CN112783158A - 多种无线传感识别技术融合方法、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多种无线传感识别技术融合方法、设备及存储介质，其中融合方法应用在设有识别传感器和定位传感器的智能清洁设备上；具体包括S1：获取所述识别传感器扫描预设区域所获得的扫描数据，根据扫描生成像素地图，并识别出障碍物的位置及每个障碍物的尺寸信息，将所述障碍物及其尺寸信息融合至所述像素地图中；S2：实时判断清洁设备是否遇到任意一障碍物，若是，则获取所述定位传感器发送的定位信息，根据定位信息将清洁设备当前位置映射在所述像素地图中；S3：根据像素地图中清洁设备所在当前位置、所述障碍物的位置及其尺寸信息对清洁设备原有的行驶路线进行修改，控制清洁设备按新的行驶路线前进，使得清洁设备的清扫路线更加全面。
Description
技术领域
本发明涉及数据融合技术领域，尤其涉及基于清洁设备的多种传感识别技术融合方法、设备及存储介质。
背景技术
目前，智能清洁设备广泛应用于智能家居领域，智能清洁设备可以是智能扫地机器人，智能扫地机器人在室内移动过程中可以将室内的垃圾清扫掉，从而保持室内整洁。而现有的扫地机器人所拥有的传感器种类较为单一，多种传感器的识别技术融合性较差，导致扫地机器人的识别准确率低，无法精准控制扫地机器人移动。因此，现有的智能扫地机器人的行走路线大部分都是预先规划好的，扫地机器人无法根据传感器实时采集的数据来改变机器人的路线；又或者智能扫地机器人的行走路线是随机的，随机的路线无法全面覆盖室内所有区域，扫地机器人无法清扫到局部区域，清扫效果较差。且智能扫地机器人在行驶过程中若遇到障碍物只会折返或折返后移动到其他区域继续清扫，则导致障碍物周围的区域扫地机器人始终无法清扫，无法达到全面清扫的目的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供多种无线传感识别技术融合方法，通过多种传感识别技术的融合让清洁设备的清扫路线更加全面，实现精准控制清洁设备的移动。
本发明的目的之二在于提供一种电子设备。
本发明的目的之三在于提供一种存储介质。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
多种无线传感识别技术融合方法，应用在智能清洁设备上，并在智能清洁设备上设有识别传感器和定位传感器；其中方法包括：
步骤S1：获取所述识别传感器扫描预设区域所获得的扫描数据，根据扫描生成像素地图，并识别出障碍物的位置及每个障碍物的尺寸信息，将所述障碍物及其尺寸信息融合至所述像素地图中；
步骤S2：实时判断清洁设备是否遇到任意一障碍物，若是，则获取所述定位传感器发送的定位信息，根据定位信息将清洁设备当前位置映射在所述像素地图中；
步骤S3：根据像素地图中清洁设备所在当前位置、所述障碍物的位置及其尺寸信息对清洁设备原有的行驶路线进行修改，控制清洁设备按新的行驶路线前进。
进一步地，所述清洁设备上的识别传感器包括横向测量的雷达传感器和纵向扫描的激光传感器，利用所述雷达传感器扫描清洁设备的前方区域，以获知障碍物的位置及障碍物的长度和宽度信息；利用所述激光传感器对清洁设备前进过程中遇到的障碍物进行纵向扫描，以获得障碍物的高度信息。
进一步地，将所述障碍物及其尺寸信息融合至所述像素地图中的方法为：
根据预设比例将所述障碍物转换为所述像素地图中的三维空间像素点；根据所述障碍物的长度信息确定所述障碍物在三维空间中X轴上像素点的数量，根据所述障碍物的宽度信息确定所述障碍物在三维空间中Y轴上像素点的数量，根据所述障碍物的高度信息确定所述障碍物在三维空间中Z轴上像素点数量，以建立三维空间的像素地图。
进一步地，所述步骤S2中当清洁设备遇到任意一障碍物时，根据障碍物的高度信息判断障碍物高度是否高于预设值，若是，则执行步骤S3；若否，则按原行驶路线行驶使清洁设备经过障碍物以实现将障碍物清除。
进一步地，所述步骤S3的方法为：
步骤S31：当清洁设备当前行驶路线被障碍物阻挡时，根据清洁设备的定位信息获取清洁设备在像素地图中的位置，判断在三维空间XOY面上所述清洁设备所在像素点是否与所述障碍物的边沿像素点相邻，若是，则执行步骤S32；若否，则执行步骤S33；
步骤S32：判断所述障碍物边沿位置与预设区域边沿之间的距离是否在预设范围内，若是，则在原行驶路线上增加绕行路线，使清洁设备绕过障碍物边沿后继续沿原有行驶线路前进；若否，则执行步骤S33；
步骤S33：控制清洁设备旋转并行驶至与清洁设备当前像素点相邻的像素点上，并以原行驶方向相反的方向前进。
进一步地，所述清洁设备已经走过的行驶路线所对应的像素点标记为无效像素点，在修改原行驶路线时只对无效像素点以外的像素点进行选择；其中已经走过的行驶路线不包括绕行路线。
进一步地，还包括所述步骤S4：实时判断所述清洁设备是否已经经过三维空间XOY面上所述障碍物其中三条侧边所在像素点，若是，则控制所述清洁设备沿所述障碍物的第四条侧边方向移动。
进一步地，在清洁设备检测到电量不足信息时，根据定位信息确定清洁设备当前所在像素点位置，标记出当前像素点与指定像素点之间的最短路线，控制清洁设备按最短路线行驶至指定像素点中进行充电动作。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种电子设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的多种无线传感识别技术融合方法。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的多种无线传感识别技术融合方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
根据清洁设备上多个传感器识别所获得的数据进行融合，根据融合后的三维像素地图确定清洁设备的行驶路线，可提高清洁设备路线确定的准确性；同时根据像素地图所指定的行驶路线可使得清洁设备的清扫路线更加全面，提高清扫效率。
附图说明
图1为本发明多种无线传感识别技术融合方法的流程示意图；
图2为本发明像素地图中XOY面的行驶路线示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
本实施例提供多种无线传感识别技术融合方法，将该传感识别技术融合方法应用在智能清洁设备上，例如智能扫地机器人等智能清洁设备，通过设在智能清洁设备上的多个无线传感器对清洁设备所处环境进行识别，将识别后所获得的数据融合在一起后实现对清洁设备行驶路线的控制，使得清洁设备的清扫范围更加全面，避免出现局部地方无法清扫的情况，提高清洁设备的智能程度。
如图1所示，本实施例对多种无线传感识别技术融合方法具体包括如下步骤：
步骤S1：获取所述识别传感器扫描预设区域所获得的扫描数据，根据扫描生成像素地图，并识别出障碍物的位置及每个障碍物的尺寸信息，将所述障碍物及其尺寸信息融合至所述像素地图中。
在本实施例中，所述清洁设备上设有识别传感器和定位传感器；其中识别传感器包括但不限于雷达传感器、激光传感器等，可利用所述雷达传感器横向测量清洁设备前方区域，以获知清洁设备前方区域是否有障碍物，同时可将障碍物的位置及障碍物的长度和宽度信息都进行采集，从而了解清洁设备所在预设区域内的环境情况。此外，还可利用所述激光扫描器纵向扫描清洁设备前方区域，对清洁设备在前进过程中遇到的障碍物进行纵向扫描，以获得障碍物的高度信息。利用雷达传感器和激光传感器可测量出障碍物的宽度、长度和高度等尺寸信息，并根据障碍物的信息及清洁设备所处的环境数据生成像素地图。而像素地图中同一列的像素点或同一行的像素点即为清洁设备的行驶路线，即清洁设备是按横向或纵向方向移动，使得清洁设备的清扫更加有序，确保对预设区域中每个位置都清扫到位，避免清洁设备在同一区域重复清扫的情况发生，提高清扫效率。
在本实施例中通过清洁设备上的识别传感器采集到障碍物位置、障碍物的尺寸信息及清洁设备所在环境数据后，将各数据导入计算机中，利用计算机根据各数据建立三维空间的像素地图。首先，以任意一点作为原点O建立具有X轴、Y轴和Z轴的三维坐标系，根据清洁设备所在环境的空间大小在XOY面上划分出预设区域，并根据障碍物信息将障碍物的位置添加至预设区域中。预先根据预设比例将障碍物进行缩小，再将障碍物转化为三维空间中的像素点后，将障碍物在环境中的位置转换为障碍物像素点在像素地图XOY面的预设区域中的位置，再将障碍物标记在预设区域中；其中，根据所述障碍物的长度信息确定所述障碍物在三维空间中X轴上像素点的数量，根据所述障碍物的宽度信息确定所述障碍物在三维空间中Y轴上像素点的数量，根据所述障碍物的高度信息确定所述障碍物在三维空间中Z轴上像素点数量，使得在三维的像素地图中将障碍物立体化。
步骤S2：实时判断清洁设备是否遇到任意一障碍物，若是，则获取所述定位传感器发送的定位信息，根据定位信息将清洁设备当前位置映射在所述像素地图中。
所述清洁设备在像素地图中的位置则可根据其定位传感器来确定，该定位传感器可以是GPS传感器，GPS传感器检测到清洁设备的坐标位置后，将清洁设备在环境中的位置转换为清洁设备所对应的像素点在像素地图XOY面的预设区域中的位置，而清洁设备在像素地图中可以看作一个像素点。
所述障碍物可以是实际中的桌椅等家具，也可以是待清扫的碎纸等垃圾。清洁设备在预设区域内按照预设的路线行驶，当遇到家具等障碍物时通过修改原有路线实现躲开障碍物对障碍物以外的地方进行清扫，当清洁设备遇到碎纸等垃圾时，清洁设备继续按照原有路线行驶，经过碎纸等垃圾实现对其进行清扫。
而清洁设备判断其遇到的障碍物是需要躲避的家具障碍物还是需要清扫的垃圾的方法为：根据障碍物的高度信息判断障碍物高度是否高于预设值，即通过激光传感器扫描当前障碍物的高度信息，在障碍物在XOY面上的像素点往三维空间中的Z轴方向增加，以在三维空间中体现障碍物高度；若障碍物在Z轴方向上的层数大于预设层数，则代表清洁设备当前遇到的是需要躲避的家具障碍物，则需执行步骤S3以修改清洁设备的行驶路线；若障碍物在Z轴方向上的层数小于或等于预设层数，则代表当前障碍物为需要清扫的垃圾，则控制清洁设备按原行驶路线行驶使清洁设备经过障碍物以实现将障碍物清除。
步骤S3：根据像素地图中清洁设备所在当前位置、所述障碍物的位置及其尺寸信息对清洁设备原有的行驶路线进行修改，控制清洁设备按新的行驶路线前进。
其中步骤S3具体包括如下步骤：
步骤S31：当清洁设备当前行驶路线被障碍物阻挡时，根据清洁设备的定位信息获取清洁设备在像素地图中的位置，判断在三维空间XOY面上所述清洁设备所在像素点是否与所述障碍物的边沿像素点相邻，其中障碍物的边沿像素点即为障碍物长边方向上两端部的像素点，即如图2中m点和n点，若清洁设备的当前像素点与m点或n点相邻，则意味着清洁设备位于障碍物的两端的边缘位置，此时，执行步骤S32；若清洁设备的当前像素点与m点或n点不相邻，则执行步骤S33；
步骤S32：判断所述障碍物边沿位置与预设区域边沿之间的距离是否在预设范围内，该预设范围为可供清洁设备经过的宽度，若是，则代表清洁设备可以从障碍物边沿与环境中的墙面之间的距离之间经过，此时，在原行驶路线上增加绕行路线，使清洁设备绕过障碍物边沿后继续沿原有行驶线路前进；若否，则执行步骤S33；
步骤S33：控制清洁设备旋转并行驶至与清洁设备当前像素点相邻的像素点上，并以原行驶方向相反的方向前进。
步骤S4：实时判断所述清洁设备是否已经经过三维空间XOY面上所述障碍物其中三条侧边所在像素点，若是，则控制所述清洁设备沿所述障碍物的第四条侧边方向移动。
举个例子：如图2所示，清洁设备按照原有行驶路线行驶，当移动至像素地图XOY面上的A点时，获取障碍物的高度信息，根据高度信息判断出该障碍物为家具障碍物后，根据定位信息可确定当前清洁设备所在像素点与障碍物的左侧边沿像素点m点相邻，此时则控制清洁设备从A点像素点绕行至B点像素点，再往原方向移动，直至遇到墙面后返回至C点像素点并遇到同一障碍物的另一侧边；此时，根据定位信息可以确定清洁设备当前不与障碍物的左侧边沿像素点m点或右侧边沿像素点n点相邻，此时，清洁设备旋转至相邻路线并往反方向移动，直至到达墙面；经过多次重复循环后，当清洁设备移动至D点像素点时，根据定位信息可以确定清洁设备当前与障碍物的右侧边沿像素点n点相邻，此时清洁设备绕行至E点。当清洁设备在E点时，判断出清洁设备已经经过障碍物的左侧边、前侧边和右侧边所在区域，此时即可控制清洁设备按照与第四侧边(后侧边)平行的方向移动至F点，再从F点开始对未经过对区域进行清扫。清洁设备在移动过程中可绕障碍物四周进行清扫，可确保障碍物四周都清扫到位，提高清扫的全面性。
在清洁设备移动过程中，将所述清洁设备已经走过的行驶路线所对应的像素点标记为无效像素点，在修改原行驶路线时只对无效像素点以外的像素点进行选择；其中已经走过的行驶路线不包括绕行路线，即从D点绕行至E点的绕行路线所对应的像素点依然为有效像素点，此时清洁设备依然可从障碍物右侧的路线经过进行清扫，可避免清洁设备过多重复走过的路线，提高清扫的全面性。
此外，在清洁设备检测到其自身电量不足时，根据定位信息确定清洁设备当前所在像素点位置，标记出当前像素点与指定像素点之间的最短路线，其中指定像素点即为充电座的位置，控制清洁设备按最短路线行驶至指定像素点中进行充电动作；可缩短清洁设备返回时间，及时为清洁设备充电。
实施例二
本实施例提供一种电子设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一中的多种无线传感识别技术融合方法；另外，本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的多种无线传感识别技术融合方法。
本实施例中的设备及存储介质与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的系统的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.多种无线传感识别技术融合方法，其特征在于，应用在智能清洁设备上，并在智能清洁设备上设有识别传感器和定位传感器；其中方法包括：
步骤S1：获取所述识别传感器扫描预设区域所获得的扫描数据，根据扫描生成像素地图，并识别出障碍物的位置及每个障碍物的尺寸信息，将所述障碍物及其尺寸信息融合至所述像素地图中；
步骤S2：实时判断清洁设备是否遇到任意一障碍物，若是，则获取所述定位传感器发送的定位信息，根据定位信息将清洁设备当前位置映射在所述像素地图中；
步骤S3：根据像素地图中清洁设备所在当前位置、所述障碍物的位置及其尺寸信息对清洁设备原有的行驶路线进行修改，控制清洁设备按新的行驶路线前进。
2.根据权利要求1所述的多种无线传感识别技术融合方法，其特征在于，所述清洁设备上的识别传感器包括横向测量的雷达传感器和纵向扫描的激光传感器，利用所述雷达传感器扫描清洁设备的前方区域，以获知障碍物的位置及障碍物的长度和宽度信息；利用所述激光传感器对清洁设备前进过程中遇到的障碍物进行纵向扫描，以获得障碍物的高度信息。
3.根据权利要求2所述的多种无线传感识别技术融合方法，其特征在于，将所述障碍物及其尺寸信息融合至所述像素地图中的方法为：
根据预设比例将所述障碍物转换为所述像素地图中的三维空间像素点；根据所述障碍物的长度信息确定所述障碍物在三维空间中X轴上像素点的数量，根据所述障碍物的宽度信息确定所述障碍物在三维空间中Y轴上像素点的数量，根据所述障碍物的高度信息确定所述障碍物在三维空间中Z轴上像素点数量，以建立三维空间的像素地图。
4.根据权利要求2所述的多种无线传感识别技术融合方法，其特征在于，所述步骤S2中当清洁设备遇到任意一障碍物时，根据障碍物的高度信息判断障碍物高度是否高于预设值，若是，则执行步骤S3；若否，则按原行驶路线行驶使清洁设备经过障碍物以实现将障碍物清除。
5.根据权利要求3所述的多种无线传感识别技术融合方法，其特征在于，所述步骤S3的方法为：
步骤S31：当清洁设备当前行驶路线被障碍物阻挡时，根据清洁设备的定位信息获取清洁设备在像素地图中的位置，判断在三维空间XOY面上所述清洁设备所在像素点是否与所述障碍物的边沿像素点相邻，若是，则执行步骤S32；若否，则执行步骤S33；
步骤S32：判断所述障碍物边沿位置与预设区域边沿之间的距离是否在预设范围内，若是，则在原行驶路线上增加绕行路线，使清洁设备绕过障碍物边沿后继续沿原有行驶线路前进；若否，则执行步骤S33；
步骤S33：控制清洁设备旋转并行驶至与清洁设备当前像素点相邻的像素点上，并以原行驶方向相反的方向前进。
6.根据权利要求4所述的多种无线传感识别技术融合方法，其特征在于，所述清洁设备已经走过的行驶路线所对应的像素点标记为无效像素点，在修改原行驶路线时只对无效像素点以外的像素点进行选择；其中已经走过的行驶路线不包括绕行路线。
7.根据权利要求5所述的多种无线传感识别技术融合方法，其特征在于，还包括步骤S4：实时判断所述清洁设备是否已经经过三维空间XOY面上所述障碍物其中三条侧边所在像素点，若是，则控制所述清洁设备沿所述障碍物的第四条侧边方向移动。
8.根据权利要求1所述的多种无线传感识别技术融合方法，其特征在于，在清洁设备检测到电量不足信息时，根据定位信息确定清洁设备当前所在像素点位置，标记出当前像素点与指定像素点之间的最短路线，控制清洁设备按最短路线行驶至指定像素点中进行充电动作。
9.一种电子设备，其特征在于，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～8任一所述的多种无线传感识别技术融合方法。
10.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1～8任一所述的多种无线传感识别技术融合方法。
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