CN113776520B - 地图构建、使用方法、装置、机器人和介质 - Google Patents

地图构建、使用方法、装置、机器人和介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种地图构建方法、地图使用方法、装置、设备和存储介质。其中，以建图机器人的激光雷达中心为起点，根据预设距离设置雷达探针；其中，所述雷达探针用于确定参考点云；控制所述建图机器人的激光雷达对目标环境进行扫描，得到扫描数据；其中，所述目标环境中包括墙壁和障碍物；根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应的虚拟墙壁；根据所述扫描数据，拟合所述雷达探针确定的参考点云，以更新所述虚拟墙壁；生成包括更新后的虚拟墙壁的目标地图。该技术方案保证了机器人建图的完整性，降低了障碍物对机器人建图的影响。

Description

地图构建、使用方法、装置、机器人和介质
技术领域
本申请实施例涉及机器人领域，尤其涉及一种地图构建方法、地图使用方 法、装置、机器人和存储介质。
背景技术
随着科技的发展和生产力的进一步解放，针对工业4.0对自动化产业的要 求，机器人相关技术成为国内未来发展的重点之一。其中，移动机器人的环境 建图技术尤为重要。
针对移动型机器人的建图过程，当前主流的做法是对移动机器人所处环境 直接进行扫描并确定二维环境地图。但是这种针对环境直接扫描进行建图的方 法对环境构建缺失多、准确度较低，相应的基于建图结果对机器人进行行驶控 制时，存在一定的安全隐患。
发明内容
本申请提供一种地图构建、使用方法、装置、设备和介质，以提高障碍物 遮挡情况下地图构建的全面性，进而提高机器人行驶安全。
第一方面，本申请实施例提供了一种地图构建方法，包括：
以建图机器人的激光雷达中心为起点，根据预设距离设置雷达探针；其中， 所述雷达探针用于确定参考点云；
控制所述建图机器人的激光雷达对目标环境进行扫描，得到扫描数据；其 中，所述目标环境中包括墙壁和障碍物；
根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应的虚拟墙壁；根据所述扫描数据， 拟合所述雷达探针确定的参考点云，以更新所述虚拟墙壁；
生成包括更新后的虚拟墙壁的目标地图。
第二方面，本申请实施例还提供了一种地图使用方法，包括：
获取包括虚拟墙壁的目标地图；其中，所述目标地图采用如本申请实施例 任一项所述的地图构建方法生成；
根据所述目标地图，对当前机器人进行行驶控制。
第三方面，本申请实施例还提供了一种地图构建装置，包括：
标定模块，用于以建图机器人的激光雷达中心为起点，根据预设距离设置 雷达探针；其中，所述雷达探针用于确定参考点云；
扫描数据获取模块，用于控制所述建图机器人的激光雷达对目标环境进行 扫描，得到扫描数据；其中，所述目标环境中包括墙壁和障碍物；
残缺区域确定模块，用于根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应的虚拟 墙壁；
残缺区域更新模块，用于根据所述扫描数据，拟合所述雷达探针确定的参 考点云，以更新所述虚拟墙壁；
虚拟墙壁生成模块，用于虚拟墙壁生成包括更新后的虚拟墙壁的目标地图。
第四方面，本申请实施例还提供了一种地图使用装置，包括：
地图获取模块，用于获取包括虚拟墙壁的目标地图；其中，所述目标地图 采用如本申请实施例任一项所述的地图构建方法生成；
控制模块，用于根据所述目标地图，对当前机器人进行行驶控制。
第五方面，本申请实施例还提供了一种机器人，包括：
一个或多个处理器；
存储器，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 个处理器实现如第一方面实施例提供的任一项所述的一种地图构建方法；和/或， 第二方面实施例提供的一种地图使用方法。
第六方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有 计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面实施例提供的任一项所述 的一种地图构建方法；和/或，第二方面实施例提供的一种地图使用方法。
本申请实施例的技术方案，通过对残缺区域的确定并根据参考点云更新虚 拟墙壁的操作，保证了机器人建图的完整性，降低了障碍物对机器人建图的影 响，从而解决了无法对障碍物遮挡的墙壁进行建图的缺陷，实现了对环境中所 有墙壁完整建图的效果。同时，由于墙壁被完整建图，即便环境中的障碍物离 开了原有位置，也无需对环境重新扫描建图确定墙壁位置，间接的提高了机器人的工作效率和工作的灵活性。
附图说明
图1A为本申请实施例一提供的一种地图构建方法的流程图；
图1B为本申请实施例一提供的一种雷达探针扫描过程的二维俯视图；
图2A为本申请实施例二提供的一种地图构建方法的流程图；
图2B为本申请实施例二提供的一种雷达探针扫描过程的二维俯视图；
图3A为本申请实施例三提供的一种地图构建方法的流程图；
图3B为本申请实施例三提供的一种雷达探针扫描过程的二维俯视图；
图4为本申请实施例四提供的一种地图使用方法的流程图；
图5为本申请实施例五提供的一种地图构建装置的结构图；
图6为本申请实施例六提供的一种地图使用装置的结构图；
图7为本申请实施例七提供的一种机器人的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此 处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需 要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结 构。
实施例一
图1A是本申请实施例一提供的一种地图构建方法的流程图。本申请实施 例可适用于构建被障碍物遮挡的墙壁地图的情况，该方法可以由一种地图构建 装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件实现，并具体配置于建图机器人中。
参考图1A所示的地图构建方法，应用于建图机器人，具体包括如下步骤：
S110、以建图机器人的激光雷达中心为起点，根据预设距离设置雷达探针； 其中，所述雷达探针用于确定参考点云。
其中，建图机器人是指具有地图构建能力的机器装置，可以包括但不限于 平面移动型机器人，例如服务机器人、物流机器人等。雷达探针是一种基于雷 达技术改进的扫描工具，可以配置于前述建图机器人中，其作用可以是在建图 过程中对辅助建图用的参考点进行标定，获取参考点的点云数据。预设距离可 以是预先设定的从建图机器人的激光雷达中心到墙壁的距离，可以理解为雷达 探针的起点到终点的距离。其中，雷达探针的预设距离可以是人为设定或建图 机器人根据实际场景自动确定的，例如可以设定为1米或3米。
S120、控制所述建图机器人的激光雷达对目标环境进行扫描，得到扫描数 据；其中，所述目标环境中包括墙壁和障碍物。
目标环境可以是建图机器人扫描并构建地图的现实场景，现实场景中可以 包括但不限于墙壁和各种障碍物。扫描现实场景后保存的场景数据即为扫描数 据。
具体的，可以使用建图机器人的激光雷达对预设距离内的墙壁和障碍物进 行扫描。激光雷达的扫描过程可以是以激光雷达中心为圆心面向墙壁和障碍物 扫描一个扇形区域，＝并以预设记录方式对墙壁和障碍物的信息进行存储，例如， 可以将扫描得到的墙壁和障碍物的点云数据保存下来作为扫描数据使用。
如图1B所示的雷达探针的扫描过程，建图机器人10面向障碍物11和墙壁 12，在机器人的O点安装有激光雷达发射装置，对障碍物和墙壁进行扫描，由 于视线受阻，雷达探针无法扫描到BC段墙壁的信息，因此本次扫描过程仅得 到了AB段和CD段的墙壁信息扫描数据。
S130、根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应的虚拟墙壁。
虚拟墙壁是指建图机器人根据前述步骤得到的扫描数据建立的地图信息中 的墙壁信息。在实际场景中，如图1B所示，由于障碍物将墙壁的一部分遮挡， 激光雷达无法绕过障碍物扫描后被遮挡的部分墙壁，因此建图机器人在扫描过 程中记录的墙壁信息是含有残缺区域的。
值得说明的是，可以改变机器人的位置与方向使雷达探针从不同角度对目 标环境进行扫描，从而减小因视角和视线对扫描数据获取的影响。
S140、根据所述扫描数据，拟合所述雷达探针确定的参考点云，以更新所 述虚拟墙壁。
参考点云是为补全残缺区域而定义的参考点的点云数据，参考点云的确定 可以是通过人为标定的，也可以通过建图机器人根据实际场景情况自动标定的， 本申请实施例对此不作限定。值得说明的是，为补全残缺区域以更新虚拟墙壁， 还可以直接调用扫描数据中的墙壁点云数据，讲墙壁点云数据进行拟合，得到 包含残缺区域的墙壁的点云数据，并更新原有虚拟墙壁的信息。
具体的，根据扫描数据和参考点云，将含有残缺区域的墙壁信息和残缺区 域内的参考点云进行拟合，以获得新的墙壁信息，并将新的墙壁信息保存到建 图机器人中以更新虚拟墙壁。
S150、生成包括更新后的虚拟墙壁的目标地图。
目标地图即扫描后构建的目标环境的二维地图。在前述步骤中得到了含有 残缺区域的墙壁信息，并且根据参考点云更新了墙壁信息，建图机器人可根据 这些墙壁信息构建更新后的完整虚拟墙壁，从而生成目标环境的二维地图。
在一个具体的实施方式中，可以将预先设置好雷达探针的建图机器人置于 目标环境中，例如一间屋内，建图机器人面向墙壁进行扫描，可以同时记录下 扫描到的墙壁点云和障碍物点云，建图机器人可以通过这些点云数据分析得出 被障碍物遮挡的虚拟墙壁的残缺区域信息；控制建图机器人根据已得到的墙壁 点云直接进行拟合，以填充虚拟墙壁的残缺区域，得到完整的虚拟墙壁；或者，控制建图机器人根据预设条件，通过雷达探针为虚拟墙壁的残缺区域标记参考 点云，填充虚拟墙壁的残缺区域，得到完整的虚拟墙壁。其中，拟合的方法可 以根据人为预先设定的规则进行拟合，也可以通过预设的二维拟合算法进行拟 合操作，比如最小二乘法、梯度下降法等。最终将拟合后的墙壁点云数据作为 地图信息中的墙壁信息加以存储。
本申请实施例的技术方案，通过对残缺区域的确定并根据参考点云更新虚 拟墙壁的操作，从而解决了无法对障碍物遮挡的墙壁进行建图的缺陷，实现了 对环境中所有墙壁完整建图的效果。同时，由于墙壁被完整建图，即便环境中 的障碍物离开了原有位置，也无需对环境重新扫描建图确定墙壁位置，间接的 提高了建图机器人的工作效率和工作的灵活性。
实施例二
图2A为本申请实施例二提供的一种地图构建方法的流程图。本申请实施 例是在前述实施例各技术方案的基础上，对虚拟墙壁的更新操作进行了优化， 以实现用雷达探针标定参考点获取参考点云的数据。
参考图2A所示的一种地图构建方法，具体包括如下步骤：
S210、以建图机器人的激光雷达中心为起点，根据预设距离设置雷达探针； 其中，所述雷达探针用于确定参考点云。
S220、控制所述建图机器人的激光雷达对目标环境进行扫描，得到扫描数 据；其中，所述目标环境中包括墙壁和障碍物。
S230、根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应得虚拟墙壁。
S240、控制所述雷达探针在所述残缺区域中标定参考点，得到参考点云。
其中，可以使用雷达探针将虚拟墙壁的残缺区域进行标定，将标定的参考 点信息作为点云数据进行存储。可选的，可以使用雷达探针的端点在所述残缺 区域中对参考点进行标定，雷达探针的端点是指雷达探针的顶端。标定的方法 可以是人为标定，也可以是建图机器人根据实际场景进行标定。
S250、根据所述参考点云，更新所述虚拟墙壁。
根据前述步骤获取的参考点的点云数据，将参考点云进行拟合以补全虚拟 墙壁的残缺区域，进而更新虚拟墙壁的墙壁信息。
S260、生成包括更新后的虚拟墙壁的目标地图。
在一种可选实施方式中，所述控制所述雷达探针在所述残缺区域中标定参 考点，得到参考点云，可以包括：将所述雷达探针的终点与所述虚拟墙壁的边 缘点云重合，确定所述雷达探针的扫描长度；根据所述扫描长度，沿所述虚拟 墙壁在所述残缺区域的延伸方向标定参考点，得到所述参考点云。
其中，可以通过控制建图机器人使得雷达探针终点与虚拟墙壁边缘的点云 数据重合，建图机器人获得当前激光雷达和残缺区域的距离，根据这一距离， 建图机器人沿着已有的虚拟墙壁点云数据(即未被障碍物遮挡而直接被建图机 器人扫描记录的墙壁信息)向残缺区域的延伸方向标定参考点，将得到的参考 点云加以存储。
在另一种可选的实施方式中，使用雷达探针时，用户还可以移动建图机器 人位于采集墙壁信息的位置，通过调整机器人的位置和角度，使得探针捕捉距 离机器人预设距离处的虚拟点云。可以根据已有的扫描数据，调整建图机器人 雷达探针的角度，使得雷达探针的终点位于已有扫描数据中虚拟墙壁的延长线上，此时雷达探针终点位置的点云为有效参考点，确认标定并重复多次标定操 作，进行虚拟墙拟合步骤，最后得到完整连续的虚拟墙壁。该实施方式的技术 方案可以适应更多的复杂场景，面对环境中的一些可移动障碍物，或者不规则 墙壁，可以适应性的调节对参考点云的标定，提高了机器人的建图准确性和建 图效率。
综上，在一个具体的示例中，如图2B所示，图中展示的情况是已经确定了 虚拟墙壁EH段的信息，其中包括EF段和GH段的墙壁信息和FG段的残缺区 域。将建图机器人的雷达探针OT的端点T与残缺区域FG的端点F进行重合， 并确定OT长度，根据OT长度平移建图机器人，向残缺区域FG的方向进行移 动并标定参考点(即图中黑色实心点)，由这些参考点的点云数据可以拟合完整 的虚拟墙壁。
上述实施方式根据雷达探针的长度对残缺区域进行参考点的标定，利用了 雷达探针的特性，基于距离标定参考点的方法，简单高效，简化了确定残缺区 域墙壁信息的过程，同时保证了参考点的准确度，间接的提高了确定虚拟墙壁 的效率和质量，为拟合完整虚拟墙壁提供基础。
本申请实施例的技术方案，对残缺区域进行参考点的标定进而更新虚拟墙 壁，其中，使用雷达探针对残缺区域进行参考点的标定，使得参考点云更加精 确，提高了对虚拟墙壁建图的准确度，提升了建图机器人的针对被遮挡墙壁建 图的能力。
实施例三
图3A为本申请实施例三提供的一种地图构建方法的流程图。本申请实施 例是在前述实施例各技术方案的基础上，对获取扫描数据并确定残缺区域的操 作进行了优化，以实现从不同角度获取扫描数据并更新残缺区域。
参考图3A所示的一种地图构建方法，具体包括如下步骤：
S310、以建图机器人的激光雷达中心为起点，根据预设距离设置雷达探针； 其中，所述雷达探针用于确定参考点云。
S320、控制所述建图机器人的激光雷达沿不同控制角度对所述目标环境进 行扫描，得到不同角度下的扫描数据。
具体的，建图机器人若从单一位置的单一角度对目标环境进行扫描，通过 透视关系，仅仅得到当前角度对应的扫描数据，由于视角和视线的影响，该扫 描数据中的虚拟墙壁的残缺部分较多。因此，通过控制建图机器人变换位置和 角度，使得雷达探针从不同的角度对同一目标环境再次扫描，即得到与先前不 同的扫描数据。
可选的，可以至少对建图机器人变换两次位置和角度对同一目标环境进行 扫描，具体变换次数可以由人为设定，也可以是建图机器人根据实际情况自动 确定。
S330、根据所述不同角度下的扫描数据，确定包括残缺区域的虚拟墙壁。
基于前述至少两次建图机器人处于不同位置和扫描角度的扫描数据，将这 些数据进行整理并生成含有残缺区域的虚拟墙壁。可选的，可以将不同角度下 扫描到的墙壁点云数据一起整合成虚拟墙壁的点云数据；还可以每扫描一次， 将扫描到的点云数据在上次扫描的基础上进行叠加。
S340、根据所述扫描数据，拟合所述残缺区域中的参考点云，以更新所述 虚拟墙壁。
S350、生成包括更新后的虚拟墙壁的目标地图。
在一种可选实施方式中，所述控制所述建图机器人的激光雷达沿不同控制 角度对所述目标环境进行扫描，得到不同角度下的扫描数据，可以包括：沿前 一控制角度所确定的残缺区域的缩小方向确定本次控制角度；控制所述建图机 器人的激光雷达沿所述本次控制角度对所述目标环境进行扫描，得到所述本次控制角度的扫描数据。
具体的，在前一次确定了虚拟墙壁的残缺区域后，可以将建图机器人朝着 能够缩小残缺区域的方向进行移动，并找到当前的扫描角度对同一目标环境进 行扫描，以获取扫描得到的虚拟墙壁的点云数据。
上述实施方式通过控制建图机器人朝着可以缩小残缺区域的方向移动从而 变换扫描角度的方法，实现了对虚拟墙壁的残缺区域的缩小更新，相当于扩充 了障碍物遮挡的虚拟墙壁的点云数据，变换扫描角度越多，墙壁的点云数据越 多，通过改变角度进行扫描使得残缺区域越来越小，需要标定的参考点云相应 越少，对墙壁建图越精细。该方法提高了建图机器人对墙壁建图的准确性，提升了建图机器人建图的效率。
在一种可选实施方式中，所述根据所述不同角度下的扫描数据，确定包括 残缺区域的虚拟墙壁，可以包括：将所述前一控制角度所确定的包括残缺区域 的虚拟墙壁，作为本次虚拟墙壁；将所述本次控制角度的扫描数据叠加至所述 本次虚拟墙壁，以更新所述本次虚拟墙壁中的残缺区域；其中，首个控制角度 的前一控制角度对应参考虚拟墙壁为空。
具体的，若当前扫描是对目标环境的首次扫描，即首个控制角度下对目标 环境进行扫描时，用以存储数据的机器人内存、服务器或云端中没有任何墙壁 的点云数据，也就意味着没有虚拟墙壁，需要首次扫描并加载含有残缺区域的 虚拟墙壁的点云数据。
之后的每次扫描，由于变换了扫描角度，透视关系的变化使得每次扫描得 到的含有残缺区域的虚拟墙壁的点云数据各不相同，因此在之前扫描到的点云 数据的基础上，将每次扫描得到的点云数据依次叠加，可以得到多次扫描的点 云数据的并集，以此更新虚拟墙壁中的残缺区域。
上述实施方式通过多次扫描数据的叠加以更新残缺区域的方法，简单高效 的将多次不同角度扫描得到的点云数据进行整合，获取了更为精细的虚拟墙壁 的点云数据，提高了虚拟墙壁的确定精度，同时使残缺区域随着多次扫描数据 的叠加越来越小，降低了确定参考点云的数量，使虚拟墙壁的拟合更为精准。
在一个具体的实现方式中，如图3B所示的雷达探针扫描过程，当前建图机 器人处于30位置，通过雷达探针对障碍物32和墙壁33进行扫描，由于视角和 视线受阻，建图机器人在30位置上无法扫描到PQ段的墙壁信息；同理，移动 当前建图机器人到31位置，调整雷达探针的扫描角度，无法扫描到MN段的墙 壁信息，但由于PQ段和MN段的墙壁信息存在交集，建图机器人可以通过雷达探针在两次扫描过程中分别扫描到MP段和NQ段的墙壁信息，因此可以将 这两次扫描得到的墙壁信息进行整合，缩小残缺区域以更新虚拟墙壁。
本申请实施例的技术方案，通过控制雷达探针在不同角度对目标环境扫描， 获取更为精细的虚拟墙壁的点云数据，更新虚拟墙壁的同时缩小了残缺区域， 使得虚拟墙壁的确定更为精准有效，该方法提高了虚拟墙壁确定的准确性，减 小了因残缺区域较大对虚拟墙壁确定的影响，提升了建图机器人建图的效率。
实施例四
图4为本申请实施例四提供的一种地图使用方法的流程图。本申请实施例 可适用于使用机器人构建的地图的情况，该方法可以由一种地图使用装置来执 行，该装置可以采用软件和/或硬件实现，并具体配置于当前机器人中。其中， 当前机器人可以理解为当前行驶过程中的机器人，可以与建图机器人相同或不 同。
参考图4所示的地图使用方法，应用于当前机器人，具体包括如下步骤：
S410、获取包括虚拟墙壁的目标地图。
其中，所述目标地图采用如本申请上述各实施例所提供的任意一种地图构 建方法生成。
S420、根据所述目标地图，对当前机器人进行行驶控制。
具体的，当前机器人可以对已经生成的包括虚拟墙壁的目标地图进行调用， 并根据目标地图在现实场景中进行行驶控制，其中，行驶控制包括但不限于避 障控制等。
本申请实施例的技术方案，通过获取目标地图6并据此控制建图机器人运 动，防止机器人在环境中运动时与墙壁和/或障碍物进行碰撞，提高了建图机器 人的工作效率，提升了机器人工作的灵活性，有助于提高当前机器人的行驶安 全。
实施例五
图5是本申请实施例五提供的一种地图构建装置的结构图，本申请实施例 可适用于构建被障碍物遮挡的墙壁地图的情况，该装置可以由软件和/或硬件的 方式来实现，可配置于建图机器人中。如图5所示，该装置可以包括：
标定模块510，用于以建图机器人的激光雷达中心为起点，根据预设距离 设置雷达探针；其中，所述雷达探针用于确定参考点云；
扫描数据获取模块520，用于控制所述建图机器人的激光雷达对目标环境 进行扫描，得到扫描数据；其中，所述目标环境中包括墙壁和障碍物；
残缺区域确定模块530，用于根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应的 虚拟墙壁；
残缺区域更新模块540，用于根据所述扫描数据，拟合所述雷达探针确定 的参考点云，以更新所述虚拟墙壁；
虚拟墙壁生成模块550，用于虚拟墙壁生成包括更新后的虚拟墙壁的目标 地图。
本申请实施例的技术方案，通过对残缺区域的确定并根据参考点云更新虚 拟墙壁的操作，保证了机器人建图的完整性，降低了障碍物对机器人建图的影 响，从而解决了无法对障碍物遮挡的墙壁进行建图的缺陷，实现了对环境中所 有墙壁完整建图的效果。同时，由于墙壁被完整建图，即便环境中的障碍物离 开了原有位置，也无需对环境重新扫描建图确定墙壁位置，间接的提高了机器人的工作效率和工作的灵活性。
在一种可选实施方式中，所述残缺区域更新模块540可以包括：
参考点云获取单元，用于控制所述雷达探针在所述残缺区域中标定参考点， 得到参考点云；
虚拟墙壁更新单元，用于根据所述参考点云，更新所述虚拟墙壁。
在一种可选实施方式中，所述参考点云获取单元可以包括：
扫描长度确定子单元，用于将所述残缺区域的边缘点云与所述雷达探针端 点重合，确定所述雷达探针的扫描长度；
参考点云获取子单元，用于根据所述扫描长度，沿所述虚拟墙壁在所述残 缺区域的延伸方向标定参考点，得到所述参考点云。
在一种可选实施方式中，所述扫描数据获取模块520可以包括：
扫描数据获取单元，用于控制所述建图机器人的激光雷达沿不同控制角度 对所述目标环境进行扫描，得到不同角度下的扫描数据；
所述残缺区域确定模块530可以包括：
残缺区域确定单元，用于根据所述不同角度下的扫描数据，确定包括残缺 区域的虚拟墙壁。
在一种可选实施方式中，所述扫描数据获取单元可以包括：
控制角度确定子单元，用于沿前一控制角度所确定的残缺区域的缩小方向 确定本次控制角度；
扫描数据确定子单元，用于控制所述建图机器人的激光雷达沿所述本次控 制角度对所述目标环境进行扫描，得到所述本次控制角度的扫描数据。
在一种可选实施方式中，所述残缺区域确定单元可以包括：
虚拟墙壁确定子单元，用于将所述前一控制角度所确定的包括残缺区域的 虚拟墙壁，作为本次虚拟墙壁；
残缺区域更新子单元，用于将所述本次控制角度的扫描数据叠加至所述本 次虚拟墙壁，以更新所述本次虚拟墙壁中的残缺区域；
其中，首个控制角度的前一控制角度对应参考虚拟墙壁为空。
本申请实施例所提供的地图构建装置可执行本申请任意实施例所提供的地 图构建方法，具备执行各地图构建方法相应的功能模块和有益效果。
实施例六
图6是本申请实施例六提供的一种地图使用装置的结构图，本申请实施例 可适用于使用机器人构建的地图的情况，该装置可以由软件和/或硬件的方式来 实现，可配置于当前机器人中。其中，当前机器人与前述建图机器人相同或不同。
如图6所示，该装置可以包括：
地图获取模块610，用于获取包括虚拟墙壁的目标地图；其中，所述目标 地图采用如本申请实施例任一项所述的地图构建方法生成；
控制模块620，用于根据所述目标地图，对当前机器人进行行驶控制。
本申请实施例的技术方案，通过获取目标地图并据此控制机器人运动，防 止机器人在环境中运动时与墙壁和/或障碍物进行碰撞，提高了机器人的工作效 率，提升了机器人工作的灵活性。
本申请实施例所提供的地图构建装置可执行本申请任意实施例所提供的地 图使用方法，具备执行各地图使用方法相应的功能模块和有益效果。
实施例七
图7是本申请实施例七提供的一种机器人的结构图。图7示出了适于用来 实现本申请实施方式的示例性机器人712的框图。图7展示的机器人712仅仅 是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图7所示，机器人712以通用计算设备的形式表现。机器人712的组件 可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元716，系统存储器728， 连接不同系统组件(包括系统存储器728和处理单元716)的总线718。
总线718表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总 线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构 (ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标 准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
机器人712典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能 够被机器人712访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不 可移动的介质。
系统存储器728可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如 随机存取存储器(RAM)730和/或高速缓存存储器732。机器人712可以进一 步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为 举例，存储系统734可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图7未展示， 通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图7中未示出，可以提供用于对可移动非易失性 磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如 CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线718相连。存储器728可 以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本申请各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块742的程序/实用工具740，可以存储在例 如存储器728中，这样的程序模块742包括但不限于操作系统、一个或者多个 应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可 能包括网络环境的实现。程序模块742通常执行本申请所描述的实施例中的功 能和/或方法。
机器人712也可以与一个或多个外部设备714(例如键盘、指向设备、展 示器724等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该机器人712交互的设 备通信，和/或与使得该机器人712能与一个或多个其它计算设备进行通信的任 何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O) 接口722进行。并且，机器人712还可以通过网络适配器720与一个或者多个 网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通 信。如图所示，网络适配器720通过总线718与机器人712的其它模块通信。 应当明白，尽管图中未示出，可以结合机器人712使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID 系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元716通过运行存储在系统存储器728中的多个程序中其他程序的 至少一个，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本申请实施例任一 项所提供的地图构建方法，和/或，本申请任意实施例所提供的地图使用方法。
实施例八
本申请实施例八还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序 (或称为计算机可执行指令)，该程序被处理器执行时用于执行本申请实施例所 提供的一种地图构建方法：以建图机器人的激光雷达中心为起点，根据预设距 离设置雷达探针；其中，所述雷达探针用于确定参考点云；控制所述建图机器 人的激光雷达对目标环境进行扫描，得到扫描数据；其中，所述目标环境中包 括墙壁和障碍物；根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应的虚拟墙壁；根据所述扫描数据，拟合所述雷达探针确定的参考点云，以更新所述虚拟墙壁；生 成包括更新后的虚拟墙壁的目标地图。
本申请实施例还提供了另一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程 序(或称为计算机可执行指令)，该程序被处理器执行时用于执行本申请实施例 所提供的一种地图使用方法：获取包括虚拟墙壁的目标地图；其中，所述目标 地图采用本申请实施例所述的地图构建方法生成；根据所述目标地图，对当前 机器人进行行驶控制。
本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质 的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储 介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、 或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的 更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式 计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可 编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、 光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机 可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据 信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种 形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读 的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算 机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不 限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请实施例操 作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如 Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言诸如“C”语言或类 似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户 计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程 计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的 情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN) 连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员 会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进 行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽 然通过以上实施例对本申请实施例进行了较为详细的说明，但是本申请实施例 不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种地图构建方法，其特征在于，包括：
以建图机器人的激光雷达中心为雷达探针的起点，根据预设距离设置雷达探针的终点；其中，所述雷达探针用于确定参考点云；
控制所述建图机器人的激光雷达对目标环境进行扫描，得到扫描数据；其中，所述目标环境中包括墙壁；
根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应的虚拟墙壁；
根据所述扫描数据，拟合所述雷达探针确定的参考点云，以更新所述虚拟墙壁；
生成包括更新后的虚拟墙壁的目标地图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述扫描数据，拟合所述雷达探针确定的参考点云，以更新所述虚拟墙壁，包括：
所述虚拟墙壁包括残缺区域，其中，所述残缺区域由所述目标环境的障碍物遮挡所述墙壁生成；
控制所述雷达探针在所述残缺区域中标定参考点，得到参考点云；
根据所述参考点云，更新所述虚拟墙壁。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述雷达探针在所述残缺区域中标定参考点，得到参考点云，包括：
将所述雷达探针的终点与所述虚拟墙壁的边缘点云重合，确定所述雷达探针的扫描长度；
根据所述扫描长度，沿所述虚拟墙壁在所述残缺区域的延伸方向标定参考点，得到所述参考点云。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述建图机器人的激光雷达对目标环境进行扫描，得到扫描数据，包括：
控制所述建图机器人的激光雷达沿不同控制角度对所述目标环境进行扫描，得到不同角度下的扫描数据；
根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应的虚拟墙壁，包括：
根据所述不同角度下的扫描数据，确定包括残缺区域的虚拟墙壁。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述建图机器人的激光雷达沿不同控制角度对所述目标环境进行扫描，得到不同角度下的扫描数据，包括：
沿前一控制角度所确定的残缺区域的缩小方向确定本次控制角度；
控制所述建图机器人的激光雷达沿所述本次控制角度对所述目标环境进行扫描，得到所述本次控制角度的扫描数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述不同角度下的扫描数据，确定包括残缺区域的虚拟墙壁，包括：
将所述前一控制角度所确定的包括残缺区域的虚拟墙壁，作为本次虚拟墙壁；
将所述本次控制角度的扫描数据叠加至所述本次虚拟墙壁，以更新所述本次虚拟墙壁中的残缺区域；
其中，首个控制角度的前一控制角度对应参考虚拟墙壁为空。
7.一种地图使用方法，其特征在于，包括：
获取包括虚拟墙壁的目标地图；其中，所述目标地图采用权利要求1-6任一项所述的地图构建方法生成；
根据所述目标地图，对当前机器人进行行驶控制。
8.一种地图构建装置，其特征在于，包括：
标定模块，用于以建图机器人的激光雷达中心为雷达探针的起点，根据预设距离设置雷达探针的终点；其中，所述雷达探针用于确定参考点云；
扫描数据获取模块，用于控制所述建图机器人的激光雷达对目标环境进行扫描，得到扫描数据；其中，所述目标环境中包括墙壁；
残缺区域确定模块，用于根据所述扫描数据，确定与所述墙壁对应的虚拟墙壁；
残缺区域更新模块，用于根据所述扫描数据，拟合所述雷达探针确定的参考点云，以更新所述虚拟墙壁；
虚拟墙壁生成模块，用于虚拟墙壁生成包括更新后的虚拟墙壁的目标地图。
9.一种地图使用装置，其特征在于，包括：
地图获取模块，用于获取包括虚拟墙壁的目标地图；其中，所述目标地图采用权利要求1-6任一项所述的地图构建方法生成；
控制模块，用于根据所述目标地图，对当前机器人进行行驶控制。
10.一种机器人，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，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1-6任一项所述的一种地图构建方法，和/或，实现如权利要求7所述的地图使用方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的一种地图构建方法，和/或，实现如权利要求7所述的地图使用方法。
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