CN112558599B - 机器人工作控制方法、装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机器人技术领域，提供了一种机器人工作控制方法、装置及机器人，该方法包括根据所实时采集的姿态信息及行走的里程信息确定的高度信息和/或GPS模块采集的高度信息和/或气压计采集的高度信息，在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图；根据栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，划分出多个工作分区；根据各个工作分区中各个坐标位置对应的高度信息，规划出在各个工作分区中的工作路径；根据所规划的工作路径在各个工作分区中进行工作。本发明解决了现有由于未实现高度定位所导致的路径规划不合理的问题。

Description

机器人工作控制方法、装置及机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人工作控制方法、装置及机器人。

背景技术

随着人工智能技术的不断完善，移动机器人开始向自主化和智能化发展。依靠GPS、激光雷达、摄像头、超声波等传感器的数据，部分具备移动功能的室内服务/机器人已经可以实现在特定区域内进行自定位以及工作区域地图的构建。

然而现有移动机器人应用场景主要为室内或室外平地区域，此时移动机器人所构建的地图通常为二维地图，并根据所构建的二维地图进行路径规划及移动工作。而诸如割草机器人之类的机器人动力工具在草地、草场(如高尔夫球场)的工作区域进行工作时，由于该工作区域存在山坡或崎岖路面，此时应用现有的二维地图时，其存在坡面下的面积与平面下时的面积不同，位置定位不准，由于没有对高度信息进行处理使得存在路径规划不合理而可能产生重复的上下坡割草工作，同时由于重复上下坡割草工作，使得可能产生滑坡、溜坡等现象而使得造成的漏割，无法实现工作区域内割草的全面覆盖。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种机器人工作控制方法，旨在解决现有由于未实现高度定位所导致的路径规划不合理的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种机器人工作控制方法，所述方法包括：

根据所实时采集的姿态信息及行走的里程信息确定的高度信息和/或GPS模块采集的高度信息和/或气压计采集的高度信息，在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图；

根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，划分出多个工作分区；

根据各个工作分区中各个坐标位置对应的高度信息，规划出在各个工作分区中的工作路径；

根据所规划的所述工作路径在各个工作分区中进行工作。

更进一步地，所述在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图的步骤包括：

获取初始时所设定的坐标位置及高度信息；

实时根据当前时刻所采集的实际姿态信息及行走的实际里程信息与上一时刻所确定的坐标位置及高度信息，积累确定出当前时刻下的坐标位置及对应的高度信息，所述姿态信息包括航向角、俯仰角、及横滚角；

根据沿所设定的边界范围内所采集的各个坐标位置及对应的高度信息建立栅格地图。

更进一步地，所述划分出多个工作分区的步骤包括：

根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，确定出高度持续变化的第一位置区域和/或高度维持不变的第二位置区域；

根据所述第一位置区域的坐标位置范围与预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的坡道工作分区；

根据所述第二位置区域的坐标位置范围与所述预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的平地工作分区。

更进一步地，所述规划出在各个工作分区中的工作路径的步骤包括：

根据所获取的当前工作的坐标位置及对应的高度信息，确定当前所处的工作分区；

当确定所处坡道工作分区时，则根据各个坐标位置及对应的高度信息规划出由同一高度平面向更高一高度平面依次行进的弓型工作路径。

更进一步地，所述根据所规划的所述工作路径在各个工作分区中进行工作的步骤包括：

在初始工作时的坐标位置处初始化所述栅格地图，以形成所述栅格地图中的栅格均为栅格填充状态为未覆盖工作状态的空白栅格，所述栅格包括坐标位置及对应的高度信息；

根据在所述栅格地图中所规划的所述工作路径进行工作，并对已工作范围的空白栅格进行工作标记；

每一所述工作分区工作完成时，检测是否存在目标数量以上的空白栅格；

若是，则移动回空白栅格中的坐标位置处进行工作。

本发明另一实施例的目的还在于提供一种机器人工作控制装置，所述装置包括：

地图建立模块，用于根据所实时采集的姿态信息及行走的里程信息确定的高度信息和/或GPS模块采集的高度信息和/或气压计采集的高度信息，在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图；

分区划分模块，用于根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，划分出多个工作分区；

路径规划模块，用于根据各个工作分区中各个坐标位置对应的高度信息，规划出在各个工作分区中的工作路径；

工作模块，用于根据所规划的所述工作路径在各个工作分区中进行工作。

进一步地，所述地图建立模块包括：

获取单元，用于获取初始时所设定的坐标位置及高度信息；

信息确定单元，用于实时根据当前时刻所采集的实际姿态信息及行走的实际里程信息与上一时刻所确定的坐标位置及高度信息，积累确定出当前时刻下的坐标位置及对应的高度信息，所述姿态信息包括航向角、俯仰角、及横滚角；

地图建立单元，用于根据沿所设定的边界范围内所采集的各个坐标位置及对应的高度信息建立栅格地图。

进一步地，所述分区划分模块包括：

区域确定单元，用于根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，确定出高度持续变化的第一位置区域和/或高度维持不变的第二位置区域；

坡道工作分区单元，用于根据所述第一位置区域的坐标位置范围与预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的坡道工作分区；

平地工作分区单元，用于根据所述第二位置区域的坐标位置范围与所述预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的平地工作分区。

进一步地，所述路径规划模块包括：

分区确定单元，用于根据所获取的当前工作的坐标位置及对应的高度信息，确定当前所处的工作分区；

路径确定单元，用于当确定所处坡道工作分区时，则根据各个坐标位置及对应的高度信息规划出由同一高度平面向更高一高度平面依次行进的弓型工作路径。

进一步地，所述工作模块包括：

初始化单元，用于在初始工作时的坐标位置处初始化所述栅格地图，以形成所述栅格地图中的栅格均为栅格填充状态为未覆盖工作状态的空白栅格，所述栅格包括坐标位置及对应的高度信息；

工作标记单元，用于根据在所述栅格地图中所规划的所述工作路径进行工作，并对已工作范围的空白栅格进行工作标记；

检测单元，用于每一所述工作分区工作完成时，检测是否存在目标数量以上的空白栅格；

移动工作单元，用于当所述检测单元检测到存在空白栅格时，移动回空白栅格中的坐标位置处进行工作。

本发明另一实施例还提供一种机器人，包括处理器、存储器、以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时，所述机器人执行如上述所述的机器人工作控制方法。

本发明实施例提供的机器人工作控制方法，由于通过实时采集姿态信息以及里程信息，使得可根据当前的姿态以及所行走的里程可相应的确定出当前实际对应的高度，或GPS模块采集的高度信息及气压计采集的高度信息中的任意一种或多种的组合得到高度信息，并建立出包括有高度信息的栅格地图，此时根据栅格地图的各个坐标位置对应的高度信息划分出平地及坡道的工作分区，并根据划分的工作分区进行对应的工作路径规划，同时根据规划的工作路径进行工作，使得可在具有高度变化的坡道上进行有效的定位，以及合理的路径规划，减少了现有由于未精确采集高度所导致的路径规划不合理以及在坡道工作时由于滑坡、溜坡等情况所造成的工作未能全覆盖，解决了现有由于未实现高度定位所导致的路径规划不合理的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的机器人工作控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的机器人工作控制方法的又一流程图；

图3是本发明实施例提供的机器人工作控制方法的模块示意图；

图4是本发明实施例提供的机器人工作控制方法中所划分工作分区的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明由于采集姿态信息以及里程信息确定出当前实际对应的高度或通过GPS采集高度信息及通过气压计采集高度信息中的任意一种或多种组合确定各个坐标位置的高度信息，并依此建立包括有高度信息的栅格地图，并根据在栅格地图中的各个坐标位置的高度信息划分出不同的工作分区，使得可将同一坡道的区域划分为一个工作分区，并相应的规划工作路径，使得可对具有高度变化的坡道上进行有效的定位，以及合理的路径规划，减少了现有由于未精确采集高度所导致的路径规划不合理以及在坡道工作时由于滑坡、溜坡等情况所造成的工作未能全覆盖，解决了现有由于未实现高度定位所导致的路径规划不合理的问题。

实施例一

请参阅图1，是本发明第一实施例提供的机器人工作控制方法的流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，该机器人工作控制方法包括：

步骤S10，根据所实时采集的姿态信息及行走的里程信息确定的高度信息和/或GPS模块采集的高度信息和/或气压计采集的高度信息，在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图；

其中，在本发明的一个实施例中，该机器人工作控制方法应用于机器人，具体本实施例中，应用于割草机器人的割草控制，其中，其草地存在山地、平地及坑陷等多种地形，现有由于割草机器人在进行割草操作时，只单纯的依靠GPS进行二维平面定位，使得由于未能实现准确的环境定位，而在山地、坑陷等坡道内可能由于割草机器人滑坡时所导致的漏割，以及由于路径规划不合理导致的进行来回的上下移动割草。

其中割草机器人在进行割草工作之前，需要建立起所需工作范围内的地图信息，本实施例中，具体建立栅格地图，其中栅格地图是一种对现实中真实地图数字栅格化的产物。它将环境分解成一系列离散的栅格，每个栅格有一个值，栅格包含了位置坐标、是否障碍两类基本信息，用每一个栅格被占据的概率值来表示环境信息，一般标识为是否是障碍物，每个地图栅格都与实际环境中的一个小块区域对应，反映出环境的信息。

具体的，割草机器人建立栅格地图的方式为：首先沿所设定的边界绕行一圈并实时数据采集，在绕行边界一圈完成后进一步的在边界范围内继续进行移动数据采集，其中数据采集主要通过标记不同填充状态形成栅格地图，以便逐渐减少未知区域，直到全部识别原未知区域的布局信息，以完成边界范围内的所有坐标位置的数据采集。其中，所设定的边界可以为通过布置采用通电导线等方式制作的边界线形成的边界，也可以为控制割草机器人进行行走一圈的路径所形成的边界。其中移动轨迹可以为弓型轨迹、回型轨迹等。其中割草机器人通过GPS、惯性导航、VSLAM、WIFI定位、蓝牙定位、UWB等方式进行定位记录得到位置坐标信息。

进一步的，本实施例中，其在所采集的边界范围内实时数据采集建立栅格地图时，其所采集的数据还包括姿态信息以及里程信息，并根据姿态信息以及里程信息确定高度信息，其中姿态信息包括航向角、俯仰角、及横滚角。具体实施时，可采用惯性测量单元(IMU)测量割草机器人的三轴姿态角(或角速度)以及加速度，可采用里程计测量割草机器人行走的里程，此时根据姿态信息以及里程信息可得到割草机器人实时移动时的高度变化，例如，割草机器人在平地正常移动时，其通过惯性测量单元所采集的姿态信息中的俯仰角为0，此时根据里程计实际采集的里程信息及其他定位模块所采集的信息确定割草机器人所实际的坐标位置信息。当割草机器人通过惯性测量单元所采集的姿态信息中的俯仰角为θ，且根据里程计采集到稳定移动A米时，此时可确定割草机器人所移动上升的高度为A×sinθ米，所实际前进的距离为A×cosθ米。

需要指出的是，本实施例中包括但不限于上述采用姿态信息以及里程信息确定高度信息，其还通过GPS模块采集高度信息或气压计采集高度信息，此时可通过上述采集的姿态信息及行走的里程信息确定的高度信息或GPS模块采集的高度信息或气压计采集的高度信息中的任意一种或多种的组合计算得到高度信息，使得可进一步的精准定位坐标位置及对应的高度信息。

例如通过GPS模块及气压计等传感器所采集的初略的高度信息，以及根据姿态信息及里程信息确定的高度信息组合进行EKF滤波(扩展卡尔曼滤波)，使得能够使用不同误差和不同状态之间的相关性来校正被测量的状态之外的状态，也即通过GPS位置测量能够校正位置，速度，角度和陀螺仪偏差中的误差，使得对割草机器人的坐标位置及对应的高度信息测量更加精准。

其还相应的根据如姿态信息中的航向角、横滚角及GPS模块、气压计等其他定位模块进一步的精准定位坐标位置及对应的高度信息。

相应的，此时所建立的栅格地图中各个栅格还包含有对应的高度信息，此时通过高度信息可记录边界范围内的坡道及崎岖路段的分布情况。

步骤S20，根据栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，划分出多个工作分区；

其中，本发明实施例中，由于实际应用的割草机器人所工作的场地范围较大，因此在割草机器人在进行割草工作前会在栅格地图的边界范围内划分出多个面积较小的工作分区，以使得割草机器人在每一工作分区内全部割草完毕时才进入下一工作分区内进行相应的割草工作。同时由于割草机器人工作的场地中包括有山地、坑陷等坡道，此时在工作分区的划分时依据各个坐标位置的高度信息进行划分，使得可相应的实现一个有坡道的一个或多个位置尽量划分为一个或多个工作分区，没有坡道的平地位置尽量划分为一个或多个工作分区。使得可将高度变化的坡道和高度不变的平地进行划分，以实现割草机器人所相适应的割草操作。

步骤S30，根据各个工作分区中各个坐标位置对应的高度信息，规划出在各个工作分区中的工作路径；

其中，本发明实施例中，割草机器人根据所划分出的各个工作分区中坐标位置对应的高度信息，相应的确定出各个工作分区的类别以及规划所需割草的工作路径，例如当割草机器人确定一个工作分区中的高度信息维持不变，则相应的确定出该工作分区为平地，此时相应的规划出在平地处的工作路径，如弓字型路径、回字型路径或螺旋形渐开线式路径，本实施例中优选的采用弓字型路径。

当割草机器人确定一个工作分区中的高度信息一直变化，且一直高于相邻工作分区的高度信息中的高度，此时相应的确定该工作分区为山地，因此相应的规划在山地处的工作路径，例如在一坡面上先在同一高度平面进行割草工作，割草完成后沿弓字型相更高一高度平面进行割草，使得割草推进方向为爬坡方向，可用于尽量减少滑坡、溜坡等情况所造成的漏割现象。

步骤S40，根据所规划的工作路径在各个工作分区中进行工作；

其中，本发明实施例中，割草机器人在规划好工作路径后，相应的根据该规划的工作路径进行割草工作，使得可减少现有由于未精确采集高度所导致的路径规划不合理以及在山地割草时由于滑坡、溜坡等情况所造成的漏割现象。

本实施例中，由于通过实时采集姿态信息以及里程信息，使得可根据当前的姿态以及所行走的里程可相应的确定出当前实际对应的高度，或GPS模块采集的高度信息及气压计采集的高度信息中的任意一种或多种的组合得到高度信息，并建立出包括有高度信息的栅格地图，此时根据栅格地图的各个坐标位置对应的高度信息划分出平地及坡道的工作分区，并根据划分的工作分区进行对应的工作路径规划，同时根据规划的工作路径进行工作，使得可在具有高度变化的坡道上进行有效的定位，以及合理的路径规划，减少了现有由于未精确采集高度所导致的路径规划不合理以及在坡道工作时由于滑坡、溜坡等情况所造成的工作未能全覆盖，解决了现有由于未实现高度定位所导致的路径规划不合理的问题。

实施例二

请参阅图2，是本发明第二实施例提供的一种机器人工作控制方法的流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，该机器人工作控制方法包括：

步骤S11，根据所实时采集的姿态信息及行走的里程信息确定的高度信息和/或GPS模块采集的高度信息和/或气压计采集的高度信息，在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图；

其中，本发明实施例中，在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图的步骤包括：

获取初始时所设定的坐标位置及高度信息；

实时根据当前时刻所采集的实际姿态信息及行走的实际里程信息与上一时刻所确定的坐标位置及高度信息，积累确定出当前时刻下的坐标位置及对应的高度信息，姿态信息包括航向角、俯仰角、及横滚角；

根据沿所设定的边界范围内所采集的各个坐标位置及对应的高度信息建立栅格地图。

其中，用户在割草机器人采集边界范围开始时，手动在初始点设定坐标为(0，0)，设定高度为0，此时根据用户的设置可获取到初始点的坐标位置及高度信息，相应的，其割草机器人先绕行边界线一圈，其绕行边界线时，其实时根据当前时刻所采集的姿态信息及行走的实际里程信息与上一时刻所确定的坐标位置及高度信息积累确定出当前时刻下的坐标位置及对应的高度信息，例如初始出发后，其采集的姿态信息中俯仰角为0，里程为1，此时相应的确定坐标位置为(0，1)，高度为0，相应的边界线绕行完成后，开始沿边界范围内进行移动数据采集，其所采集的坐标位置及对应的高度信息依旧依照上述所述进行采集计算。

步骤S21，根据栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，确定出高度持续变化的第一位置区域和/或高度维持不变的第二位置区域。

其中，由于栅格地图中的各个栅格均记录有坐标位置以及对应的高度信息，此时可在栅格地图的边界范围内获取高度信息中的高度持续变化的第一位置区域和/或高度维持不变的第二位置区域，也即是说，其格栅地图可以只存在一个(或多个)第一位置区域、只存在一个第二位置区域、或同时存在一个(或多个)第一位置区域和一个(或多个)第二位置区域。因此相应的可以确定边界范围内的坡道及崎岖路段的分布情况。

其中该高度变化的第一位置区域为山地区域或坑陷区域，其在正常情况下位高度处于持续变化状态，可以理解的，其可以存在一段在设定的范围内的高度维持不变，即山地或坑陷中存在一小段平缓的平地，但其整体也确定为在该第一位置区域。

其中该高度维持不变的第二位置区域为平地区域，其在正常情况下位高度处于维持不变状态，可以理解的，其由于未草地，其不可能存在完全高度不变的平地，因此其在设定的高度差范围内(如正负五厘米)可以存在一小段较低的高度变化，即平地中存在一小段微微隆起的山坡或凹陷，但其整体也确定为在该第二位置区域。

步骤S31，根据第一位置区域的坐标位置范围与预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的坡道工作分区；

其中，由于根据栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，确定出高度持续变化的第一位置区域和/或高度维持不变的第二位置区域，此时可确定出一个(或多个)第一位置区域和/或第二位置区域的范围大小，同时由于割草机器人预先设定有目标分区大小以使实现在边界范围内实现多个目标分区的划分，例如一个目标分区为10米×10米，此时根据第一位置区域的坐标范围大小与预设目标分区的大小之间的大小关系进行工作分区的划分。

参照图4所示，例如，当该边界范围内存在多个离散的第一位置区域，且各个第一位置区域的大小远小于预设目标分区大小以及离散较近时，此时可将多个第一位置区域划分为一个坡道工作分区；当各个第一位置区域的大小小于预设目标分区大小但相差不大且离散较远时，此时可将多个第一位置区域分别划分为各个坡道工作分区；当第一位置区域的大小远大于预设目标分区大小时，此时可将第一位置分区划分为多个坡道工作分区，其根据具体的实际使用需求进行设置，在此不做具体限定。

同时，需要指出的是，当割草机器人根据工作分区中各个坐标位置对应的高度信息确定出只存在第二位置区域时，则不执行该步骤S31。

步骤S41，根据第二位置区域的坐标位置范围与预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的平地工作分区；

其中，由于根据栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，确定出高度持续变化的第一位置区域和/或高度维持不变的第二位置区域，此时可确定出一个(或多个)第一位置区域和/或第二位置区域的范围大小，此时根据第二位置区域的坐标范围大小与预设目标分区的大小之间的大小关系进行工作分区的划分。

例如，当该边界范围内存在多个离散的第二位置区域，且各个第一位置区域的大小小于预设目标分区大小时，此时可将各个第二位置区域划分别划分为平地工作分区；当第二位置区域的大小大于预设目标分区大小时，可将第二位置区域划分为多个平地工作分区，且第二位置区域中与第一位置区域相邻的区域划分为独立的平地工作分区或合并至与其相邻的平地工作分区中，其根据具体的实际使用需求进行设置，在此不做具体限定。

同时，需要指出的是，当割草机器人根据工作分区中各个坐标位置对应的高度信息确定出只存在第一位置区域时，则不执行该步骤S41。

步骤S51，根据各个工作分区中各个坐标位置对应的高度信息，规划出在各个工作分区中的工作路径；

其中，在本发明实施例中，上述根据各个工作分区中各个坐标位置对应的高度信息，规划出在各个工作分区中的工作路径的步骤包括：

根据所获取的当前工作的坐标位置及对应的高度信息，确定当前所处的工作分区；

当确定所处坡道工作分区时，则根据各个坐标位置及对应的高度信息规划出由同一高度平面向更高一高度平面依次行进的弓型工作路径。

其中，当获取到初始工作位置时，根据当前初始工作位置的坐标位置及对应的高度信息，确定在栅格地图中当前所处的工作分区，同时根据栅格地图中所记录划分的各个工作分区，确定工作路径。

当确定所处平地工作分区时，根据所处的坐标位置规划出在所处平地工作分区中的工作路径及最终工作到达的相邻工作分区的目标坐标位置；其中所规划的工作路径可以为弓型工作路径、回形工作路径及螺旋形渐开线式工作路径，当到达的相邻工作分区依旧是平地工作分区时，依次执行上述操作。

当确定所处坡道分区或到达的相邻工作分区为坡道工作分区时，根据所述目标坐标位置对应的高度信息规划出由同一高度平面向更高一高度平面依次行进的弓型工作路径，使得割草机器人割草工作时的方向为爬坡方向，同时相应的根据坡道的崎岖程度相应的可调整弓型覆盖的推进长度。

当由一面坡道进行爬坡至最高高度时，其规划的路径为先移动至另一面坡道的最低高度，然后继续依照上述所述方式进行弓型爬坡，使得减少由于滑坡、溜坡等情况造成的漏割，同时由于行进方向为一直爬坡方向，避免了现有由于地图信息中未记录有高度信息而使得路径规划不合理所可能导致的重复上下坡进行割草以及割草过程由于滑坡、溜坡等情况造成的漏割。

步骤S61，根据所规划的所述工作路径在各个工作分区中进行工作；

其中，本发明实施例中，上述据所规划的所述工作路径在各个工作分区中进行工作的步骤包括：

在初始工作时的坐标位置处初始化所述栅格地图，以形成栅格地图中的栅格均为栅格填充状态为未覆盖工作状态的空白栅格，栅格包括坐标位置及对应的高度信息；

根据在栅格地图中所规划的所述工作路径进行工作，并对已工作范围的空白栅格进行工作标记；

每一所述工作分区工作完成时，检测是否存在目标数量以上的空白栅格；

若是，则移动回空白栅格中的坐标位置处进行工作。

其中，割草机器人建立完栅格地图以及对栅格地图中的各个分区进行工作路径的规划后，其割草机器人开始执行割草操作，在割草工作过程中，其先初始化栅格地图，以使得栅格地图中的栅格均为栅格填充状态为未覆盖工作状态的空白栅格，其中覆盖工作包括割草覆盖、清扫覆盖以及其他机器人覆盖工作等，此时依照规划的工作路径进行割草工作，同时对每当工作过的范围区域空白栅格进行工作标记，使得通过所标记的栅格填充状态的各个栅格可确定在栅格地图中所工作的区域及未工作的区域，当割草机器人在任一工作分区完成割草工作时，其相应的检测该工作分区中的各个栅格中的栅格填充状态是否标记为已割草工作，若是，则继续下一工作分区的割草工作；若否，检测是否存在目标数量以上的空白栅格，其中这个目标空白栅格的数量可以根据用户设计使用需求进行设定(例如10或其他)，例如说如果1个栅格代表的是0.1m×0.1m，此时可以认为未覆盖工作区域过小而不需要继续割草；同样栅格大小情况下，目标数量的10个栅格就是0.5m*0.5m，此时这个大小情况认定为需要补割的，需要指出的是，以上栅格大小只是举例，实际应用场景会根据定位的精度来选定合适的栅格大小。

当检测到存在目标数量以上的空白栅格时，则移动回该空白栅格中的坐标位置处进行割草工作，使得可以避免割草机器人在沿爬坡方向进行割草时由于滑坡、溜坡所导致的有关区域漏割的现象，实现其边界范围内各个工作分区的全覆盖割草工作。

实施例三

请参阅图3，是本发明第三实施例提供的机器人工作控制装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，该机器人工作控制装置包括：

地图建立模块11，用于根据所实时采集的姿态信息及行走的里程信息确定的高度信息和/或GPS模块采集的高度信息和/或气压计采集的高度信息，在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图；

分区划分模块21，用于根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，划分出多个工作分区；

路径规划模块31，用于根据各个工作分区中各个坐标位置对应的高度信息，规划出在各个工作分区中的工作路径；

工作模块41，用于根据所规划的所述工作路径在各个工作分区中进行工作。

进一步地，在本发明的一个实施例中，地图建立模块11包括：

获取单元，用于获取初始时所设定的坐标位置及高度信息；

信息确定单元，用于实时根据当前时刻所采集的实际姿态信息及行走的实际里程信息与上一时刻所确定的坐标位置及高度信息，积累确定出当前时刻下的坐标位置及对应的高度信息，所述姿态信息包括航向角、俯仰角、及横滚角；

地图建立单元，用于根据沿所设定的边界范围内所采集的各个坐标位置及对应的高度信息建立栅格地图。

进一步地，在本发明的一个实施例中，分区划分模块21包括：

区域确定单元，用于根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，确定出高度持续变化的第一位置区域和/或高度维持不变的第二位置区域；

坡道工作分区单元，用于根据所述第一位置区域的坐标位置范围与预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的坡道工作分区；

平地工作分区单元，用于根据所述第二位置区域的坐标位置范围与所述预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的平地工作分区。

进一步地，在本发明的一个实施例中，路径规划模块31包括：

分区确定单元，用于根据所获取的当前工作的坐标位置及对应的高度信息，确定当前所处的工作分区；

路径确定单元，用于当确定所处坡道工作分区时，则根据各个坐标位置及对应的高度信息规划出由同一高度平面向更高一高度平面依次行进的弓型工作路径。

进一步地，在本发明的一个实施例中，工作模块41包括：

初始化单元，用于在初始工作时的坐标位置处初始化所述栅格地图，以形成所述栅格地图中的栅格均为栅格填充状态为未覆盖工作状态的空白栅格，所述栅格包括坐标位置及对应的高度信息；

工作标记单元，用于根据在所述栅格地图中所规划的所述工作路径进行工作，并对已工作范围的空白栅格进行工作标记；

检测单元，用于每一所述工作分区工作完成时，检测是否存在目标数量以上的空白栅格；

移动工作单元，用于当所述检测单元检测到存在目标数量以上的空白栅格时，移动回空白栅格中的坐标位置处进行工作。

本发明实施例所提供的机器人工作控制装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

本实施例中，通过实时采集姿态信息以及里程信息，使得可根据当前的姿态以及所行走的里程可相应的确定出当前实际对应的高度，或GPS模块采集的高度信息及气压计采集的高度信息中的任意一种或多种的组合得到高度信息，并建立出包括有高度信息的栅格地图，此时根据栅格地图的各个坐标位置对应的高度信息划分出平地及坡道的工作分区，并根据划分的工作分区进行对应的工作路径规划，同时根据规划的工作路径进行工作，使得可在具有高度变化的坡道上进行有效的定位，以及合理的路径规划，减少了现有由于未精确采集高度所导致的路径规划不合理以及在坡道工作时由于滑坡、溜坡等情况所造成的工作未能全覆盖，解决了现有由于未实现高度定位所导致的路径规划不合理的问题。

本实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的机器人工作控制方法步骤。所述可读存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

本实施例还提供了一种机器人，包括处理器、存储器、以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器运行计算机程序时，机器人执行上述实施例所述的机器人工作控制方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或模块完成，即将存储装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的组成结构并不构成对本发明的机器人工作控制装置的限定，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，而图1-2中的机器人工作控制方法亦采用图3中所示的更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置来实现。本发明所称的单元、模块等是指一种能够被所述机器人工作控制装置中的处理器(图未示)所执行并功能够完成特定功能的一系列计算机程序，其均可存储于所述机器人工作控制装置的存储设备(图未示)内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机器人工作控制方法，应用于割草机器人的割草控制，其特征在于，所述方法包括：

根据所实时采集的姿态信息及行走的里程信息确定的高度信息和/或GPS模块采集的高度信息和/或气压计采集的高度信息，在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图；

根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，划分出多个工作分区；

根据各个工作分区中各个坐标位置对应的高度信息，规划出在各个工作分区中的工作路径；

根据所规划的所述工作路径在各个工作分区中进行工作;

所述划分出多个工作分区的步骤包括：

根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，确定出高度持续变化的第一位置区域和/或高度维持不变的第二位置区域；

根据所述第一位置区域的坐标位置范围与预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的坡道工作分区；

根据所述第二位置区域的坐标位置范围与所述预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的平地工作分区;

所述根据所规划的所述工作路径在各个工作分区中进行工作的步骤包括：

在初始工作时的坐标位置处初始化所述栅格地图，以形成所述栅格地图中的栅格均为栅格填充状态为未覆盖工作状态的空白栅格，所述栅格包括坐标位置及对应的高度信息；

根据在所述栅格地图中所规划的所述工作路径进行工作，并对已工作范围的空白栅格进行工作标记；

每一所述工作分区工作完成时，检测是否存在目标数量以上的空白栅格；

若是，则移动回空白栅格中的坐标位置处进行工作。

2.如权利要求1所述的机器人工作控制方法，其特征在于，所述在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图的步骤包括：

获取初始时所设定的坐标位置及高度信息；

实时根据当前时刻所采集的实际姿态信息及行走的实际里程信息与上一时刻所确定的坐标位置及高度信息，积累确定出当前时刻下的坐标位置及对应的高度信息，所述姿态信息包括航向角、俯仰角、及横滚角；

根据沿所设定的边界范围内所采集的各个坐标位置及对应的高度信息建立栅格地图。

3.如权利要求1所述的机器人工作控制方法，其特征在于，所述规划出在各个工作分区中的工作路径的步骤包括：

根据所获取的当前工作的坐标位置及对应的高度信息，确定当前所处的工作分区；

当确定所处坡道工作分区时，则根据各个坐标位置及对应的高度信息规划出由同一高度平面向更高一高度平面依次行进的弓型工作路径。

4.一种机器人工作控制装置，应用于割草机器人，其特征在于，所述装置包括：

地图建立模块，用于根据所实时采集的姿态信息及行走的里程信息确定的高度信息和/或GPS模块采集的高度信息和/或气压计采集的高度信息，在所采集的边界范围内建立包含有高度信息的栅格地图；

分区划分模块，用于根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，划分出多个工作分区；

路径规划模块，用于根据各个工作分区中各个坐标位置对应的高度信息，规划出在各个工作分区中的工作路径；

工作模块，用于根据所规划的所述工作路径在各个工作分区中进行工作;

所述分区划分模块包括：

区域确定单元，用于根据所述栅格地图中的各个坐标位置对应的高度信息，确定出高度持续变化的第一位置区域和/或高度维持不变的第二位置区域；

坡道工作分区单元，用于根据所述第一位置区域的坐标位置范围与预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的坡道工作分区；

平地工作分区单元，用于根据所述第二位置区域的坐标位置范围与所述预设目标分区大小，确定划分出包括至少一个分区的平地工作分区;

所述工作模块包括：

初始化单元，用于在初始工作时的坐标位置处初始化所述栅格地图，以形成所述栅格地图中的栅格均为栅格填充状态为未覆盖工作状态的空白栅格，所述栅格包括坐标位置及对应的高度信息；

工作标记单元，用于根据在所述栅格地图中所规划的所述工作路径进行工作，并对已工作范围的空白栅格进行工作标记；

检测单元，用于每一所述工作分区工作完成时，检测是否存在目标数量以上的空白栅格；

移动工作单元，用于当所述检测单元检测到存在目标数量以上的空白栅格时，移动回空白栅格中的坐标位置处进行工作。

5.如权利要求4所述的机器人工作控制装置，其特征在于，所述地图建立模块包括：

获取单元，用于获取初始时所设定的坐标位置及高度信息；

信息确定单元，用于实时根据当前时刻所采集的实际姿态信息及行走的实际里程信息与上一时刻所确定的坐标位置及高度信息，积累确定出当前时刻下的坐标位置及对应的高度信息，所述姿态信息包括航向角、俯仰角、及横滚角；

地图建立单元，用于根据沿所设定的边界范围内所采集的各个坐标位置及对应的高度信息建立栅格地图。

6.如权利要求4所述的机器人工作控制装置，其特征在于，所述路径规划模块包括：

分区确定单元，用于根据所获取的当前工作的坐标位置及对应的高度信息，确定当前所处的工作分区；

路径确定单元，用于当确定所处坡道工作分区时，则根据各个坐标位置及对应的高度信息规划出由同一高度平面向更高一高度平面依次行进的弓型工作路径。

7.一种机器人，其特征在于，包括处理器、存储器、以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时，所述机器人执行权利要求1至3任一项所述的机器人工作控制方法。