CN112348918A - 地图拼接方法、装置、移动机器人及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地图拼接方法、装置、移动机器人及计算机可读存储介质，涉及机器人技术领域。该方法包括：若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征；根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征；根据所述第一拼接特征和所述第二拼接特征，对所述第一子地图及所述第二子地图进行拼接。本发明可提高机器人导航工作的执行效率。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种地图拼接方法、装置、移动机器人及计算机可读存储介质。
背景技术
随着科技的迅速发展，机器人已逐渐深入到人类生活的方方面面。目前，机器人具有自主导航避障功能，可自主移动代替人工完成各种工作，例如，跑腿、配送、引导等工作。通常，机器人工作场所多种多样，例如住宅、酒店、餐厅、工厂、仓库或商业园区等场所，其中，大场所对应的导航地图较大，导致机器人加载导航地图的工作量巨大，处理速度较慢。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种地图拼接方法、装置、移动机器人及计算机可读存储介质，旨在提高机器人导航工作的执行效率。
为实现上述目的，本发明提供一种地图拼接方法，所述地图拼接方法包括：
若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征；
根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征；
根据所述第一拼接特征和所述第二拼接特征，对所述第一子地图及所述第二子地图进行拼接。
可选地，所述获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征，包括：
获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取所述第一子地图的各个边界；
分别对所述各个边界设置不同形状的拼接特征；
根据所述第一子地图，获取所述第一子地图的待拼接边界；
根据所述不同形状的拼接特征，获取所述待拼接边界的第一拼接特征。
可选地，所述获取所述第一子地图的待拼接边界，包括：
获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的朝向信息；
根据所述朝向信息，确定所述第一子地图的待拼接边界。
可选地，所述获取所述第一子地图的待拼接边界，包括：
获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的当前位置；
检测所述第一子地图的各个边界，根据所述各个边界到所述当前位置的距离，确定所述第一子地图的待拼接边界。
可选地，所述根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征，包括：
根据所述第一拼接特征，生成互补拼接特征，并获取所述机器人所处工作区域的母地图；
根据所述互补拼接特征及预设形状，从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为所述机器人待导航区域的第二子地图；
将所述互补拼接特征作为所述第二子地图的第二拼接特征。
可选地，所述若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征之前，包括：
获取机器人所处工作区域的母地图；
根据预设形状从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为当前导航区域的第一子地图，并控制所述机器人基于所述第一子地图进行导航；
检测所述机器人距离所述第一子地图边界的剩余距离，并判断所述剩余距离是否小于或等于预设距离；
若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则需要拼接地图。
可选地，所述若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则需要拼接地图，包括：
若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则获取所述剩余距离对应的最近边界，并获取所述机器人的朝向信息；
根据所述朝向信息，确定所述机器人的朝向边界；
判断所述最近边界与所述朝向边界是否相同；
若所述最近边界与所述朝向边界相同，则需要拼接地图。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种地图拼接装置，所述地图拼接装置包括：
第一特征获取模块，用于若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征；
第二特征获取模块，用于根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征；
地图拼接模块，用于根据所述第一拼接特征和所述第二拼接特征，对所述第一子地图及所述第二子地图进行拼接。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种移动机器人，所述移动机器人包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地图拼接程序，所述地图拼接程序被所述处理器执行时实现如上所述的地图拼接方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有地图拼接程序，所述地图拼接程序被处理器执行时实现如上所述的地图拼接方法的步骤。
本发明提供一种地图拼接方法、装置、移动机器人及计算机可读存储介质，若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于第一子地图边界的第一拼接特征；根据第一拼接特征，获取机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于第二子地图边界的第二拼接特征；根据第一拼接特征和第二拼接特征，对第一子地图及第二子地图进行拼接。本发明在通过划分的第一子地图进行导航时，若即将进入新区域，可根据第一子地图的第一拼接特征，获取对应的第二子地图，即新区域(待导航区域)的第二子地图，同时，根据第一拼接特征和第二拼接特征，可准确、快速地对地图进行拼接，并且准确拼接地图之后，第二子地图已具有第一子地图坐标下的正确方向，无需对第二子地图进行坐标方向的调整，可快速响应机器人的导航工作。综上所述，本发明中的机器人可提高对地图进行拼接的效率，从而提高机器人导航工作的执行效率。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；
图2为本发明地图拼接方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明地图拼接方法的地图样式示意图；
图4为本发明地图拼接方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明地图拼接方法第三实施例的流程示意图；
图6为本发明地图拼接方法第四实施例的流程示意图；
图7为本发明地图拼接装置第一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
本发明实施例终端为地图拼接设备，该地图拼接设备可以为机器人、PC(personalcomputer，个人计算机)、微型计算机、笔记本电脑或服务器等具有处理功能的终端设备。
如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，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。
在本申请中，为了应对大场景地图的情况，机器人采用分片地图的方法，将大场景地图划分为多个区域地图，使得机器人无需一次性加载一整幅大地图。同时，在机器人即将进入新区域时，需要拼接该新区域的地图，为此，提出本申请各个实施例。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及地图拼接程序。
在图1所示的终端中，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的地图拼接程序，并执行以下操作：
若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征；
根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征；
根据所述第一拼接特征和所述第二拼接特征，对所述第一子地图及所述第二子地图进行拼接。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的地图拼接程序，还执行以下操作：
获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取所述第一子地图的各个边界；
分别对所述各个边界设置不同形状的拼接特征；
根据所述第一子地图，获取所述第一子地图的待拼接边界；
根据所述不同形状的拼接特征，获取所述待拼接边界的第一拼接特征。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的地图拼接程序，还执行以下操作：
获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的朝向信息；
根据所述朝向信息，确定所述第一子地图的待拼接边界。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的地图拼接程序，还执行以下操作：
获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的当前位置；
检测所述第一子地图的各个边界，根据所述各个边界到所述当前位置的距离，确定所述第一子地图的待拼接边界。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的地图拼接程序，还执行以下操作：
根据所述第一拼接特征，生成互补拼接特征，并获取所述机器人所处工作区域的母地图；
根据所述互补拼接特征及预设形状，从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为所述机器人待导航区域的第二子地图；
将所述互补拼接特征作为所述第二子地图的第二拼接特征。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的地图拼接程序，还执行以下操作：
获取机器人所处工作区域的母地图；
根据预设形状从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为当前导航区域的第一子地图，并控制所述机器人基于所述第一子地图进行导航；
检测所述机器人距离所述第一子地图边界的剩余距离，并判断所述剩余距离是否小于或等于预设距离；
若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则需要拼接地图。
进一步地，处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的地图拼接程序，还执行以下操作：
若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则获取所述剩余距离对应的最近边界，并获取所述机器人的朝向信息；
根据所述朝向信息，确定所述机器人的朝向边界；
判断所述最近边界与所述朝向边界是否相同；
若所述最近边界与所述朝向边界相同，则需要拼接地图。
基于上述硬件结构，提出本发明地图拼接方法各个实施例。
本发明提供一种地图拼接方法。
参照图2，图2为本发明地图拼接方法第一实施例的流程示意图。
在本实施例中，该地图拼接方法应用于机器人或地图管理服务器，该地图拼接方法包括以下步骤S10-S30：
步骤S10，若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征；
在本实施例中，所有的地图格式均由导航系统决定，例如栅格地图、矢量地图等数字地图，当然还包括一起使用的拓扑地图、语义信息等。参照图3，图3为本发明地图拼接方法的地图样式示意图，图中的1为第一子地图，2为第二子地图，A为第一拼接特征，B为第二拼接特征。其中，各个子地图(区域地图)为从母地图(原始导航地图)中按照预设形状进行划分得到的，该子地图在空间上是连续的一部分，并且各个子地图可以在边缘上设置拼接特征，具体的，第一子地图为机器人当前所处区域的地图，第二子地图为机器人即将进入的地图，第一拼接特征为第一子地图的拼接特征，第二拼接特征为第二子地图的拼接特征，并且第二拼接特征与第一拼接特征互补。在本申请中，在第一子地图中设置有明显的第一拼接特征，以及在第二子地图中设置有明显的第二拼接特征，机器人在进行地图拼接时，可容易并准备地获取到明显的第一拼接特征和第二拼接特征，并基于第一拼接特征和第二拼接特征进行地图拼接，从而提高机器人在导航过程中的执行效率。
在本实施例中，若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于第一子地图边界的第一拼接特征。其中，在需要拼接地图时，机器人可同时进行导航和拼接地图的工作，即采用并行处理的机制，由导航进程和地图拼接(地图载入)进程进行配合完成导航工作，拼接进程将不会影响机器人的导航进程，从而保证机器人的正常工作。
需要说明的是，当前导航区域为机器人当前进行移动的区域，也就是说机器人需要在该区域内进行导航，然后，根据当前导航区域获取对应的第一子地图。该第一子地图可以在机器人需要进行导航时，从母地图中按照预设形状进行划分得到，其中，预设形状可以根据机器人所处工作区域的实际情况进行设定，例如正方形、长方形等；该第一子地图也可以是在确定机器人的全部工作区域之后，预先建立该工作区域的原始导航地图(母地图)，然后直接根据该工作区域的实际情况进行划分，例如，根据该工作区域的各个房间进行划分。
其中，第一拼接特征为第一子地图在待拼接边界上的拼接特征，可以理解，第一子地图上的各个边界，即不同方向上的边界，设置有不同形状的拼接特征，例如半圆、矩形、三角形、正五边形等。然后，第一拼接特征可以在上述拼接特征上进行选择，其实施步骤为首先确定待拼接边界，然后，寻找该拼接边界所对应的拼接特征，具体的执行过程如下第二实施例所述，此处不再一一赘述。
步骤S20，根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征；
根据第一拼接特征，获取机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于第二子地图边界的第二拼接特征。可选地，第二拼接特征与第一拼接特征互补。
需要说明的是，第二子地图的获取方法可以为根据第一拼接特征得到互补的第二拼接特征，然后，按照预设形状从母地图(原始导航地图)中进行划分得到第二子地图，具体的执行过程如下第三实施例所述，此处不再一一赘述。
作为第二子地图的另外一种获取方法：在得到母地图(原始导航地图)之后，预先对母地图进行划分，划分得到第一子地图、第二子地图以及其他地图，然后，在机器人需要拼接第二子地图时，通过第一拼接特征，寻找到预先划分的第二子地图。可以理解，该获取方法在拼接地图时，无需对母地图执行划分操作，但是需要预先进行划分。
具体的，参照图3，若机器人前进的方向是具有半圆形特征(第一拼接特征)的边界时，则机器人需要在母地图(原始导航地图)或所有已划分好的子地图(区域地图)中找到与半圆形特征相对应的第二子地图，例如，第二子地图的边界有与半圆形特征互补的第二拼接特征，也就是说，第二子地图上也设置有与半圆形特征互补的第二拼接特征。
步骤S30，根据所述第一拼接特征和所述第二拼接特征，对所述第一子地图及所述第二子地图进行拼接。
最后，根据第一拼接特征和第二拼接特征，对第一子地图及第二子地图进行拼接。
需要说明的是，根据第一拼接特征与第二拼接特征的对应关系，例如互补关系，即第一拼接特征与第二拼接特征可完全闭合。例如第一拼接特征为凸出的半圆形，则互补的第二拼接特征为凹陷的半圆形，从而使得地图拼接设备(机器人)容易获取拼接特征，并准确对第一子地图与第二子地图进行拼接，得到拼接地图。同时，使得机器人在完全进入第二子地图之后，基于第二子地图进行导航。然后，可将拼接地图中的第一子地图拆分掉，以保证机器人所处理的导航地图最小，从而提高机器人的响应速度。
本发明实施例提供一种地图拼接方法，若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于第一子地图边界的第一拼接特征；根据第一拼接特征，获取机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于第二子地图边界的第二拼接特征；根据第一拼接特征和第二拼接特征，对第一子地图及第二子地图进行拼接。本发明实施例在通过划分的第一子地图进行导航时，若即将进入新区域，可根据第一子地图的第一拼接特征，获取对应的第二子地图，即新区域(待导航区域)的第二子地图，同时，根据第一拼接特征和第二拼接特征的对应关系，例如互补关系，可准确、快速地对地图进行拼接，并且准确拼接地图之后，第二子地图已具有第一子地图坐标下的正确方向，无需对第二子地图进行坐标方向的调整，可快速响应机器人的导航工作。综上所述，本发明实施例中的机器人可提高对地图进行拼接的效率，从而提高机器人导航工作的执行效率。
进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明地图拼接方法的第二实施例。
参照图4，图4为本发明地图拼接方法第二实施例的流程示意图。
在本实施例中，上述获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征，包括以下步骤S11-S12：
步骤S11，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取所述第一子地图的各个边界；
步骤S12，分别对所述各个边界设置不同形状的拼接特征；
步骤S13，根据所述第一子地图，获取所述第一子地图的待拼接边界；
步骤S14，根据所述不同形状的拼接特征，获取所述待拼接边界的第一拼接特征。
在本实施例中，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取第一子地图的各个边界，然后，分别对各个边界设置不同形状的拼接特征，并根据第一子地图，获取第一子地图的待拼接边界，最后，根据不同形状的拼接特征，获取待拼接边界的第一拼接特征。其中，待拼接边界为第一子地图与第二子地图进行拼接的重叠区域，即机器人即将跨过的拼接边界，可以理解，若机器人跨过该待拼接边界，则代表机器人完全进入一个新区域(第二子地图)。
需要说明的是，获取第一子地图的各个边界，然后，对各个边界设置不同形状的拼接特征。具体的，可以在地图拼接过程中，对第一子地图的各个边界设置不同形状的拼接特征，也可以在导航过程中，第一子地图生成之后，对其设置不同形状的拼接特征。该拼接特征可以根据实际需求进行设定，例如半圆、矩形、三角形、正五边形等，此处不作具体限定。参照图3，第一子地图是按矩形形状获取的，第一子地图左方边界的拼接特征为正五边形，右方边界的拼接特征为半圆形，上方边界的拼接特征为矩形，下方边界的拼接特征为三角形。
其中，作为获取待拼接边界的其中一种方法，在步骤S13中，获取所述第一子地图的待拼接边界，可以包括步骤a131-a132：
步骤a131，获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的朝向信息；
步骤a132，根据所述朝向信息，确定所述第一子地图的待拼接边界。
在本实施例中，获取机器人的定位信息，并根据定位信息，获取机器人的朝向信息，然后，根据朝向信息，确定第一子地图的待拼接边界。
其中，定位信息可通过导航系统生成，其可以通过地图匹配、信标定位、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、马尔科夫定位、卡尔曼滤波定位等定位方法进行定位。例如，使用地图匹配方法进行定位，具体的，利用传感器感知环境信息，以创建当前匹配地图，然后将当前匹配地图与数据库中预先存储好的地图进行匹配，从而计算出机器人在第一子地图的位置，即计算出机器人在以第一子地图为坐标系下的坐标位置。
需要说明的是，基于定位信息中的第一子地图及机器人所处的坐标位置，利用传感器感知机器人前方环境信息，以创建前方环境的地图，然后，通过前方环境的地图与第一子地图进行比对，可得到机器人的朝向信息，并且根据该朝向信息，可确定机器人的前方边界，可以理解，在机器人即将进入新区域时，该前方边界为待拼接边界。
其中，作为获取待拼接边界的另一种方法，在步骤S13中，获取所述第一子地图的待拼接边界，还可以包括步骤a133-a134：
步骤a123，获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的当前位置；
步骤a124，检测所述第一子地图的各个边界，根据所述各个边界到所述当前位置的距离，确定所述第一子地图的待拼接边界。
在本实施例中，获取机器人的定位信息，并根据定位信息，获取机器人的当前位置，然后，检测第一子地图的各个边界，根据各个边界到当前位置的距离，确定第一子地图的待拼接边界。
其中，定位信息可通过导航系统生成，其可以通过地图匹配、信标定位、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、马尔科夫定位、卡尔曼滤波定位等定位方法进行定位。例如，使用地图匹配方法进行定位，具体的，利用传感器感知环境信息，以创建当前匹配地图，然后将当前匹配地图与数据库中预先存储好的地图进行匹配，从而计算出机器人在第一子地图的当前位置，即计算出机器人在以第一子地图为坐标系下的坐标位置。
需要说明的是，通过传感器感知环境信息，然后，通过感知得到的环境信息，检测得到第一子地图的各个边界，最后，计算出机器人的当前位置与第一子地图的各个边界的距离，从而得到距离机器人最近的边界，并以该边界作为待拼接边界。
可以理解，本实施例可分别采用上述待拼接边界的获取方法，也可以将上述两种方法进行结合，以更加准确地确定待拼接边界。当然，还可以采用移动轨迹分析方法，对机器人的移动轨迹进行分析，以预测机器人前进方向，从而确定待拼接边界。
本实施例中，在获取到机器人当前导航区域的第一子地图之后，首先获取第一子地图的待拼接边界，再通过待拼接边界获取相应的第一拼接特征，提高了获取第一拼接特征的准确性及处理效率，从而进一步提高地图拼接的处理效率。
进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明地图拼接方法的第三实施例。
参照图5，图5为本发明地图拼接方法第三实施例的流程示意图。
在本实施例中，上述步骤S20，根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征，包括以下步骤S21－S23：
步骤S21，根据所述第一拼接特征，生成互补拼接特征，并获取所述机器人所处工作区域的母地图；
步骤S22，根据所述互补拼接特征及预设形状，从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为所述机器人待导航区域的第二子地图；
步骤S23，将所述互补拼接特征作为所述第二子地图的第二拼接特征。
在本实施例中，根据第一拼接特征，生成互补拼接特征，并获取机器人所处工作区域的母地图，然后，根据互补拼接特征及预设形状，从母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为机器人待导航区域的第二子地图，最后，将互补拼接特征作为第二子地图的第二拼接特征。
其中，互补拼接特征与第一拼接特征在拼接时，可完全贴合，其具体的拼接过程类似于生活中的拼图，将凸出部分拼接到对应的凹陷部分，以实现第一子地图与第二子地图的吻合。参照图3，当第一拼接特征为明显的凸出的半圆形，则对应的第二拼接特征(互补拼接特征)为明显的凹陷的半圆形。
需要说明的是，母地图在导航进程中就已经生成，即在第一子地图获取之前就已经生成。基于已经生成的母地图，可根据互补拼接特征，按照预设形状对母地图进一步划分，得到第二子地图。参照图3，预设形状为矩形，当互补拼接特征为凹陷的半圆形，则首先生成形状为矩形的第二子地图，然后在第二子地图的左方边界(待拼接边界)，根据相应的互补特征进行增减，即在第二子地图的左方边界形成一个半圆形缺口，并且该半圆形缺口与第一子地图凸出的半圆形的坐标位置对应。可以理解，将互补拼接特征作为第二子地图的拼接特征，可方便后续对第一子地图与第二子地图进行拼接。
本实施例中，通过第一子地图的第一拼接特征，生成对应的互补拼接特征，然后，根据该互补拼接特征得到第二子地图，以使后续第二子地图与第一子地图可准确地进行拼接，从而进一步提高地图拼接的准确率和处理效率。并且，将互补拼接特征作为第二子地图的拼接特征，可方便后续对第一子地图与第二子地图进行拼接，从而进一步提高地图拼接的处理效率。
进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明地图拼接方法的第四实施例。
参照图6，图6为本发明地图拼接方法第四实施例的流程示意图。
在本实施例中，在上述步骤S10，若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征之前，包括以下步骤S40－S70：
步骤S40，获取机器人所处工作区域的母地图；
步骤S50，根据预设形状从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为当前导航区域的第一子地图，并控制所述机器人基于所述第一子地图进行导航；
在本实施例中，当检测到需要进行导航时，获取机器人所处工作区域的母地图，然后，根据预设形状从母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为当前导航区域的第一子地图，并控制机器人基于第一子地图进行导航。其中，若机器人需要自主移动，则需要进行导航。
其中，机器人所处工作区域可以为整个商场、或者整个酒店、整个仓库等，在确定机器人的全部工作区域之后，预先建立该工作区域的原始导航地图(母地图)，然后直接根据该工作区域的实际情况进行划分，例如，根据该工作区域的各个房间进行划分，或者按照预设形状进行划分，其中，预设形状可以根据实际需求进行设定。同时，该母地图所显示的均为机器人可移动区域，也就是说该地图没有显示任何障碍物，以使机器人更好地进行导航，当然，该母地图也可以显示障碍物，即完整的区域地图。
步骤S60，检测所述机器人距离所述第一子地图边界的剩余距离，并判断所述剩余距离是否小于或等于预设距离；
步骤S70，若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则需要拼接地图。
在本实施例中，检测机器人距离第一子地图边界的剩余距离，并判断剩余距离是否小于或等于预设距离，若剩余距离小于或等于预设距离，则需要拼接地图。其中，需要拼接地图后，机器人可同时进行导航和拼接地图，即采用并行处理的机制，由导航进程和地图拼接(地图载入)进程进行配合完成导航工作，拼接进程将不会影响机器人的导航进程，从而保证机器人的正常工作。
需要说明的是，通过传感器感知环境信息，然后，通过感知得到的环境信息，检测得到第一子地图的各个边界，并计算出机器人的当前位置与第一子地图的各个边界的距离，最后，从与各个边界的距离中得到剩余距离。
可以理解，若机器人离某一边界的剩余距离小于或等于预设距离时，可判定该机器人即将进入另一个新区域(第二子地图)，则可判定需要拼接地图，以使机器人在完全进入第二子地图之后，可基于第二子地图进行导航，避免影响机器人的导航工作。其中，预设距离可根据实际情况进行设定，例如1米、2米等，此处不做具体限定。当然，也可通过机器人的移动任务，得到该机器人移动的目标位置，然后判断该目标位置是否超出第一子地图，若超出，可判定需要拼接地图。
进一步地，上述步骤S70，若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则需要拼接地图，包括步骤a71-a74：
步骤a71，若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则获取所述剩余距离对应的最近边界，并获取所述机器人的朝向信息；
步骤a72，根据所述朝向信息，确定所述机器人的朝向边界；
步骤a73，判断所述最近边界与所述朝向边界是否相同；
步骤a74，若所述最近边界与所述朝向边界相同，则需要拼接地图。
在本实施例中，若剩余距离小于或等于预设距离，则获取剩余距离对应的最近边界，并获取机器人的朝向信息，然后，根据朝向信息，确定机器人的朝向边界，最后，判断最近边界与朝向边界是否相同，若最近边界与朝向边界相同，则需要拼接地图。具体的，获取机器人的定位信息，并根据定位信息，获取机器人的朝向信息，然后，根据朝向信息，确定机器人的朝向边界，最后，将朝向边界与最近边界进行比对，从而判断二者是否相同，若相同，则需要拼接地图。
需要说明的是，基于定位信息中的第一子地图及机器人所处的坐标位置，利用传感器感知机器人前方环境信息，以创建前方环境的地图，然后，通过前方环境的地图与第一子地图进行比对，可得到机器人的朝向信息，并且根据该朝向信息，可确定机器人的朝向边界，可以理解，在机器人即将进入新区域时，机器人的朝向边界与最近边界应该相同，即机器人距离边界非常近，并且面向该边界进行移动，可预测该机器人即将跨过该边界。
可以理解，在判定机器人距离边界的距离小于预设距离之后，进一步判断是否面向该边界，可更加准确地预测机器人是否将要离开第一子地图，并进入第二子地图。
本实施例中，在需要进行导航时，对母地图进行划分，得到第一子地图，并且机器人基于第一子地图进行导航，相比基于母地图进行导航，只需加载数据量更小的第一子地图即可，从而进一步提高机器人导航工作的执行效率以及提高导航准确性。同时，在导航进程中，检测机器人距离第一子地图各个边界的剩余距离，并判断剩余距离是否小于或等于预设距离，即检测机器人是否要进入新区域(第二子地图)，若检测到机器人即将进入新区域，则需要拼接地图，以保证机器人的正常导航工作。
本发明还提供一种地图拼接装置。
参照图7，图7为本发明地图拼接装置第一实施例的功能模块示意图。
在本实施例中，所述地图拼接装置包括：
第一特征获取模块10，用于若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征；
第二特征获取模块20，用于根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征；
地图拼接模块30，用于根据所述第一拼接特征和所述第二拼接特征，对所述第一子地图及所述第二子地图进行拼接。
其中，上述地图拼接装置的各虚拟功能模块存储于图1所示地图拼接设备的存储器1005中，用于实现地图拼接程序的所有功能；各模块被处理器1001执行时，可实现地图拼接功能。
进一步地，所述第一特征获取模块10包括：
第一地图获取单元，用于获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取所述第一子地图的各个边界；
特征设置单元，用于分别对所述各个边界设置不同形状的拼接特征。
边界获取单元，用于根据所述第一子地图，获取所述第一子地图的待拼接边界；
第一特征获取单元，用于根据所述不同形状的拼接特征，获取所述待拼接边界的第一拼接特征。
进一步地，所述边界获取单元包括：
朝向获取子单元，用于获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的朝向信息；
边界确定子单元，用于根据所述朝向信息，确定所述第一子地图的待拼接边界。
进一步地，所述边界获取单元包括：
位置获取子单元，用于获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的当前位置；
边界检测子单元，用于检测所述第一子地图的各个边界，根据所述各个边界到所述当前位置的距离，确定所述第一子地图的待拼接边界。
进一步地，所述第二特征获取模块20包括：
母地图获取单元，用于根据所述第一拼接特征，生成互补拼接特征，并获取所述机器人所处工作区域的母地图；
地图划分单元，用于根据所述互补拼接特征及预设形状，从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为所述机器人待导航区域的第二子地图；
第二特征获取单元，用于将所述互补拼接特征作为所述第二子地图的第二拼接特征。
进一步地，所述地图拼接装置还包括：
母地图获取模块，用于获取机器人所处工作区域的母地图；
地图划分模块，用于根据预设形状从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为当前导航区域的第一子地图，并控制所述机器人基于所述第一子地图进行导航；
边界检测模块，用于检测所述机器人距离所述第一子地图边界的剩余距离，并判断所述剩余距离是否小于或等于预设距离；
拼接进入模块，用于若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则需要拼接地图。
进一步地，所述拼接进入模块包括：
边界获取单元，用于若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则获取所述剩余距离对应的最近边界，并获取所述机器人的朝向信息；
边界确定单元，用于根据所述朝向信息，确定所述机器人的朝向边界；
边界判断单元，用于判断所述最近边界与所述朝向边界是否相同；
拼接进入单元，用于若所述最近边界与所述朝向边界相同，则需要拼接地图。
其中，上述地图拼接装置中各个模块的功能实现与上述地图拼接方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
本发明还提供一种移动机器人，该移动机器人包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地图拼接程序，所述地图拼接程序被所述处理器执行时实现如上所述的地图拼接方法的步骤。
本发明移动机器人的具体实施例与上述地图拼接方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有地图拼接程序，所述地图拼接程序被处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的地图拼接方法的步骤。
本发明计算机可读存储介质的具体实施例与上述地图拼接方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种地图拼接方法，其特征在于，所述地图拼接方法包括：
若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征；
根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征；
根据所述第一拼接特征和所述第二拼接特征，对所述第一子地图及所述第二子地图进行拼接。
2.如权利要求1所述的地图拼接方法，其特征在于，所述获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征，包括：
获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取所述第一子地图的各个边界；
分别对所述各个边界设置不同形状的拼接特征；
根据所述第一子地图，获取所述第一子地图的待拼接边界；
根据所述不同形状的拼接特征，获取所述待拼接边界的第一拼接特征。
3.如权利要求2所述的地图拼接方法，其特征在于，所述获取所述第一子地图的待拼接边界，包括：
获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的朝向信息；
根据所述朝向信息，确定所述第一子地图的待拼接边界。
4.如权利要求2所述的地图拼接方法，其特征在于，所述获取所述第一子地图的待拼接边界，包括：
获取所述机器人的定位信息，并根据所述定位信息，获取所述机器人的当前位置；
检测所述第一子地图的各个边界，根据所述各个边界到所述当前位置的距离，确定所述第一子地图的待拼接边界。
5.如权利要求1所述的地图拼接方法，其特征在于，所述根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征，包括：
根据所述第一拼接特征，生成互补拼接特征，并获取所述机器人所处工作区域的母地图；
根据所述互补拼接特征及预设形状，从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为所述机器人待导航区域的第二子地图；
将所述互补拼接特征作为所述第二子地图的第二拼接特征。
6.如权利要求1-5任一项所述的地图拼接方法，其特征在于，所述若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征之前，包括：
获取机器人所处工作区域的母地图；
根据预设形状从所述母地图中进行划分，将划分得到的子地图作为当前导航区域的第一子地图，并控制所述机器人基于所述第一子地图进行导航；
检测所述机器人距离所述第一子地图边界的剩余距离，并判断所述剩余距离是否小于或等于预设距离；
若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则需要拼接地图。
7.如权利要求6所述的地图拼接方法，其特征在于，所述若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则需要拼接地图，包括：
若所述剩余距离小于或等于所述预设距离，则获取所述剩余距离对应的最近边界，并获取所述机器人的朝向信息；
根据所述朝向信息，确定所述机器人的朝向边界；
判断所述最近边界与所述朝向边界是否相同；
若所述最近边界与所述朝向边界相同，则需要拼接地图。
8.一种地图拼接装置，其特征在于，所述地图拼接装置包括：
第一特征获取模块，用于若需要拼接地图时，获取机器人当前导航区域的第一子地图，并获取位于所述第一子地图边界的第一拼接特征；
第二特征获取模块，用于根据所述第一拼接特征，获取所述机器人待导航区域的第二子地图，并获取位于所述第二子地图边界的第二拼接特征；
地图拼接模块，用于根据所述第一拼接特征和所述第二拼接特征，对所述第一子地图及所述第二子地图进行拼接。
9.一种移动机器人，其特征在于，所述移动机器人包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地图拼接程序，所述地图拼接程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的地图拼接方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有地图拼接程序，所述地图拼接程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的地图拼接方法的步骤。
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