CN111435243A - 扫地机器人空间地图生成方法、装置及扫地机器人 - Google Patents

扫地机器人空间地图生成方法、装置及扫地机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种扫地机器人空间地图生成方法、装置及扫地机器人，属于智能机器人领域。所述方法包括：在所述扫地机器人在作业空间作业时，控制所述雷达向预设的多个方向发射雷达波，根据雷达回波确定所述机器人所在作业空间的至少三个边界信息，在所述扫地机器人在当前作业空间完成作业后，控制所述扫地机器人行驶至该作业空间门口处，确定是否存在相邻作业空间，控制所述扫地机器人行驶至相邻作业空间继续作业，按照上述方法依次遍历所有作业空间，将所述边界长度数据和边界方向数据进行匹配，并根据所述边界的位置信息拼接所有作业空间的空间地图。通过上述技术方案，可以得到精准的作业空间的空间地图。

Description

扫地机器人空间地图生成方法、装置及扫地机器人
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，具体地涉及一种扫地机器人空间地图生成方法、装置及扫地机器人。
背景技术
随着扫地机器人的普及、推广,扫地机器人凭借智能规划、自动清洁、自动避障的实力表现和良好的使用体验,使其在消费者心中的地位越来越高,并成为大多数家庭的清洁必备工具。
对于大多数扫地机器人而言，生成空间地图数据的方法往往比较复杂，一般地，需要较为复杂的传感器获取雷达信息或者图像信息，然后在经过滤波算法滤除环境中的干扰和噪声，然后再通过比较复杂的拼接算法才能够得到空间地图，这种现有的空间地图生成方法比较复杂，在实际应用中往往存在延时和误差，进而导致作业效率不高。
发明内容
为至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种扫地机器人空间地图生成方法、装置及扫地机器人。具体方案如下：
一种扫地机器人空间地图生成方法，所述扫地机器人设置有雷达，所述雷达用于获取至少多个方向的距离数据，所述方法包括：在所述扫地机器人在作业空间作业时，控制所述雷达向预设的多个方向发射雷达波，根据雷达回波确定所述机器人所在作业空间的至少三个边界信息，根据至少三个边界信息确定当前作业空间信息，根据雷达回波确定所述边界与边界之间的衔接关系，并根据边界与边界之间的衔接关系确定所述作业空间的门口；确定所述扫地机器人的清扫所述边界的作业顺序，控制所述机器人依次按照边界行走，根据所述扫地机器人的运动速度和运动时间依次确定边界的长度数据，记录边界长度数据，根据雷达回波确定所述边界方位信息，所述边界方位信息包括边界的方向信息和位置信息；在所述扫地机器人在当前作业空间完成作业后，控制所述扫地机器人行驶至该作业空间门口处，确定是否存在相邻作业空间，当存在相邻作业空间时，控制所述扫地机器人行驶至相邻作业空间继续作业，在控制所述扫地机器人在相邻空间作业时，记录所述相邻空间的边界长度数据和边界方向数据；按照上述方法依次遍历所有作业空间，将所述边界长度数据和边界方向数据进行匹配，将长度与方向相同的边界确定为相邻作业空间的中间墙壁，并根据所述边界的位置信息拼接所有作业空间的空间地图。
进一步地，所述雷达为毫米波雷达，用于获取扫地机器人前方的点云数据，根据所述点云数据确定所述作业空间的边界信息。
进一步地，确定所述扫地机器人的清扫所述边界的作业顺序具体包括：控制所述扫地机器人行驶至第一作业边界，如果确定所述扫地机器人所处位置为所述第一边界的一端，则控制所述扫地机器人从该端点开始向所述第一边界和第二边界的临界点运动，从而确定所述边界的作业顺序。
进一步地，基于所述雷达回波数据确定所述作业空间的障碍物，标记所述障碍物。当检测到所述扫地机器人移动至所述障碍物区域时，控制所述扫地机器人移动至所述作业空间中除所述障碍物区域之外的其它区域。将所述障碍物地图更新至所述空间地图中。
一种扫地机器人空间地图生成装置，所述扫地机器人设置有雷达，所述雷达用于获取至少多个方向的距离数据，所述扫地机器人空间地图生成装置包括：发送模块，所述发送模块用于在所述扫地机器人在作业空间作业时，控制所述雷达向预设的多个方向发射雷达波，根据雷达回波确定所述机器人所在作业空间的至少三个边界信息，根据至少三个边界信息确定当前作业空间信息，根据雷达回波确定所述边界与边界之间的衔接关系，并根据边界与边界之间的衔接关系确定所述作业空间的门口；确定模块，所述确定模块用于确定所述扫地机器人的清扫所述边界的作业顺序，控制所述机器人依次按照边界行走，根据所述扫地机器人的运动速度和运动时间依次确定边界的长度数据，记录边界长度数据，根据雷达回波确定所述边界方位信息，所述边界方位信息包括边界的方向信息和位置信息；继续作业模块，所述继续作业模块用于在所述扫地机器人在当前作业空间完成作业后，控制所述扫地机器人行驶至该作业空间门口处，确定是否存在相邻作业空间，当存在相邻作业空间时，控制所述扫地机器人行驶至相邻作业空间继续作业，在控制所述扫地机器人在相邻空间作业时，记录所述相邻空间的边界长度数据和边界方向数据；生成模块，所述生成模块用于按照上述方法依次遍历所有作业空间，将所述边界长度数据和边界方向数据进行匹配，将长度与方向相同的边界确定为相邻作业空间的中间墙壁，并根据所述边界的位置信息拼接所有作业空间的空间地图。
进一步地，所述雷达为毫米波雷达，用于获取扫地机器人前方的点云数据，根据所述点云数据确定所述作业空间的边界信息。
进一步地，所述确定模块还用于控制所述扫地机器人行驶至第一作业边界，如果确定所述扫地机器人所处位置为所述第一边界的一端，则控制所述扫地机器人从该端点开始向所述第一边界和第二边界的临界点运动，从而确定所述边界的作业顺序。
进一步地，所述装置还包括障碍物更新模块，所述障碍物更新模块用于：基于所述雷达回波数据确定所述作业空间的障碍物，标记所述障碍物；当检测到所述扫地机器人移动至所述障碍物区域时，控制所述扫地机器人移动至所述作业空间中除所述障碍物区域之外的其它区域；将所述障碍物地图更新至所述空间地图中。
一种扫地机器人，所述扫地机器人包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序。当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的扫地机器人空间地图生成方法。
通过上述技术方案，本发明采用雷达波获取空间边界信息，并控制扫地机器人遍历这些边界，同时记录边界长度数据，根据雷达回波确定所述边界方位信息，从而为快速拼接作业空间的地图提供拼接基础，能够达到计算简单，快读拼接的技术效果。同时本发明在所述扫地机器人完成一个空间的作业后，还会探索是否存在新的作业空间，并在探索到新的作业空间后转移到新的作业空间作业，并获取新的作业空间的空间边界数据信息，最后将所有信息都整合后，整合出作业空间的空间地图，通过本发明实施例，扫地机器人依次遍历所有作业空间，将所述边界长度数据和边界方向数据进行匹配，并根据所述边界的位置信息拼接所有作业空间的空间地图，可以得到精准的作业空间的空间地图，且由于计算量小，数据精准，故而比较实时高效，作业效率高。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1示例性地示出了本发明一种实施方式提供的扫地机器人空间地图生成方法。
图2示例性地示出了本发明一种实施方式提供的扫地机器人空间地图生成装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施方式，并不用于限制本发明实施方式。
图1是本发明一种实施方式提供的扫地机器人空间地图生成方法的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供一种扫地机器人空间地图生成方法，该方法包括：
步骤S101, 在所述扫地机器人在作业空间作业时，控制所述雷达向预设的多个方向发射雷达波，根据雷达回波确定所述机器人所在作业空间的至少三个边界信息，根据至少三个边界信息确定当前作业空间信息，根据雷达回波确定所述边界与边界之间的衔接关系，并根据边界与边界之间的衔接关系确定所述作业空间的门口（即指出入口）。
本领域内技术人员可以理解通过雷达可以获取空间的多个位置与扫地机器人的距离信息，根据这些距离信息可以将其中的墙面检测出来，从而生成作业空间的边界。
步骤S102，确定所述扫地机器人的清扫所述边界的作业顺序，控制所述机器人依次按照边界行走，根据所述扫地机器人的运动速度和运动时间依次确定边界的长度数据，记录边界长度数据，根据雷达回波确定所述边界方位信息，所述边界方位信息包括边界的方向信息和位置信息。
步骤S103，在所述扫地机器人在当前作业空间完成作业后，控制所述扫地机器人行驶至该作业空间门口处，确定是否存在相邻作业空间，当存在相邻作业空间时，控制所述扫地机器人行驶至相邻作业空间继续作业，在控制所述扫地机器人在相邻空间作业时，记录所述相邻空间的边界长度数据和边界方向数据。由于作业空间边界与边界之间的交界处的衔接关系不相同，根据此特征可以将不衔接的边界之间确定为门口。
步骤S104，按照上述方法依次遍历所有作业空间，将所述边界长度数据和边界方向数据进行匹配，将长度与方向相同的边界确定为相邻作业空间的中间墙壁，并根据所述边界的位置信息拼接所有作业空间的空间地图。
优选的，所述雷达为毫米波雷达，用于获取扫地机器人前方的点云数据，根据所述点云数据确定所述作业空间的边界信息。
优选的，确定所述扫地机器人的清扫所述边界的作业顺序具体包括：控制所述扫地机器人行驶至第一作业边界，如果确定所述扫地机器人所处位置为所述第一边界的一端，则控制所述扫地机器人从该端点开始向所述第一边界和第二边界的临界点运动，从而确定所述边界的作业顺序。
优选的，所述扫地机器人空间生成方法还包括：步骤S201, 基于所述雷达回波数据确定所述作业空间的障碍物，标记所述障碍物；步骤S202,当检测到所述扫地机器人移动至所述障碍物区域时，控制所述扫地机器人移动至所述作业空间中除所述障碍物区域之外的其它区域；步骤S203，将所述障碍物地图更新至所述空间地图中。
一种扫地机器人空间地图生成装置，所述扫地机器人设置有雷达，所述雷达用于获取至少多个方向的距离数据，所述扫地机器人空间地图生成装置包括：发送模块31，所述发送模块31用于在所述扫地机器人在作业空间作业时，控制所述雷达向预设的多个方向发射雷达波，根据雷达回波确定所述机器人所在作业空间的至少三个边界信息，根据至少三个边界信息确定当前作业空间信息，根据雷达回波确定所述边界与边界之间的衔接关系，并根据边界与边界之间的衔接关系确定所述作业空间的门口。确定模块32，所述确定模块32用于确定所述扫地机器人的清扫所述边界的作业顺序，控制所述机器人依次按照边界行走，根据所述扫地机器人的运动速度和运动时间依次确定边界的长度数据，记录边界长度数据，根据雷达回波确定所述边界方位信息，所述边界方位信息包括边界的方向信息和位置信息。继续作业模块33，所述继续作业模块33用于在所述扫地机器人在当前作业空间完成作业后，控制所述扫地机器人行驶至该作业空间门口处，确定是否存在相邻作业空间，当存在相邻作业空间时，控制所述扫地机器人行驶至相邻作业空间继续作业，在控制所述扫地机器人在相邻空间作业时，记录所述相邻空间的边界长度数据和边界方向数据。生成模块34，所述生成模块34用于按照上述方法依次遍历所有作业空间，将所述边界长度数据和边界方向数据进行匹配，将长度与方向相同的边界确定为相邻作业空间的中间墙壁，并根据所述边界的位置信息拼接所有作业空间的空间地图。
优选的，所述雷达为毫米波雷达，用于获取扫地机器人前方的点云数据，根据所述点云数据确定所述作业空间的边界信息。
优选的，所述确定模块还用于控制所述扫地机器人行驶至第一作业边界，如果确定所述扫地机器人所处位置为所述第一边界的一端，则控制所述扫地机器人从该端点开始向所述第一边界和第二边界的临界点运动，从而确定所述边界的作业顺序。
优选的，所述装置还包括障碍物更新模块，所述障碍物更新模块用于：基于所述雷达回波数据确定所述作业空间的障碍物，标记所述障碍物。当检测到所述扫地机器人移动至所述障碍物区域时，控制所述扫地机器人移动至所述作业空间中除所述障碍物区域之外的其它区域。将所述障碍物地图更新至所述空间地图中。
一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的扫地机器人空间地图生成方法。
一种扫地机器人，所述扫地机器人包括：一个或多个处理器。存储装置，用于存储一个或多个程序。当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的扫地机器人空间地图生成方法。
上述各实施例所述的方案，采用雷达波获取空间边界信息，并控制扫地机器人遍历这些边界，同时记录边界长度数据，根据雷达回波确定所述边界方位信息，从而为快速拼接作业空间的地图提供拼接基础，从而能够达到计算简单，快读拼接的技术效果。同时本发明在所述扫地机器人完成一个空间的作业后，还会探索是否存在新的作业空间，并在探索到新的作业空间后转移到新的作业空间作业，并获取新的作业空间的空间边界数据信息，最后将所有信息都整合后，整合出作业空间的空间地图，通过本发明实施例，扫地机器人依次遍历所有作业空间，将所述边界长度数据和边界方向数据进行匹配，并根据所述边界的位置信息拼接所有作业空间的空间地图，通过上述技术方案，可以得到精准的作业空间的空间地图，且比较实时高效，作业效率高。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：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。
在本申请所提供的实施例中，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，所述单元的划分，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。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

Claims (10)

1.一种扫地机器人空间地图生成方法，其特征在于，所述扫地机器人设置有雷达，所述雷达用于获取至少多个方向的距离数据，所述方法包括：
在所述扫地机器人在作业空间作业时，控制所述雷达向预设的多个方向发射雷达波，根据雷达回波确定所述机器人所在作业空间的至少三个边界信息，根据至少三个边界信息确定当前作业空间信息，根据雷达回波确定所述边界与边界之间的衔接关系，并根据边界与边界之间的衔接关系确定所述作业空间的门口；
确定所述扫地机器人的清扫所述边界的作业顺序，控制所述机器人依次按照边界行走，根据所述扫地机器人的运动速度和运动时间依次确定边界的长度数据，记录边界长度数据，根据雷达回波确定所述边界方位信息，所述边界方位信息包括边界的方向信息和位置信息；
在所述扫地机器人在当前作业空间完成作业后，控制所述扫地机器人行驶至该作业空间门口处，确定是否存在相邻作业空间，当存在相邻作业空间时，控制所述扫地机器人行驶至相邻作业空间继续作业，在控制所述扫地机器人在相邻空间作业时，记录所述相邻空间的边界长度数据和边界方向数据；
按照上述方法依次遍历所有作业空间，将所述边界长度数据和边界方向数据进行匹配，将长度与方向相同的边界确定为相邻作业空间的中间墙壁，并根据所述边界的位置信息拼接所有作业空间的空间地图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述雷达为毫米波雷达，用于获取扫地机器人前方的点云数据，根据所述点云数据确定所述作业空间的边界信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述扫地机器人的清扫所述边界的作业顺序具体包括：
控制所述扫地机器人行驶至第一作业边界，如果确定所述扫地机器人所处位置为所述第一边界的一端，则控制所述扫地机器人从该端点开始向所述第一边界和第二边界的临界点运动，从而确定所述边界的作业顺序。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述雷达回波数据确定所述作业空间的障碍物，标记所述障碍物；
当检测到所述扫地机器人移动至所述障碍物区域时，控制所述扫地机器人移动至所述作业空间中除所述障碍物区域之外的其它区域；
将所述障碍物地图更新至所述空间地图中。
5.一种扫地机器人空间地图生成装置，其特征在于，所述扫地机器人设置有雷达，所述雷达用于获取至少多个方向的距离数据，所述扫地机器人空间地图生成装置包括：
发送模块，所述发送模块用于在所述扫地机器人在作业空间作业时，控制所述雷达向预设的多个方向发射雷达波，根据雷达回波确定所述机器人所在作业空间的至少三个边界信息，根据至少三个边界信息确定当前作业空间信息，根据雷达回波确定所述边界与边界之间的衔接关系，并根据边界与边界之间的衔接关系确定所述作业空间的门口；
确定模块，所述确定模块用于确定所述扫地机器人的清扫所述边界的作业顺序，控制所述机器人依次按照边界行走，根据所述扫地机器人的运动速度和运动时间依次确定边界的长度数据，记录边界长度数据，根据雷达回波确定所述边界方位信息，所述边界方位信息包括边界的方向信息和位置信息；
继续作业模块，所述继续作业模块用于在所述扫地机器人在当前作业空间完成作业后，控制所述扫地机器人行驶至该作业空间门口处，确定是否存在相邻作业空间，当存在相邻作业空间时，控制所述扫地机器人行驶至相邻作业空间继续作业，在控制所述扫地机器人在相邻空间作业时，记录所述相邻空间的边界长度数据和边界方向数据；
生成模块，所述生成模块用于按照上述方法依次遍历所有作业空间，将所述边界长度数据和边界方向数据进行匹配，将长度与方向相同的边界确定为相邻作业空间的中间墙壁，并根据所述边界的位置信息拼接所有作业空间的空间地图。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述雷达为毫米波雷达，用于获取扫地机器人前方的点云数据，根据所述点云数据确定所述作业空间的边界信息。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于控制所述扫地机器人行驶至第一作业边界，如果确定所述扫地机器人所处位置为所述第一边界的一端，则控制所述扫地机器人从该端点开始向所述第一边界和第二边界的临界点运动，从而确定所述边界的作业顺序。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括障碍物更新模块，所述障碍物更新模块用于：
基于所述雷达回波数据确定所述作业空间的障碍物，标记所述障碍物；
当检测到所述扫地机器人移动至所述障碍物区域时，控制所述扫地机器人移动至所述作业空间中除所述障碍物区域之外的其它区域。
9.将所述障碍物地图更新至所述空间地图中。
10.一种扫地机器人，其特征在于，所述扫地机器人包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的扫地机器人空间地图生成方法。
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