈值，则将拟合曲线设置为二阶方程y＝ax²+bx+c，根据各待拟合点的坐标求解系数a、b和c。若该总路径长度大于第四阈值，则将拟合曲线设置为三阶方程，以此类推。需要说明的是，第四阈值需要大于第三阈值。总路径长度也可以根据各待拟合点至拟合曲线y＝ax+b的平方和确定，例如计算各待拟合点的平方和，求平方和的平均值，将该平均值与第三阈值或第四阈值进行对比。第三阈值、第四阈值需要根据具体情况进行选取，取值越小，获得的拟合曲线方程精度越高。

在一个具体的例子中，若各待拟合点近似排列在一条直线上时，例如各待拟合点之间的距离在20cm内，可以设直线y＝ax+b为其路径的拟合曲线方程，系数A＝[a,b]为待求解项。而根据各待拟合点的坐标，可以得到：

用矩阵形式表达为：Y＝X₀A，其中：

要求解A，可在方程两边同时左乘X₀的逆矩阵，如果它是一个方阵且非奇异的话。但是，由于待拟合点是扫地机器人上报的位置点，扫地机器人的移动并非按照曲线方程进行，因此X₀一般不是方阵。这样，就需要用X₀构造一个方阵，即方程两边同时左乘X₀的转置矩阵，得到方程:

此时，方程的系数矩阵

为方阵，所以两边同时左乘新系数矩阵

的逆矩阵，便可求得系数向量A，即：

方程

右边各部分均已知，所以可直接求解得到拟合直线的方程系数向量A。求解向量A时，可以先选取多个符合预设条件的待拟合点进行求解。例如选取坐标前后左右均邻近的待拟合点，坐标差值在5以内，数据量减少，求解过程较快，可以有效提高求解速度。

获得拟合曲线的一阶方程后，若各待拟合点至拟合曲线的距离均在阈值范围内，则不再进一步求解多阶多项式方程，而以该一阶方程为最终的拟合曲线结果。否则，确定多阶多项式方程的阶数，求解该多阶多项式方程。

在另一个具体的例子中，当个待拟合点的分布不为直线时，例如各待拟合点之间的距离大于20cm以上，此时可以采用直接设置多项式曲线方程进行拟合，即拟合曲线方程为n阶多项式：

用矩阵形式表示为：y＝X₀A，其中：

待求解项为系数向量A＝[a_n,a_n-1,...,a₂,a₁,a₀]^T。曲线拟合方程y＝X₀A的求解方法与上面直线的求解方法一样，也是在方程y＝X₀A两边同左乘X₀的转置矩阵得到:

再同时在新方程两边同时左乘

的逆矩阵，得到：

由于待拟合点的坐标是确定的，也就是上式左边各部分均已知，所以可直接求解得拟合曲线方程的系数向量A。

图3示出了根据本发明一个实施例的一种智能设备的路径展示装置的结构示意图。如图3所示，该装置300包括：

位置点获取单元310，适于获取智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合。

智能设备可以是任意可以移动的智能设备，例如可移动的智能机器人、扫地机器人等等。在移动过程中，智能设备以预设的方式上报位置信息，也就是智能设备所处的位置点。获取多个位置点，一般是智能设备上报的所有位置点，得到位置点的集合。对集合中的位置点进行相应的处理，即可以得到智能设备的行走路径。例如，根据时间顺序依次串联各个位置点，可以准确得到智能设备的行走路径。将行走路径向用户展示，使用户根据行走路径掌握智能设备的工作状态。

抽希处理单元320，适于对位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合。

位置点集合中基本包含了智能设备上报的所有位置点，若对所有的位置点进行处理，数据量庞大，影响处理效率。而且，位置点集合中还可能存在重复的位置点或误差位置点，对行走路径的最终处理结果造成影响，使行走路径显得杂乱无章，从而影响用户对智能设备的判断。对位置点进行抽希处理，获得位置点集合中重要的位置点，去除多余且无用的位置点，有利于拟合智能设备的行走路径。经过抽希处理得到的多个位置点，组成中间集合。

在一个具体的例子中，智能设备以直线方式移动时，只需要根据智能设备的起始位置点和终点位置点即可以拟合出行走路径，抽希处理将智能设备上报的位置点中位于直线中间的各个位置点去除，得到包含起始位置点和终点位置点的中间集合。抽希处理减少了一定的数据量，可以有效提高数据处理效率，而且能够简化路径的拟合过程。

路径拟合单元330，适于根据中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。

这里的曲线是数学意义上的曲线，包括直线和曲线。进行曲线拟合，也就是根据中间集合中的各个位置点确定出智能设备的行走路径，向用户展示，以使用户查看掌握智能设备的移动情况。例如依照各个位置点上传的时间顺序，依次连接各个位置点，得到多条直线段组成的路径。展示时，可以直接展示该直线段的路径，也可以对直线段进行优化处理，得到连续的曲线路径展示。当然，也可以采用一定的数学算法，将中间集合中的各位置点直接拟合成直线或曲线的路径进行展示。

本发明的技术方案，通过获取智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；对位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；根据中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。对位置点进行抽希处理，获得位置点集合中重要的位置点，去除多余且无用的位置点，有利于拟合智能设备的行走路径。而且抽希处理减少了一定的数据量，可以有效提高数据处理效率，而且能够简化路径的拟合过程。拟合智能设备移动的路径向用户展示，以使用户查看掌握智能设备的移动情况，了解智能设备的工作状态。

在本发明的一个实施例中，如图3所示的装置300中，智能设备为扫地机器人，位置点获取单元310，进一步适于获取扫地机器人在执行一次清洁任务时上报的多个位置点。

本实施例将路径展示方法应用在扫地机器人中，对扫地机器人的移动路径进行拟合。用户通过查看该拟合路径，可以确定扫地机器人是否清洁到房间各个角落。扫地机器人在执行清洁任务时，以预设方式上报位置点。例如间隔1s上报一次位置点，或者移动5mm上报一次位置点。一次清洁任务执行完毕，可以获得扫地机器人上报的多个位置点。根据多个位置点，可以对扫地机器人的移动路径进行拟合。

在本发明的一个实施例中，如图3所示的装置300中，抽稀处理单元320，进一步适于基于道格拉斯-普克算法对位置点集合进行抽稀处理。

道格拉斯-普克算法，简称为D-P算法，是线状要素化简的经典算法。采用D-P算法对位置点集合进行抽希处理，既可以充分减少位置点的数量，又能够尽量保留位置点的特征，得到有效的拟合路径。D-P算法的基本思路是:针对扫地机器人的位置点集合，首先将其中的起始位置点1和终点位置点2虚连成一条直线，再求其余所有位置点与该直线的距离，找出其中的最大距离值d_max。预设一个限差D，将d_max与限差D相比较。若d_max<D，则舍去所有的中间位置点，连接起始位置点和终点位置点拟合出扫地机器人的移动路径。若d_max≥D，则保留d_max对应的位置点3，并以该位置点3为界，将直线分为两部分，虚连起始位置点1和位置点3得到直线段13，以及虚连位置点3和终点位置点2得到直线段32，重复对直线段13之间的位置点和直线段32之间的位置点使用上述方法，完成抽希处理。

在一个具体的例子中，结合图2进一步详解D-P算法的抽希处理过程。如图2所示，扫地机器人一次上报了多个个位置点，其中1为起始位置点，8为终点位置点。首先如A部分所示，虚连位置点1和位置点8得到直线段18,，设置第一限差为10，计算各个位置点至直线段18的垂直距离，其中位置点4的垂直距离为12，大于限差10。因此，为位置点4为分界点，分别连接得到直线段14和直线段48。如B部分所示，设置第二限差为5，对直线段14采用上述方法，分别计算位置点2、位置点3至直线段14的垂直距离，均小于第二限差5，故舍去位置点2和位置点3。对直线段48采用上述方法，分别计算位置点5、位置点6和位置点7至直线段48的垂直距离，其中位置点6的垂直距离大于第二限差5，再以位置点6为分界点继续执行上述方法，具体如C部分所示。直至对所有位置点完成计算和判断，获得抽希处理结果，得到包含有位置点1、位置点4、位置点6、位置点7和位置点8的中间集合，如D部分所示。

在本发明的一个实施例中，如图3所示的装置300中，路径拟合单元330，适于根据中间集合确定一个或多个冗余线路区域；对各冗余线路区域进行曲线拟合。

扫地机器人一般具有一个脱困模式，就是当存在固定物阻挡扫地机器人向前移动时，扫地机器人会尝试向周围各个方向移动找出出路。在这过程中，扫地机器人可能需要在该碰撞地点进行反复移动，从而上报多个重复或邻近的位置点，这些多个邻近的位置点确定了一个冗余线路区域。在抽希处理时，若冗余线路区域中的各位置点均被保留下来，由于各点相互邻近，拟合路径中将显示一团相互交错的路径，从而影响了整个路径的准确性。因此，对于冗余线路区域，需要进行单独的曲线拟合处理，以解决路径相互交错的问题。

具体地，确定冗余线路区域后，可以对冗余线路区域中的位置点再次进行抽希处理，设置更小的限差，去除冗余线路区域中无用的位置点，保留特征明显的位置点，提高路径拟合精度。或者采用其他的数学方式，提取出冗余线路区域中最具有代表性的位置点，使其代表冗余线路区域参加路径的拟合。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，路径拟合单元330，进一步适于对中间集合中的各位置点依次进行判断，若距离当前位置点在第一阈值内的位置点的数量达到第二阈值，则将当前位置点标记为待拟合点；根据得到的各待拟合点确定冗余线路区域。

本实施例提供了一个具体的冗余线路区域的确定方式。从上述方法中可知，冗余线路区域中各个位置点相互邻近，也就是相互之间的距离较近，因此可以通过位置点之间的距离确定冗余线路区域。依次对中间集合中的各位置点进行判断，这里的依次一般依照位置点的上报时间顺序。例如，首先对第一个上报的位置点进行判断，将其设为当前位置点，计算后续各个位置点至该当前位置点的距离，若存在N个位置点至该当前位置点的距离小于或等于距离M，将该当前位置点标记为待拟合点。再依次选取下一个位置点作为当前位置点，执行上述判断。确定出所有的待拟合点后，根据各待拟合点的连续性确定一个或多个冗余线路区域。具体地，将多个连续的待拟合点确定为一个冗余线路区域。若待拟合点间断，则将间断后的待拟合点确定至下一个冗余线路区域中。这里，N为位置点数量的第二阈值，M为距离的第一阈值，其数值可以根据具体情况进行选取。

在一个具体的例子中，如图2所示的各位置点中，经过计算判断确定位置点2、位置点3、位置点5和位置点6为待拟合点，由于位置点2和位置点3连续，位置点3和位置点5不连续，因此位置点2和位置点3确定一个冗余线路区域，位置点5和位置点6确定一个冗余线路区域。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，路径拟合单元330，进一步适于对各冗余线路区域，基于最小二乘法对冗余线路区域中符合预设条件的待拟合点进行曲线拟合，得到与初步拟合曲线；计算冗余线路区域中各待拟合点到初步拟合曲线的总路径长度，根据总路径长度和第三阈值确定目标拟合曲线方程的多项式阶数；根据冗余线路区域中各待拟合点和多项式阶数确定目标拟合曲线方程。

本实施例提供了一个对冗余线路区域进行曲线拟合的具体实现方式。基于最小二乘法对冗余线路区域进行曲线拟合，根据各个待拟合点的位置坐标求解出多项式曲线的各项系数，从而确定拟合曲线方程。一般扫地机器人设置有坐标，其上报的位置点中包含有位置点的坐标信息，如(x，y)，根据所有待拟合点的坐标，基于最小二乘法可以确定出符合所有待拟合点的拟合曲线方程。但是在待拟合点较多的情况下，直接求解多项式方程较为麻烦，且数据处理量较大。为了简化拟合曲线的求解，适当降低拟合曲线方程的阶数。例如设置冗余线路区域中的路径拟合曲线方程为一阶方程y＝ax+b，这样只需要求解两个系数a和b即可。但是一阶方程的精度较低，无法满足冗余线路区域的拟合曲线精度，因此在一阶方程的基础上确定拟合曲线的阶数。具体地，计算各待拟合点至拟合曲线y＝ax+b的距离，得到总路径长度。若该总路径长度大于第三阈值，则将拟合曲线设置为二阶方程y＝ax²+bx+c，根据各待拟合点的坐标求解系数a、b和c。若该总路径长度大于第四阈值，则将拟合曲线设置为三阶方程，以此类推。需要说明的是，第四阈值需要大于第三阈值。总路径长度也可以根据各待拟合点至拟合曲线y＝ax+b的平方和确定，例如计算各待拟合点的平方和，求平方和的平均值，将该平均值与第三阈值或第四阈值进行对比。第三阈值、第四阈值需要根据具体情况进行选取，取值越小，获得的拟合曲线方程精度越高。

在一个具体的例子中，若各待拟合点近似排列在一条直线上时，例如各待拟合点之间的距离在20cm内，可以设直线y＝ax+b为其路径的拟合曲线方程，系数A＝[a,b]为待求解项。而根据各待拟合点的坐标，可以得到：

用矩阵形式表达为：Y＝X₀A，其中：

要求解A，可在方程两边同时左乘X₀的逆矩阵，如果它是一个方阵且非奇异的话。但是，由于待拟合点是扫地机器人上报的位置点，扫地机器人的移动并非按照曲线方程进行，因此X₀一般不是方阵。这样，就需要用X₀构造一个方阵，即方程两边同时左乘X₀的转置矩阵，得到方程:

此时，方程的系数矩阵

为方阵，所以两边同时左乘新系数矩阵

的逆矩阵，便可求得系数向量A，即：

方程

右边各部分均已知，所以可直接求解得到拟合直线的方程系数向量A。求解向量A时，可以先选取多个符合预设条件的待拟合点进行求解。例如选取坐标前后左右均邻近的待拟合点，坐标差值在5以内，数据量减少，求解过程较快，可以有效提高求解速度。

获得拟合曲线的一阶方程后，若各待拟合点至拟合曲线的距离均在阈值范围内，则不再进一步求解多阶多项式方程，而以该一阶方程为最终的拟合曲线结果。否则，确定多阶多项式方程的阶数，求解该多阶多项式方程。

在另一个具体的例子中，当个待拟合点的分布不为直线时，例如各待拟合点之间的距离大于20cm以上，此时可以采用直接设置多项式曲线方程进行拟合，即拟合曲线方程为n阶多项式：

用矩阵形式表示为：y＝X₀A，其中：

待求解项为系数向量A＝[a_n,a_n-1,...,a₂,a₁,a₀]^T。曲线拟合方程y＝X₀A的求解方法与上面直线的求解方法一样，也是在方程y＝X₀A两边同左乘X₀的转置矩阵得到:

再同时在新方程两边同时左乘

的逆矩阵，得到：

由于待拟合点的坐标是确定的，也就是上式左边各部分均已知，所以可直接求解得拟合曲线方程的系数向量A。

综上所述，本发明的技术方案，通过获取智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；对位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；根据中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。对位置点进行抽希处理，获得位置点集合中重要的位置点，去除多余且无用的位置点，有利于拟合智能设备的行走路径。而且抽希处理减少了一定的数据量，可以有效提高数据处理效率，而且能够简化路径的拟合过程。拟合智能设备移动的路径向用户展示，以使用户查看掌握智能设备的移动情况，了解智能设备的工作状态。

需要说明的是：

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一种智能设备的路径展示装置、电子设备和计算机可读存储介质中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

例如，图4示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。该电子设备包括处理器410和被安排成存储计算机可执行指令(计算机可读程序代码)的存储器420。存储器420可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器420具有存储用于执行上述方法中的任何方法步骤的计算机可读程序代码431的存储空间430。例如，用于存储计算机可读程序代码的存储空间430可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个计算机可读程序代码431。计算机可读程序代码431可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图4所述的计算机可读存储介质。图5示出了根据本发明一个实施例的一种计算机可读存储介质的结构示意图。该计算机可读存储介质500存储有用于执行根据本发明的方法步骤的计算机可读程序代码431，可以被电子设备400的处理器410读取，当计算机可读程序代码431由电子设备400运行时，导致该电子设备300执行上面所描述的方法中的各个步骤，具体来说，该计算机可读存储介质存储的计算机可读程序代码431可以执行上述任一实施例中示出的方法。计算机可读程序代码431可以以适当形式进行压缩。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本发明提供了A1、一种智能设备的路径展示方法，包括：

获取所述智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；

对所述位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；

根据所述中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。

A2、如A1所述的方法，其中，所述智能设备为扫地机器人，所述获取所述智能设备上报的多个位置点包括：

获取所述扫地机器人在执行一次清洁任务时上报的多个位置点。

A3、如A1所述的方法，其中，所述对所述位置点集合进行抽稀处理包括：

基于道格拉斯-普克算法对所述位置点集合进行抽稀处理。

A4、如A1所述的方法，其中，所述根据所述中间集合进行曲线拟合包括：

根据所述中间集合确定一个或多个冗余线路区域；

对各冗余线路区域进行曲线拟合。

A5、如A4所述的方法，其中，所述根据所述中间集合确定一个或多个冗余线路区域包括：

对所述中间集合中的各位置点依次进行判断，若距离当前位置点在第一阈值内的位置点的数量达到第二阈值，则将当前位置点标记为待拟合点；

根据得到的各待拟合点确定冗余线路区域。

A6、如A5所述的方法，其中，所述对各冗余线路区域进行曲线拟合包括：

对各冗余线路区域，基于最小二乘法对冗余线路区域中符合预设条件的待拟合点进行曲线拟合，得到初步拟合曲线；

计算冗余线路区域中各待拟合点到所述初步拟合曲线的总路径长度，根据所述总路径长度和第三阈值确定目标拟合曲线方程的多项式阶数；

根据冗余线路区域中各待拟合点和所述多项式阶数确定目标拟合曲线方程。

本发明还提供了B7、一种智能设备的路径展示装置，包括：

位置点获取单元，适于获取所述智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；

抽希处理单元，适于对所述位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；

路径拟合单元，适于根据所述中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。

B8、如B7所述的装置，其中，所述智能设备为扫地机器人，所述位置点获取单元，进一步适于获取所述扫地机器人在执行一次清洁任务时上报的多个位置点。

B9、如B7所述的装置，其中，所述抽稀处理单元，进一步适于基于道格拉斯-普克算法对所述位置点集合进行抽稀处理。

B10、如B7所述的装置，其中，所述路径拟合单元，适于根据所述中间集合确定一个或多个冗余线路区域；对各冗余线路区域进行曲线拟合。

B11、如B10所述的装置，其中，所述路径拟合单元，进一步适于对所述中间集合中的各位置点依次进行判断，若距离当前位置点在第一阈值内的位置点的数量达到第二阈值，则将当前位置点标记为待拟合点；

根据得到的各待拟合点确定冗余线路区域。

B12、如B11所述的装置，其中，所述路径拟合单元，进一步适于对各冗余线路区域，基于最小二乘法对冗余线路区域中符合预设条件的待拟合点进行曲线拟合，得到初步拟合曲线；

计算冗余线路区域中各待拟合点到所述初步拟合曲线的总路径长度，根据所述总路径长度和第三阈值确定目标拟合曲线方程的多项式阶数；

根据冗余线路区域中各待拟合点和所述多项式阶数确定目标拟合曲线方程。

本发明还提供了C13、一种电子设备，其中，该电子设备包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如A1-A6中任一项所述的方法。

本发明还提供了D14、一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现如A1-A6中任一项所述的方法。

Claims (10)

1.一种智能设备的路径展示方法，包括：

获取所述智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；

对所述位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；

根据所述中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述智能设备为扫地机器人，所述获取所述智能设备上报的多个位置点包括：

获取所述扫地机器人在执行一次清洁任务时上报的多个位置点。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述对所述位置点集合进行抽稀处理包括：

基于道格拉斯-普克算法对所述位置点集合进行抽稀处理。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述中间集合进行曲线拟合包括：

根据所述中间集合确定一个或多个冗余线路区域；

对各冗余线路区域进行曲线拟合。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述根据所述中间集合确定一个或多个冗余线路区域包括：

对所述中间集合中的各位置点依次进行判断，若距离当前位置点在第一阈值内的位置点的数量达到第二阈值，则将当前位置点标记为待拟合点；

根据得到的各待拟合点确定冗余线路区域。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述对各冗余线路区域进行曲线拟合包括：

对各冗余线路区域，基于最小二乘法对冗余线路区域中符合预设条件的待拟合点进行曲线拟合，得到初步拟合曲线；

计算冗余线路区域中各待拟合点到所述初步拟合曲线的总路径长度，根据所述总路径长度和第三阈值确定目标拟合曲线方程的多项式阶数；

根据冗余线路区域中各待拟合点和所述多项式阶数确定目标拟合曲线方程。

7.一种智能设备的路径展示装置，包括：

位置点获取单元，适于获取所述智能设备上报的多个位置点，得到位置点集合；

抽希处理单元，适于对所述位置点集合进行抽稀处理，得到包含多个位置点的中间集合；

路径拟合单元，适于根据所述中间集合进行曲线拟合，得到包含拟合曲线的路径并展示。

8.如权利要求7所述的装置，其中，所述智能设备为扫地机器人，所述位置点获取单元，进一步适于获取所述扫地机器人在执行一次清洁任务时上报的多个位置点。

9.一种电子设备，其中，该电子设备包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

Images