CN113671949A - 导航地图的确定方法及装置、存储介质、电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导航地图的确定方法及装置、存储介质、电子装置，上述方法包括：确定移动机器人在移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。采用上述技术方案，解决了现有技术中机器人通过在未知环境中布置二维码，构建导航地图，流程复杂，操作不方便等问题。

Description

导航地图的确定方法及装置、存储介质、电子装置

【技术领域】

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种导航地图的确定方法及装置、存储介质、电子装置。

【背景技术】

随着机器人技术的快速发展，机器人现在已经被应用到用于了各行各业的使用中各个领域，比如机器人可以用来送外卖，清洁环境。在各种场景中，机器人在应用之前，机器人需要根据具体的使用场景构建地图。目前现有技术中，机器人构建地图往往使用的方式是在未知环境中布置二维码，机器人借助二维码完成地图构建。比如，在机器人运行场地中，在距离地面一定高度的天花板上预设间隔贴一个二维码。机器人建图时，选定一个原点，并在此原点出发，根据里程计数据推算当前机器人位姿信息，并通过相机识别观察到的二维码，并计算相机到二维码的相对距离，通过坐标转换，可以得到二维码在机器人坐标系下的位姿信息结合里程计可以得到二维码在场景中的全局位姿信息，依次记录下二维码的信息和位姿信息，由此可以构建二维码特征地图。可见，上述现有技术需要在未知环境中布置二维码会导致机器人建图过程流程复杂，操作不方便。

针对相关技术中，机器人通过在未知环境中布置二维码，构建导航地图，流程复杂，操作不方便等问题，尚未提出有效的解决方案。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种导航地图的确定方法及装置、存储介质、电子装置，以至少解决现有技术中机器人通过在未知环境中布置二维码，构建导航地图，流程复杂，操作不方便等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

根据本发明的一个可选实施例，提供了一种导航地图的确定方法，所述方法包括：确定移动机器人在移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。

进一步地，从所述多个路径点中确定出路径拐点，包括：对于所述多个路径点中的任一路径点，获取所述任一路径点的前n个路径点和所述任一路径点的后n个路径点，其中，n为大于1的整数；确定所述前n个路径点的第一平均路径点，以及所述后n个路径点的第二平均路径点；获取在目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的行进角度偏差，其中，所述目标三角形为所述任一路径点，所述第一平均路径点和所述第二平均路径点首尾依次连接所组成的图形；在所述行进角度偏差超过所述第一预设阈值的情况下，将所述任一路径点确定为所述路径拐点。在本发明实施例中，由于可以根据平均路径点的行进角度偏差从所述多个路径点中确定出路径拐点，因此没必要依靠二维码来构建导航地图，只需要根据路径拐点就可以进一步构建导航地图，从而提出了一种新的机器人构建导航地图的方法。

进一步地，根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，包括：依次连接所述路径拐点中两两相邻的路径拐点，得到多个路径边；对于所述多个路径边中的任一路径边，向所述任一路径边的所有方向均扩展预设宽度，得到所述任一路径边的四边形；将所述多个路径边对应的多个四边形进行连通，以得到所述允许移动区域。在本发明实施例中，可以根据所述路径拐点快速的确定所述移动机器人的允许移动区域。

进一步地，基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图，包括：获取所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及获取所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点；根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点分别确定所述导航地图的宽度和高度。在本发明实施例中，可以根据所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点以及所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点分别确定所述导航地图的宽度和高度，所以可以使得机器人快速构建导航地图，进而提高机器人构建导航地图的效率。

进一步地，根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的宽度，包括：确定所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第一差值；获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；将所述第一差值和所述分辨率的商作为所述导航地图的宽度。在本发明实施例中，可以将所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第一差值和所述导航地图的分辨率的商作为所述导航地图的宽度，所以快速确定导航地图的宽度，进而提高机器人构建导航地图的效率。

进一步地，根据所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的高度，包括：确定所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第二差值；获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；将所述第二差值和所述分辨率的商作为所述导航地图的高度。在本发明实施例中，可以将所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第二差值和所述导航地图的分辨率的商作为所述导航地图的高度，所以快速确定导航地图的高度，进而提高机器人构建导航地图的效率。

根据本发明的一个可选实施例，提供了一种导航地图的确定装置，其特征在于，所述确定装置包括：第一确定模块，用于确定移动机器人在移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；第二确定模块，用于从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；第三确定模块，用于根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。

进一步地，所述第二确定模块，还用于：对于所述多个路径点中的任一路径点，获取所述任一路径点的前n个路径点和所述任一路径点的后n个路径点，其中，n为大于1的整数；确定所述前n个路径点的第一平均路径点，以及所述后n个路径点的第二平均路径点；获取在目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的行进角度偏差，其中，所述目标三角形为所述任一路径点，所述第一平均路径点和所述第二平均路径点首尾依次连接所组成的图形；在所述行进角度偏差超过所述第一预设阈值的情况下，将所述任一路径点确定为所述路径拐点。

根据本发明的又一个可选实施例，提供了一种计算机可读的存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行以上任一项中所述的导航地图的确定方法。

根据本发明的又一个可选实施例，提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行以上任一项中所述的导航地图的确定方法。

与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：由于可以确定移动机器人在移动路径上等间隔设置的多个路径点，进而从所述多个路径点中确定出路径拐点，最后根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。因为本发明实施例可以从所述多个路径点中确定出路径拐点，可以根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，进而确定所述移动机器人对应的导航地图，因此，解决了现有技术中机器人通过在未知环境中布置二维码，构建导航地图，流程复杂，操作不方便等问题，从而使得机器人不需要二维码便可以完成建图，简化建图操作。

【附图说明】

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的一种导航地图的确定方法的机器人的硬件结构框图；

图2是根据本发明实施例的一种导航地图的确定方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的一种导航地图的确定方法的路径拐点连接图；

图4是根据本发明实施例的一种对两个路径拐点之间的路径边扩展后的四边形图；

图5是根据本发明实施例的一种导航地图的确定方法的允许移动区域示意图；

图6为根据本发明实施例的一种导航地图的确定装置的结构框图。

【具体实施方式】

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明实施例所提供的方法实施例可以在机器人或者类似的运算装置中执行。以运行在机器人上为例，图1是本发明实施例的一种导航地图的确定方法的机器人的硬件结构框图。如图1所示，机器人可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器(Microprocessor Unit,简称是MPU)或可编程逻辑器件(Programmable logic device,简称是PLD)等的处理装置和用于存储数据的存储器104，可选地，上述机器人还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述机器人的结构造成限定。例如，机器人还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示等同功能或比图1所示功能更多的不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的导航地图的确定方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至机器人。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括机器人的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种运行于上述导航地图的确定方法，图2是根据本发明实施例的导航地图的确定方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，确定移动机器人在移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；

步骤S204，从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；

步骤S206，根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图；

其中，行进角度偏差为机器在行进方向上发生转动产生的方向改变。

通过上述技术手段，由于可以确定移动机器人在移动路径上等间隔设置的多个路径点，进而从所述多个路径点中确定出路径拐点，最后根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。因为本发明实施例可以从所述多个路径点中确定出路径拐点，可以根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，进而确定所述移动机器人对应的导航地图，因此，解决了现有技术中机器人通过在未知环境中布置二维码，构建导航地图，流程复杂，操作不方便等问题，从而使得机器人不需要二维码便可以完成建图，简化建图操作。

需要说明的是，本发明实施例的机器人(相当于上述移动机器人)可以是双足机器人，三足机器人，还可以是四足机器人，可以是扫地机机器人、送餐机器人、迎宾机器人、导引机器人等子移动机器人，本发明实施例对此不进行限定。

现有技术中，在机器人运行场地中，在距离一定地面高度(一般选用2.5m到4.5m)的天花板上每间隔2m贴一个二维码。机器人建图时，选定一个原点，并在此原点出发，根据里程计数据推算当前机器人位姿信息。具体地，通过机器人的相机识别观察到的二维码，并计算相机到二维码的相对距离，通过坐标转换，可以得到二维码在机器人坐标系下的位姿信息，位姿信息结合里程计可以得到二维码在机器人运行场地中的全局位姿信息，依次记录下二维码的ID和位姿信息，由此可以构建二维码特征地图，而通过本发明实施例记载的技术方案，机器人不需要二维码便可以完成建图。

在步骤S204中，从所述多个路径点中确定出路径拐点，可以通过以下方案实现：对于所述多个路径点中的任一路径点，获取所述任一路径点的前n个路径点和所述任一路径点的后n个路径点，其中，n为大于1的整数；确定所述前n个路径点的第一平均路径点，以及所述后n个路径点的第二平均路径点；获取在目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的行进角度偏差，其中，所述目标三角形为所述任一路径点，所述第一平均路径点和所述第二平均路径点首尾依次连接所组成的图形；在所述行进角度偏差超过所述第一预设阈值的情况下，将所述任一路径点确定为所述路径拐点。

需要说明的是，本发明实施例在确定出任一路径点的前n个路径点的第一平均路径点和任一路径点的后n个路径点的第二平均路径点的情况下，将所述任一路径点，所述第一平均路径点和所述第二平均路径点首尾依次连接组成目标三角形，根据三角形的余弦定理确定在目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的行进角度偏差，其中，行进角度偏差就是目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的角度。如果行进角度偏差大于所述第一预设阈值，那么将所述任一路径点确定为所述路径拐点。通过上述技术方案，就可以从所述多个路径点中确定出路径拐点。

可以看出，在本发明实施例中，以n为2为例，对于任一路径点，获取任一路径点的前两个路径点的第一平均路径点，以及任一路径点的后两个路径点的第二平均路径点，进而根据行进角度偏差从多个路径点中确定出路径拐点。

可选的，本发明实施例对于路径拐点还提供了一种实现方案：对于所述多个路径点中的任一路径点，获取所述任一路径点的前1个路径点和所述任一路径点的后1个路径点；获取在目标三角形中以所述任一路径点的前1个路径点为顶点的行进角度偏差，其中，所述目标三角形为所述任一路径点，所述任一路径点的前1个路径点和所述任一路径点的后1个路径点首尾依次连接所组成的图形；在所述行进角度偏差超过第一预设阈值的情况下，将所述任一路径点确定为所述路径拐点。

需要说明的是，在建图过程中，实时记录机器人移动的位姿信息，其中，位姿信息包括关于路径点的信息。本发明实施例可以每间隔0.05m记录一个位姿信息，也即是每间隔0.05m记录一个路径点，根据记录的路径点形成机器人完整的移动路径。需要说明的是，本发明实施例对上述间隔距离0.05米不进行限定，实际操作过程中，可以根据移动机器人所在环境灵活调整。本发明实施例确定路径拐点有两种方式，第一种方式：依次判断每一个位姿点的前n个点和后n个点(n可以取值2或者3，也可以取其他值)。需要说明的是，依次判断每一个位姿点的前n个点和后n个点可以是确定任一路径点的前n个路径点的第一平均路径点和任一路径点的后n个路径点的第二平均路径点，也可以是确定任一路径点的前第n个路径点和任一路径点的后第n个路径点。以确定任一路径点的前第n个路径点和任一路径点的后第n个路径点为例：根据余弦定理可以计算任一路径点、任一路径点的前第n个路径点和任一路径点的后第n个路径点形成的三角形的以任一路径点的前第n个路径点为顶角的夹角，所述夹角即是上述行进角度偏差，如果行进角度偏差大于上述第一预设阈值，则有可能路径在该点发生偏转，则该点可能是路径拐点。第二种方式：本发明实施例还可以根据机器人的每个路径点的位姿信息，确定机器人在该点的方向与路径方向是否一致，如果机器人在该点的方向与路径方向不一致，则有可能在该点，机器人发生转向，则该点也可能为路径拐点。

通过上述两种方式之一，初步筛选出路径拐点。针对初步筛选出路径拐点，可以根据距离信息删除掉重复的路径拐点，即判断相邻路径拐点的距离，如果太近，则删除后面的一个，保留下来的就是最终的路径拐点集合。

在步骤S206中，根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，可以通过以下方案实现：依次连接所述路径拐点中两两相邻的路径拐点，得到多个路径边；对于所述多个路径边中的任一路径边，向所述任一路径边的所有方向均扩展预设宽度，得到所述任一路径边的四边形；将所述多个路径边对应的多个四边形进行连通，以得到所述允许移动区域。需要说明的是，依次连接所述路径拐点中两两相邻的路径拐点，连接的是路径拐点集合中两两相邻的路径拐点，可以得到多个路径边。在得到多个路径边的情况下，对于所述多个路径边中的任一路径边，向所述任一路径边的所有方向均扩展预设宽度，也就是向所述任一路径边的两边和前后两端均扩展预设宽度，可以得到多个路径边对应的多个四边形。将多个路径边对应的多个四边形进行连通，就可以得到所述允许移动区域。在本发明实施例中，预设宽度根据具体情境具体设置，使得由所述任一路径边扩展预设宽度得到的四边形内部没有障碍物，在四边形内部，机器人可以随意通行。

在一个可选实施例中，本发明实施例还提供了一种对所述允许移动区域进行圆弧处理的方式：确定所述允许移动区域的顶角；对所述允许移动区域的顶角进行圆弧处理，其中，所述圆弧处理用于将所述允许移动区域的顶角变为圆滑的弧线；使用经过所述圆弧处理后的允许移动区域更新所述允许移动区域。

在一个可选实施例中，本发明实施例还提供了一种对所述允许移动区域进行圆滑处理的方式：对所述允许移动区域的顶角进行圆滑处理，其中，所述圆滑处理用于减小所述允许移动区域的拐角；使用经过所述圆滑处理后的允许移动区域更新所述允许移动区域。

可选的，在一个可选实施例中，本发明实施例还提供了另一种根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域的方式：依次连接所述路径拐点中两两相邻的路径拐点，得到路径拐点多边形；根据所述路径拐点多边形确定所述允许移动区域。

在上述可选实施例中，通过所述移动机器人探索所述路径拐点多边形，在所述路径拐点多边形中不存在障碍物的情况下，将所述路径拐点多边形确定为所述允许移动区域；在所述路径拐点多边形中存在所述障碍物的情况下，通过所述移动机器人探索所述障碍物，以得到障碍物图形，从所述路径拐点多边形中去除所述障碍物图形，以得到所述允许移动区域。

可选的，在一个可选实施例中，本发明实施例还提供了一种去除障碍物，以确定所述移动机器人的允许移动区域的方式：在所述路径拐点多边形中存在所述障碍物的情况下，通过所述移动机器人探索所述障碍物，并确定移动机器人在所述障碍物周边的移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；根据确定出的所述路径拐点确定障碍物图形，并基于所述允许移动区域和所述障碍物图形更新所述允许移动区域。

在得到所述允许移动区域的情况下，基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图，包括：获取所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及获取所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点；根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点分别确定所述导航地图的宽度和高度。

需要说明的是，X轴方向与Y轴方向是对在允许移动区域建立二维坐标系的情况下的方向，也可以不建立二维坐标系，X轴方向可以是允许移动区域的水平方向，Y轴方向可以是允许移动区域的垂直方向。最大位姿点和最小位姿点是允许移动区域的确定方向上，机器人被允许到达最远的位置点。比如，在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，最大位姿点可以是X轴正方向机器人被允许到达最远的位置点，最小位姿点可以是X轴负方向机器人被允许到达最远的位置点。根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点分别确定所述导航地图的宽度和高度。

需要说明的是，仅仅根据所述最大位姿点和所述最小位姿点确定所述导航地图的宽度和高度，得到的是所述导航地图的宽度和高度的确定比例。比如，得到的所述导航地图的宽度和高度的比例是二比一。如果不考虑导航地图的分辨率，那么所述导航地图的大小是可以自行调整的，只是在调整中，所述导航地图的宽度和高度的比例不变。

在一个可选实施例中，根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的宽度，包括：确定所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第一差值；获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；将所述第一差值和所述分辨率的商作为所述导航地图的宽度。

需要说明的是，确定所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点之间的第一差值(一般使用正差值)；然后获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率，其中，导航地图的分辨率可以是移动机器人系统默认的设置，也可以是使用者根据移动机器人具体使用场景进行设置；将所述第一差值作为被除数，将所述分辨率作为除数，求得的商作为所述导航地图的宽度。

在一个可选实施例中，根据所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的高度，包括：确定所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第二差值；获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；将所述第二差值和所述分辨率的商作为所述导航地图的高度。

需要说明的是，确定所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第二差值(一般使用正差值)；然后获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；将所述第二差值作为被除数，将所述分辨率作为除数，求得的商作为所述导航地图的高度。通过上述技术手段，就可以将可行区域内的代价值设为最小，其他区域(禁行区)设为最大，即可生成导航用的全局静态地图。

可选的，在一个可选实施例中，获取所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，获取所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点；根据所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点和所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的大小，根据所述导航地图的大小自动适配所述导航地图的分辨率。

本发明实施例为了克服调大所述导航地图的大小，必然会导致所述导航地图的分辨率下降，采用图片重新采样的方法，增强所述导航地图的显示效果：在接收到所述导航地图的调整指令的情况下，采用图片重新采样技术对当前导航地图进行采样，以得到采样结果，根据所述采样结果和所述调整指令对所述导航地图进行显示。

为了更好的理解上述技术方案，本发明实施例还提供了一种可选实施例，用于解释说明上述技术方案。

图3是根据本发明实施例的一种导航地图的确定方法的路径拐点连接图，如图3所示，实点是机器人在行进过程中的路径拐点，虚点是机器人在行进过程中的路径点，路径拐点之间的实线是路径边。从所述多个路径点中确定出路径拐点的方法：对于多个路径点中的任一路径点，获取所述任一路径点的前n个路径点和所述任一路径点的后n个路径点，其中，n为大于1的整数；确定所述前n个路径点的第一平均路径点，以及所述后n个路径点的第二平均路径点；获取在目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的行进角度偏差，其中，所述目标三角形为所述任一路径点，所述第一平均路径点和所述第二平均路径点首尾依次连接所组成的图形；在所述行进角度偏差超过所述第一预设阈值的情况下，将所述任一路径点确定为所述路径拐点。本发明通过上述从所述多个路径点中确定出路径拐点的方法，在机器人在行进过程中，确定了九个路径拐点。

图4是根据本发明实施例的一种对两个路径拐点之间的路径边扩展后的四边形图，如图4所示，向任一路径边的两边和前后两端均扩展预设宽度，得到一个四边形，其中，预设宽度根据具体情境具体设置，使得由所述任一路径边扩展预设宽度得到的四边形内部没有障碍物，在四边形内部，机器人可以随意通行。

图5是根据本发明实施例的一种导航地图的确定方法的允许移动区域示意图，如图5所示，向每个两边路径边和前后两端均扩展预设宽度，得到多个四边形，将上述得到的多个四边形进行连通，就可以得到所述允许移动区域。

通过上述技术手段，由于可以确定移动机器人在移动路径上等间隔设置的多个路径点，进而从所述多个路径点中确定出路径拐点，最后根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。因为本发明实施例可以从所述多个路径点中确定出路径拐点，可以根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，进而确定所述移动机器人对应的导航地图，因此，解决了现有技术中机器人通过在未知环境中布置二维码，构建导航地图，流程复杂，操作不方便等问题，从而使得机器人不需要二维码便可以完成建图，简化建图操作。

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根据上述实施例的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一个存储介质(如只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简称为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的方法。

在本实施例中还提供了一种导航地图的确定装置，该导航地图的确定装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图6为根据本发明可选实施例的一种导航地图的确定装置的结构框图，如图6所示，该装置包括：

第一确定模块60，用于确定移动机器人在移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；

第二确定模块62，用于从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；

第三确定模块64，用于根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。

与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：由于可以确定移动机器人在移动路径上等间隔设置的多个路径点，进而从所述多个路径点中确定出路径拐点，最后根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。因为本发明实施例可以从所述多个路径点中确定出路径拐点，可以根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，进而确定所述移动机器人对应的导航地图，因此，解决了现有技术中机器人通过在未知环境中布置特殊标识二维码，构建导航地图，流程复杂，操作不方便等问题，从而使的使得机器人不需要特殊标识二维码便可以完成建图，简化建图操作。

需要说明的是，本发明实施例的第一确定模块60、第二确定模块62和第三确定模块64可以设置在处理器102上，本发明实施例对此不进行限定。

需要说明的是，本发明实施例的机器人可以是双足机器人，三足机器人，还可以是四足机器人，本发明实施例对此不进行限定。

现有技术中，在机器人运行场地中，在距离一定地面高度(一般选用2.5m到4.5m)的天花板上每间隔2m贴一个二维码。机器人建图时，选定一个原点，并在此原点出发，根据里程计数据推算当前机器人位姿信息。具体地，通过机器人的相机识别观察到的二维码，并计算相机到二维码的相对距离，通过坐标转换，可以得到二维码在机器人坐标系下的位姿信息，位姿信息结合里程计可以得到二维码在机器人运行场地中的全局位姿信息，依次记录下二维码的ID和位姿信息，由此可以构建二维码特征地图，而通过本发明实施例记载的技术方案，机器人不需要二维码便可以完成建图。

可选的，第二确定模块62还用于对于所述多个路径点中的任一路径点，获取所述任一路径点的前n个路径点和所述任一路径点的后n个路径点，其中，n为大于1的整数；确定所述前n个路径点的第一平均路径点，以及所述后n个路径点的第二平均路径点；获取在目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的行进角度偏差，其中，所述目标三角形为所述任一路径点，所述第一平均路径点和所述第二平均路径点首尾依次连接所组成的图形；在所述行进角度偏差超过所述第一预设阈值的情况下，将所述任一路径点确定为所述路径拐点。

需要说明的是，本发明实施例在确定出任一路径点的前n个路径点的第一平均路径点和任一路径点的后n个路径点的第二平均路径点的情况下，将所述任一路径点，所述第一平均路径点和所述第二平均路径点首尾依次连接组成目标三角形，根据三角形的余弦定理确定在目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的行进角度偏差，其中，行进角度偏差就是目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的角度。如果行进角度偏差大于所述第一预设阈值，那么将所述任一路径点确定为所述路径拐点。通过上述技术方案，就可以从所述多个路径点中确定出路径拐点。

可以看出，在本发明实施例中，以n为2为例，对于任一路径点，获取任一路径点的前两个路径点的第一平均路径点，以及任一路径点的后两个路径点的第二平均路径点，进而根据行进角度偏差从多个路径点中确定出路径拐点。

可选的，本发明实施例对于路径拐点还提供了一种实现方案：对于所述多个路径点中的任一路径点，获取所述任一路径点的前1个路径点和所述任一路径点的后1个路径点；获取在目标三角形中以所述任一路径点的前1个路径点为顶点的行进角度偏差，其中，所述目标三角形为所述任一路径点，所述任一路径点的前1个路径点和所述任一路径点的后1个路径点首尾依次连接所组成的图形；在所述行进角度偏差超过第一预设阈值的情况下，将所述任一路径点确定为所述路径拐点。

需要说明的是，在建图过程中，实时记录机器人移动的位姿信息，其中，位姿信息包括关于路径点的信息。本发明实施例可以每间隔0.05m记录一个位姿信息，也即是每间隔0.05m记录一个路径点，根据记录的路径点形成机器人完整的移动路径。需要说明的是，本发明实施例对上述间隔距离0.05米不进行限定，实际操作过程中，可以根据移动机器人所在环境灵活调整。本发明实施例确定路径拐点有两种方式，第一种方式：依次判断每一个位姿点的前n个点和后n个点(n可以取值2或者3，也可以取其他值)。需要说明的是，依次判断每一个位姿点的前n个点和后n个点可以是确定任一路径点的前n个路径点的第一平均路径点和任一路径点的后n个路径点的第二平均路径点，也可以是确定任一路径点的前第n个路径点和任一路径点的后第n个路径点。以确定任一路径点的前第n个路径点和任一路径点的后第n个路径点为例：根据余弦定理可以计算任一路径点、任一路径点的前第n个路径点和任一路径点的后第n个路径点形成的三角形的以任一路径点的前第n个路径点为顶角的夹角，所述夹角即是上述行进角度偏差，如果行进角度偏差大于上述第一预设阈值，则有可能路径在该点发生偏转，则该点可能是路径拐点。第二种方式：本发明实施例还可以根据机器人的每个路径点的位姿信息，确定机器人在该点的方向与路径方向是否一致，如果机器人在该点的方向与路径方向不一致，则有可能在该点，机器人发生转向，则该点也可能为路径拐点。

通过上述两种方式之一，初步筛选出路径拐点。针对初步筛选出路径拐点，可以根据距离信息删除掉重复的路径拐点，即判断相邻路径拐点的距离，如果太近，则删除后面的一个，保留下来的就是最终的路径拐点集合。

在步骤S206中，根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，可以通过以下方案实现：依次连接所述路径拐点中两两相邻的路径拐点，得到多个路径边；对于所述多个路径边中的任一路径边，向所述任一路径边的所有方向均扩展预设宽度，得到所述任一路径边的四边形；将所述多个路径边对应的多个四边形进行连通，以得到所述允许移动区域。

需要说明的是，依次连接所述路径拐点中两两相邻的路径拐点，连接的是路径拐点集合中两两相邻的路径拐点，可以得到多个路径边。在得到多个路径边的情况下，对于所述多个路径边中的任一路径边，向所述任一路径边的所有方向均扩展预设宽度，也就是向所述任一路径边的两边和前后两端均扩展预设宽度，可以得到多个路径边对应的多个四边形。将多个路径边对应的多个四边形进行连通，就可以得到所述允许移动区域。在本发明实施例中，预设宽度根据具体情境具体设置，使得由所述任一路径边扩展预设宽度得到的四边形内部没有障碍物，在四边形内部，机器人可以随意通行。

在一个可选实施例中，本发明实施例还提供了一种对所述允许移动区域进行圆弧处理的方式：确定所述允许移动区域的顶角；对所述允许移动区域的顶角进行圆弧处理，其中，所述圆弧处理用于将所述允许移动区域的顶角变为圆滑的弧线；使用经过所述圆弧处理后的允许移动区域更新所述允许移动区域。

在一个可选实施例中，本发明实施例还提供了一种对所述允许移动区域进行圆滑处理的方式：对所述允许移动区域的顶角进行圆滑处理，其中，所述圆滑处理用于减小所述允许移动区域的拐角；使用经过所述圆滑处理后的允许移动区域更新所述允许移动区域。

在一个可选实施例中，本发明实施例还提供了另一种根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域的方式：依次连接所述路径拐点中两两相邻的路径拐点，得到路径拐点多边形；根据所述路径拐点多边形确定所述允许移动区域。

在上述可选实施例中，通过所述移动机器人探索所述路径拐点多边形，在所述路径拐点多边形中不存在障碍物的情况下，将所述路径拐点多边形确定为所述允许移动区域；在所述路径拐点多边形中存在所述障碍物的情况下，通过所述移动机器人探索所述障碍物，以得到障碍物图形，从所述路径拐点多边形中去除所述障碍物图形，以得到所述允许移动区域。

可选的，在一个可选实施例中，本发明实施例还提供了一种去除障碍物，以确定所述移动机器人的允许移动区域的方式：在所述路径拐点多边形中存在所述障碍物的情况下，通过所述移动机器人探索所述障碍物，并确定移动机器人在所述障碍物周边的移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；根据确定出的所述路径拐点确定障碍物图形，并基于所述允许移动区域和所述障碍物图形更新所述允许移动区域。

在得到所述允许移动区域的情况下，基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图，包括：获取所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及获取所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点；根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点分别确定所述导航地图的宽度和高度。

需要说明的是，X轴方向与Y轴方向是对在允许移动区域建立二维坐标系的情况下的方向，也可以不建立二维坐标系，X轴方向可以是允许移动区域的水平方向，Y轴方向可以是允许移动区域的垂直方向。最大位姿点和最小位姿点是允许移动区域的确定方向上，机器人被允许到达最远的位置点。比如，在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，最大位姿点可以是X轴正方向机器人被允许到达最远的位置点，最小位姿点可以是X轴负方向机器人被允许到达最远的位置点。根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点分别确定所述导航地图的宽度和高度。

需要说明的是，仅仅根据所述最大位姿点和所述最小位姿点确定所述导航地图的宽度和高度，得到的是所述导航地图的宽度和高度的确定比例。比如，得到的所述导航地图的宽度和高度的比例是二比一。如果不考虑导航地图的分辨率，那么所述导航地图的大小是可以自行调整的，只是在调整中，所述导航地图的宽度和高度的比例不变。

在一个可选实施例中，根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的宽度，包括：确定所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第一差值；获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；将所述第一差值和所述分辨率的商作为所述导航地图的宽度。

需要说明的是，确定所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点之间的第一差值(一般使用正差值)；然后获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率，其中，导航地图的分辨率可以是移动机器人系统默认的设置，也可以是使用者根据移动机器人具体使用场景进行设置；将所述第一差值作为被除数，将所述分辨率作为除数，求得的商作为所述导航地图的宽度。

在一个可选实施例中，根据所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的高度，包括：确定所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第二差值；获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；将所述第二差值和所述分辨率的商作为所述导航地图的高度。

需要说明的是，确定所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第二差值(一般使用正差值)；然后获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；将所述第二差值作为被除数，将所述分辨率作为除数，求得的商作为所述导航地图的高度。通过上述技术手段，就可以将可行区域内的代价值设为最小，其他区域(禁行区)设为最大，即可生成导航用的全局静态地图。

可选的，在一个可选实施例中，获取所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，获取所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点；根据所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点和所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的大小，根据所述导航地图的大小自动适配所述导航地图的分辨率。

本发明实施例为了克服调大所述导航地图的大小，必然会导致所述导航地图的分辨率下降，采用图片重新采样的方法，增强所述导航地图的显示效果：在接收到所述导航地图的调整指令的情况下，采用图片重新采样技术对当前导航地图进行采样，以得到采样结果，根据所述采样结果和所述调整指令对所述导航地图进行显示。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

本发明的实施例还提供了一种计算机可读的存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，确定移动机器人在移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；

S2，从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；

S3，根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，确定移动机器人在移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；

S2，从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；

S3，根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导航地图的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

确定移动机器人在移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；

从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；

根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。

2.如权利要求1所述的导航地图的确定方法，其特征在于，从所述多个路径点中确定出路径拐点，包括：

对于所述多个路径点中的任一路径点，获取所述任一路径点的前n个路径点和所述任一路径点的后n个路径点，其中，n为大于1的整数；

确定所述前n个路径点的第一平均路径点，以及所述后n个路径点的第二平均路径点；

获取在目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的行进角度偏差，其中，所述目标三角形为所述任一路径点，所述第一平均路径点和所述第二平均路径点首尾依次连接所组成的图形；

在所述行进角度偏差超过所述第一预设阈值的情况下，将所述任一路径点确定为所述路径拐点。

3.如权利要求1所述的导航地图的确定方法，其特征在于，根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，包括：

依次连接所述路径拐点中两两相邻的路径拐点，得到多个路径边；

对于所述多个路径边中的任一路径边，向所述任一路径边的所有方向均扩展预设宽度，得到所述任一路径边的四边形；

将所述多个路径边对应的多个四边形进行连通，以得到所述允许移动区域。

4.如权利要求3所述的导航地图的确定方法，其特征在于，基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图，包括：

获取所述允许移动区域在X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及获取所述允许移动区域在Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点；

根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点，以及所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点分别确定所述导航地图的宽度和高度。

5.如权利要求4所述的导航地图的确定方法，其特征在于，根据所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的宽度，包括：

确定所述X轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第一差值；

获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；

将所述第一差值和所述分辨率的商作为所述导航地图的宽度。

6.如权利要求4所述的导航地图的确定方法，其特征在于，根据所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点确定所述导航地图的高度，包括：

确定所述Y轴方向的最大位姿点和最小位姿点的第二差值；

获取所述移动机器人对应的导航地图的分辨率；

将所述第二差值和所述分辨率的商作为所述导航地图的高度。

7.一种导航地图的确定装置，其特征在于，所述确定装置包括：

第一确定模块，用于确定移动机器人在移动路径上的多个路径点，其中，所述多个路径点等间隔设置在所述移动路径上；

第二确定模块，用于从所述多个路径点中确定出路径拐点，其中，所述移动机器人在所述路径拐点上的行进角度偏差超过第一预设阈值；

第三确定模块，用于根据确定出的所述路径拐点确定所述移动机器人的允许移动区域，并基于所述允许移动区域确定所述移动机器人对应的导航地图。

8.如权利要求7所述的导航地图的确定装置，其特征在于，所述第二确定模块，还用于：

对于所述多个路径点中的任一路径点，获取所述任一路径点的前n个路径点和所述任一路径点的后n个路径点，其中，n为大于1的整数；

确定所述前n个路径点的第一平均路径点，以及所述后n个路径点的第二平均路径点；

获取在目标三角形中以所述第一平均路径点为顶点的行进角度偏差，其中，所述目标三角形为所述任一路径点，所述第一平均路径点和所述第二平均路径点首尾依次连接所组成的图形；

在所述行进角度偏差超过所述第一预设阈值的情况下，将所述任一路径点确定为所述路径拐点。

9.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至6任一项中所述的方法。

10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至6任一项中所述的方法。

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