CN114001743A - 地图绘制方法，装置，系统，存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地图绘制方法，装置，系统，存储介质及电子设备，其中地图绘制方法包括：获得AOA定位数据，所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；其中，所述AOA定位数据由信号接收机根据接收的无线信号确定，所述无线信号是行走设备在目标区域内行走时发送的信号；根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置；根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。本发明的地图绘制方法，其成本显著降低，绘制效率明显提高，解决了物品位置变化后的地图重绘成本高的技术问题。

Description

地图绘制方法，装置，系统，存储介质及电子设备

技术领域

本发明涉及AOA定位技术领域，尤其涉及一种地图绘制方法，装置，系统，存储介质及电子设备。

背景技术

目前针对室外地图，通过航拍和卫星照片以及基本的人工智能识别，已经在一定程度上实现了智能绘制。但是，针对室内地图的智能绘制技术还不成熟，地图的生成比较依赖人工绘制，或者基于室内设计CAD图绘绘制生成。目前市场上大部分室内地图的供应商都要求客户提供CAD设计图纸或者专人上门测量，这种地图生成办法存在明显的缺陷：一方面是安全问题，一些涉密的区域排斥向外提供具体的设计图纸；另一方面，室内一些可移动的物品，摆设，比如桌椅板凳，经常移动位置，因此一次性绘制的地图提供无法满足后续需求，并且基于CAD设计图进行地图绘制的成本较高，对于经常改变物品位置的应用场景，容易造成成本的失控。

因此，目前现有技术无法在室内摆设移动后，进行低成本的室内地图重绘。

发明内容

本申请实施例通过提供一种地图绘制方法，装置，系统，存储介质及电子设备，解决了目前基于CAD设计图纸进行人工绘制地图的方案，在物品移动后存在地图重绘成本高的技术问题。

第一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种地图绘制方法，包括：

获得AOA定位数据，所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；其中，所述AOA定位数据由信号接收机根据接收的无线信号确定，所述无线信号是行走设备在目标区域内行走时发送的信号；

根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置；

根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。

在一些实施方式中，所述绘制方法还包括：

获得接收信号强度指示；所述接收信号强度指示由所述信号接收机根据接收的无线信号确定；

所述根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图，包括：

根据接收信号强度指示和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物的特征信息；所述特征信息包括遮挡物形状和遮挡物种类；

根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述特征信息，绘制所述目标区域的地图。

在一些实施方式中，所述根据所述接收信号强度指示和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物的特征信息，包括：

根据所述接收信号强度指示，确定信号衰减区域和所述信号衰减区域对应的衰减参数；所述信号衰减区域为所述接收信号强度指示低于基准值时，所述行走设备所处的位置区域；所述衰减参数根据所述接收信号强度指示与所述基准值确定；

根据所述信号衰减区域和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物形状；并根据所述衰减参数，确定遮挡物材质；

根据所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，确定所述遮挡物种类。

在一些实施方式中，所述根据所述信号衰减区域和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物形状，包括：

根据所述遮挡物位置或所述行走区域，确定所述遮挡物的底面轮廓；

根据所述遮挡物位置，所述信号衰减区域以及所述信号接收机的位置，确定所述遮挡物的高度信息；

根据所述底面轮廓和所述高度信息，获得所述遮挡物形状。

在一些实施方式中，所述根据所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，确定所述遮挡物种类，包括：

将所述遮挡物形状和所述遮挡物材质输入遮挡物分类模型，输出所述遮挡物种类。

在一些实施方式中，所述根据所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，确定所述遮挡物种类，包括：

根据所述遮挡物对应的所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，遍历遮挡物数据库中的每个候选遮挡物，确定所述遮挡物与候选遮挡物之间的相似度；在所述遮挡物数据库中，每个候选遮挡物映射有遮挡物种类，遮挡物形状和遮挡物材质；

将选定遮挡物映射的遮挡物种类确定为所述遮挡物的遮挡物种类；所述选定遮挡物是相似度满足预设条件的候选遮挡物。

在一些实施方式中，所述根据所述衰减参数，确定遮挡物材质，包括：

根据所述衰减参数以及衰减参数与材质的映射关系，确定所述遮挡物材质。

在一些实施方式中，所述信号衰减区域包括N个衰减子区域；其中，相邻两个衰减子区域之间的衰减参数不同，N>1且为整数；

所述根据所述衰减参数以及衰减参数与材质的映射关系，确定所述遮挡物材质，包括：

根据每个衰减子区域对应的衰减参数，确定每个衰减子区域对应的遮挡物局部材质；

根据N个所述遮挡物局部材质，确定遮挡物材质组成，并将所述遮挡物材质组成作为所述遮挡物材质。

在一些实施方式中，所述根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物位置，包括：

根据所述AOA定位数据，确定所述行走区域，所述遮挡物位置，以及所述目标区域中的障碍物位置；

所述根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图，包括：

根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述障碍物位置，绘制所述目标区域的地图。

在一些实施方式中，所述信号接收机包括第一基站和第二基站；在所述根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图之前，所述绘制方法还包括：

获得第一到达时间相位差和第二到达时间相位差；所述第一到达时间相位差根据所述第一基站接收的无线信号确定，所述第二到达时间相位差根据所述第二基站接收的无线信号确定；

根据所述第一到达时间相位差和所述第二到达时间相位差，确定地面不平度；

所述根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图，包括：

根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述地面不平度，绘制所述目标区域的地图。

在一些实施方式中，所述根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，包括：

根据所述AOA定位数据，确定第一区域；

根据激光扫描数据，确定第二区域；所述激光扫描数据为所述行走设备通过激光扫描所述目标区域获得的数据；

根据所述第一区域和所述第二区域，确定所述行走区域。

第二方面，基于同一发明构思，本申请通过本申请的一实施例，提供如下技术方案：

一种地图绘制装置，包括：

获取模块，用于获得AOA定位数据，所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；其中，所述AOA定位数据由信号接收机根据接收的无线信号确定，所述无线信号是行走设备在目标区域内行走时发送的信号；

确定模块，用于根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置；

绘制模块，用于根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。

第三方面，基于同一发明构思，本申请通过本申请的一实施例，提供如下技术方案：

一种地图绘制系统，所述绘制系统包括地图绘制终端，行走设备和信号接收机；

所述行走设备用于在目标区域内行走，并在行走过程中向所述信号接收机发送无线信号；

所述信号接收机用于接收所述无线信号，根据所述无线信号确定AOA定位数据，并将所述AOA定位数据发送至所述地图绘制终端；所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；

所述地图绘制终端用于接收所述AOA定位数据，并根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置，并根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。

第四方面，基于同一发明构思，本申请通过本申请的一实施例，提供如下技术方案：

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前述技术方案中任一项绘制方法的步骤。

第五方面，基于同一发明构思，本申请通过本申请的一实施例，提供如下技术方案：

一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行前述技术方案中任一项所述绘制方法的步骤。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种基于AOA定位的地图绘制方法，通过获取AOA定位数据中的信号到达方向角和信号到达夹角，可对定位行走设备，确定出行走设备的行走区域和遮挡物位置，然后根据行走区域和遮挡物位置绘制目标区域地图；上述方法基于在目标区域移动的行走设备和固定的AOA基站，采用AOA定位技术进行地图的绘制，相对于人工绘制具有成本优势；若目标区域内的物品，即遮挡物发生了移动，则控制行走设备再次扫描即可重绘地图；与基于CAD设计图进行人工重绘地图的方案相比，本方案的地图绘制成本显著降低，绘制效率明显提高；同时，利用行走设备进行地图绘制，还满足了目标区域的涉密要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的地图绘制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中提供的AOA基站与行走设备的示意图；

图3为本发明实施例中提供的确定遮挡物高度信息的示意图；

图4为本发明实施例中提供的基于双AOA基站进行地图绘制的示意图；

图5为本发明另一个实施例提供的地图绘制装置的示意图；

图6为本发明又一个实施例提供的地图绘制系统的示意图；

图7为本发明又一个实施例提供的计算机存储介质的结构示意图；

图8为本发明又一个实施例提供的服务器的结构示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

为了解决目前基于CAD设计图纸进行人工绘制地图的方案，在室内摆设移动后存在地图重绘成本高的技术问题，本发明提供了一种地图绘制方法，其整体思路为：

获得AOA定位数据，所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；其中，所述AOA定位数据是信号接收机根据接收的无线信号确定，所述无线信号是行走设备在目标区域内行走时发送的信号；根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置；根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。

上述方法优势体现在：基于在目标区域移动的行走设备和固定的AOA基站，采用AOA定位技术进行地图的绘制，相对于人工绘制具有成本优势；若目标区域内的物品，即遮挡物发生了移动，则控制行走设备再次扫描即可重绘地图；与基于CAD设计图进行人工重绘地图的方案相比，本方案的地图绘制成本显著降低，绘制效率明显提高；同时，利用行走设备进行地图绘制，还满足了目标区域的涉密要求。

上述地图绘制方案，尤其适用于室内地图的自动、精确绘制，如室内资产管理所需的地图，或者室内仓库物品管理的地图。

接下来结合具体实施方式，对上述方案进行详细的说明：

请参阅图1，在本发明一个实施例中，提供了一种地图绘制方法，包括：

S101：获得AOA定位数据，所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；其中，所述AOA定位数据由信号接收机根据接收的无线信号确定，所述无线信号是行走设备在目标区域内行走时发送的信号；

具体的，AOA(Angle of Arrival，到达角度)定位系统包括一个可移动的发射机(行走设备)和一个以上的信号接收机(AOA基站)，发射机和接收机上设置有无线收发芯片，通过开发无线信号射频端的载波振幅和相位值收发(I/Q值)，然后设计AOA基站的天线整列，即可通过使用I/Q值计算出AOA角度方位。无线信号可以是蓝牙信号，也可以是Wifi，Lora等近场通信信号，在此不做具体限定；在后续内容中，若无特别说明，均以蓝牙信号为例进行阐述。行走设备可以是行走小车，扫地机器人或其它类型的具有自主行走能力的巡检设备，在此对行走设备的形式不做具体限定。行走设备中预置移动和转向控制算法，可在目标区域内自行移动，并在碰到物体后自行转向。

请参阅图2，示出了一种使用一个AOA基站进行AOA定位的原理简示：AOA基站接收到行走设备的信号，可以获得信号到达方向角和信号到达夹角。其中，方向角是所述无线信号的入射方向与X轴的夹角，或入射方向与Y轴的夹角，用α表示，夹角是信号的入射方向与Z轴的夹角，用θ表示；X轴，Y轴，Z轴属于基站坐标系中的坐标轴。根据α，θ和基站的位置(如高度H)，就能够定位出行走设备的位置。

若配备有两个以上的AOA基站进行定位，则根据AOA基站确定的信号到达角度，可直接定位出行走设备的所在位置，具体可参考AOA定位的现有技术。

需要说明的是，本实施例通过地图绘制终端执行绘制地图方法，地图绘制终端可以是电脑，服务器等设备，在此不做限定；地图绘制终端从AOA基站处获得AOA定位数据，并根据AOA定位数据进行处理并进行地图绘制。

若无特别说明，本实施例以单AOA基站定位说明实施原理，本领域技术人员在得知单AOA基站的实施原理后，可以将其复用至多AOA基站的应用场景。

S102：根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置；

具体的，根据AOA基站对行走设备的定位，可以确定行走设备在目标区域内的行走轨迹，而根据行走轨迹可以确定出行走区域和遮挡物位置。对于放置在目标区域内的物体，其与地面接触的部分会阻挡行走装置继续行走。行走装置搭载有寻路算法，在撞到墙或者物体时可按照既定算法转向；寻路算法为现有技术在此不做过多描述。因此当行走装置在目标区域内的定位扫描完成后，所有的行走轨迹组成了行走区域，而行走轨迹未到达的封闭区域代表了物体的位置，同时也显示出了物体的底面轮廓。

在一些可选的实施方式中，为了提高行走区域的确定精度，所述行走区域可采用如下的确定方法：

根据所述AOA定位数据，确定第一区域；

根据激光扫描数据，确定第二区域；所述激光扫描数据为所述行走设备通过激光扫描所述目标区域获得的数据；

根据所述第一区域和所述第二区域，确定所述行走区域。

在实施上述方案时，可以在行走设备上增加激光扫描设备，如激光雷达或激光扫描传感器，在行走过程中通过实时扫描周围环境，得到激光扫描数据。接着，根据AOA定位数据，可以确定出行走区域A；根据激光扫描数据，可以确定出行走区域B，通过对行走区域A和B的融合，得到最终的行走区域。融合的方式可以是对A和B取范围并集，即将A和B合并得到最终的行走区域；或者对A和B取范围交集，以A和B的公共区域作为最终的行走区域；或者在公共区域的基础上，对A和B的剩余区域进行平均或加权处理，得到最终的行走区域。

S103：根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图；

根据上述信息，即可绘制出目标区域的地图，地图包括可供行走的行走区域，以及不可行走的障碍物区域。

在一些可选的实施方式中，根据AOA定位数据还可以确定目标区域内的障碍物位置。因此在绘制地图时，根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述障碍物位置，绘制所述目标区域的地图。

本实施例中的障碍物，是在目标区域内行走轨迹虽然连续但不能形成封闭区域的物体，或者是位于目标区域边界处的阻挡行走设备行走的物体，如墙体，靠近墙体放置的柜子等。在地图绘制时，第一步可以是控制行走设备围绕目标区域的边界行走一圈，不仅可以确定出行走区域的边界，还能同步确定障碍物位置。

本实施例中的遮挡物是位于目标区域内的物体，行走设备可以从遮挡物下方穿过(如桌子或椅子)，或者绕到遮挡物背后(如柜子)。因此，遮挡物位置在地图上表现为行走设备不能到达，行走轨迹所围成的封闭区域。同时，当遮挡物位于行走设备与AOA基站的信号连线之间时，会导致AOA基站接收到的信号减弱。需要说明的是：在图2中，处于地面的圆形区域(图中的散点填充区域)为高精度定位区，在高精度定位区内，只要不存在遮挡，AOA基站接收到的无线信号的强度就不会减弱；只有当行走设备走出高精度定位区后，信号才会减弱。高精度定位区在行走设备的底面区域的覆盖区域，约为半径3H的圆形区域。在采用单AOA基站进行地图绘制时，需要控制目标区域被高精度定位区完全覆盖。

在AOA定位技术中，表征基站接收到的信号强度的量为接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator，RSSI)。在没有遮挡物，行走设备处于高精度定位区的情况下，AOA基站接收到行走设备的无线信号的RSSI为100％。

通常来讲，AOA作为定位技术，需要保证发射端与接收端之间的环境空旷无阻挡，当两者之间存在有遮挡物时，信号强度会有所下降，会导致定位的准确度下降。但本发明从另一个角度出发，利用遮挡物对信号的阻挡作用，结合RSSI可以准确的在地图上标注出遮挡物信息，从而提高地图绘制的精度，具体如下：

在一些可选的实施方式中，绘制地图的方案具体为：

获得接收信号强度指示；所述接收信号强度指示由所述信号接收机根据接收的无线信号确定；

具体来讲，信号接收机在根据接收到的无线信号确定接收信号强度指示RSSI后，将RSSI发送到地图绘制终端。信号接收机发送RSSI的时机，可以是与AOA定位数据同步发送，也可以是先发送AOA定位数据再发送RSSI，在此不做具体限定。

根据接收信号强度指示和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物的特征信息；所述特征信息包括遮挡物形状和遮挡物种类；

具体的，在AOA定位过程中，根据RSSI，可以确定出在被遮挡物遮挡后，信号衰减量有多少，出现信号衰减区域的位置以及信号衰减区域的形状。通过研究表明，信号衰减量可以反映遮挡物的材质信息，信号衰减区域的位置和形状可以反映遮挡物的形状轮廓，根据遮挡物的材质信息和形状轮廓，可以确定出遮挡物的具体种类，举例来说，即遮挡物到底是椅子，是桌子，还是柜子。

基于此，在一些可选的实施方式中，遮挡物的特征信息的确定方法为：

根据所述RSSI，确定信号衰减区域和所述信号衰减区域对应的衰减参数；所述信号衰减区域为所述RSSI低于基准值时，所述行走设备所处的位置区域；所述衰减参数根据所述RSSI与所述基准值确定。

具体的，信号衰减区域是行走设备在地面行走时，AOA基站采集到AOA定位信号低于基准值的区域。基准值是行走设备在高精度定位区(信号不衰减的区域)行走且不存在遮挡时，AOA接收到的信号的RSSI。衰减参数K可以通过实际RSSI与基准值之比确定(如K＝实际RSSI/基准RSSI，或K＝1-实际RSSI/基准RSSI)，也可以通过基准值与实际RSSI之差确定(K＝基准RSSI-实际RSSI)；在一些情况下，还可以引入修正系数，对RSSI的比值或差值进行修正。

根据所述信号衰减区域和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物形状；

本实施例中的信号衰减区域包含了两层信息：信号衰减区域所处的位置和信号衰减区域的形状，由于行走设备是在地面行走，因此信号衰减区域的位置和形状是在地面上的二维表示，再结合遮挡物位置，可以确定出遮挡物的形状轮廓。

在一些可选的实施例中，遮挡物形状的确定方法为：

根据所述遮挡物位置或所述行走区域，确定所述遮挡物的底面轮廓；

如前所述，在根据AOA定位数据确定行走区域时，行走轨迹不能覆盖的封闭区域既能够表示遮挡物的位置，又能够表示遮挡物的底面轮廓，故而根据行走区域或遮挡物位置，都可以确定出遮挡物的底面轮廓。

根据所述遮挡物位置，所述信号衰减区域以及所述信号接收机的位置，确定所述遮挡物的高度信息；

遮挡物的高度信息也可以称之为遮挡物的纵向轮廓，高度信息反馈是遮挡物在三维空间中的高度分布。确定遮挡物高度的原理如图3所示，当行走设备信号衰减区域走出时，根据RSSI的突变，记录此时的信号到达夹角θ，再结合信号接收机的位置信息(即基站的安装高度)和遮挡物的位置，就可以计算出遮挡物的高度；通过扫描信号衰减区域的边界，可以确定出遮挡物的在三维空间中的高度分布信息。

在得到底面轮廓(底面形状)和所述高度信息(高度)后，即可获得所述遮挡物形状，也就是遮挡物在三维空间中的轮廓描述。

然后，根据衰减参数确定遮挡物材质；其原理是不同材质的遮挡物，对信号衰减程度的影响不同，例如，木材，塑料，玻璃对RSSI的衰减影响程度为轻，而砖墙对RSSI的衰减影响程度为中，而金属对RSSI的衰减影响程度为高，甚至能完全屏蔽信号。故而，在一些可选的实施例中，根据所述衰减参数，确定遮挡物材质的方法为：根据所述衰减参数以及衰减参数与材质的映射关系，确定所述遮挡物材质。

需要说明的是，由于金属可以完全屏蔽无线信号，因此对于全金属材质的遮挡物，在前述步骤中根据AOA定位数据获得行走轨迹不能到达的封闭区域时，实际包括遮挡物的底面轮廓和信号衰减区。因此，对于能够将信号完全屏蔽的遮挡物，在确定其底面轮廓和信号衰减区域时，需要对确定算法进行调整，结合封闭区域周围的行走轨迹，将行走轨迹中断的区域确定为信号衰减区域，然后封闭区域去掉信号衰减区域后的剩余区域为遮挡物位置或底面轮廓。

衰减参数与材质映射关系是预先确定的关系数据，在根据定位数据得到RSSI后，即可通过查表得到对应的遮挡物材质。衰减参数与材质的映射关系可以通过实验确定。

在一些可选的实施方式中，根据所述衰减参数确定所述遮挡物材质的方法为：将所述衰减参数输入分类模型，确定所述遮挡物材质。分类模型是预先训练的，根据大量已知衰减参数-材质数据对训练得到的。

在一些可选的实施方式中，所述信号衰减区域包括N个衰减子区域；其中，相邻两个衰减子区域之间的衰减参数不同，N>1且为整数；

所述根据所述衰减参数以及衰减参数与材质的映射关系，确定所述遮挡物材质，包括：根据每个衰减子区域对应的衰减参数，确定每个衰减子区域对应的遮挡物局部材质；根据N个所述遮挡物局部材质，确定遮挡物材质组成，并将所述遮挡物材质组成作为所述遮挡物材质。

上述确定遮挡物的材质组成的原理是：一遮挡物可以由多种材质组成，例如，以茶几为例，茶几下部的材质为木质或钢质，而茶几上部为玻璃材质。由于不同材质对信号的阻挡程度不同。因此具有不同材质的遮挡物会在信号衰减区域中形成衰减参数不同的衰减子区域，那么根据对每个衰减子区域对应的局部材质进行识别，不仅能够识别出遮挡物中包括哪些材质，还能识别出材质组成信息，即遮挡物材质在三维空间中的分布。

在获得遮挡物的材质和遮挡物形状后，接下来根据所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，确定所述遮挡物种类。

遮挡物形状和遮挡物材质组成了遮挡物在三维空间中的物模型。遮挡物的物模型中包含遮挡物的形状信息和遮挡物的材质分布信息，形状分布与材质分布一一对应。有了上述信息，可以精确的确定出遮挡物种类，即遮挡物是什么，如办公区域的茶几，桌子，椅子和立柜，或者实验室中的实验设备或工艺设备。

为了精确的确定遮挡物种类，一种可选的方案为：将所述遮挡物形状和所述遮挡物材质输入遮挡物分类模型，输出所述遮挡物种类。

遮挡物分类模型是预先训练好的分类模型，在模型训练时先根据已有的物模型(包括形状和材质)-遮挡物种类的映射数据，构建训练数据集和验证数据集，然后采用贝叶斯，神经网络或支持向量机等方法构建分类模型，结合训练数据集进行模型训练，采用验证数据集进行模型验证，在模型精度达到要求后，将待确定遮挡物的物模型数据(遮挡物形状和所述遮挡物材质)输入分类模型进行模式预测，即可得到对应的遮挡物种类。在使用过程中，分类模型还可以根据新的物模型数据进行在线优化。

举例来说，某遮挡物下部形状为四方体，上部形状为圆筒；下部的材质为塑料和金属的混合，上部的材质为塑料和水，将形状信息和材质组成输入基于神经网络构建的分类模型进行预测，得出遮挡物种类为饮水机。

另一种精确确定遮挡物种类的可选方案为：根据所述遮挡物对应的所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，遍历遮挡物数据库中的每个候选遮挡物，确定所述遮挡物与候选遮挡物之间的相似度；在所述遮挡物数据库中，每个候选遮挡物映射有遮挡物种类，遮挡物形状和遮挡物材质；将选定遮挡物映射的遮挡物种类确定为所述遮挡物的遮挡物种类；所述选定遮挡物是相似度满足预设条件的候选遮挡物。

本方案的遮挡物数据库是预先存储的大量已知遮挡物的物模型数据。在绘制地图时，在获得当前待确定的遮挡物的物模型数据后，将其与遮挡物数据库中的所有物模型进行匹配，计算两者之间的相似度。例如，可以使用待确定遮挡物的遮挡物形状与候选遮挡物的遮挡物形状计算形状相似度，待确定遮挡物的材质组成与候选遮挡物的材质组成计算材质相似度，然后根据形状相似度和材质相似度的对应权重，获得一个总相似度。将总相似度最高，或总相似度大于某阈值的候选遮挡物确定为当前待确定遮挡物。

利用遮挡物数据库进行遮挡物种类匹配的好处是针对性更强，可以根据不同的地图绘制场景，有针对性的构建对应的遮挡物数据库。例如，遮挡物数据库包含通用遮挡物(如桌子，椅子)子库和特有遮挡物(如仪器设备)子库，对应不同的地图绘制场景，可通过定义特有遮挡物子库进行适配。本方案具有遮挡物种类的识别准确率高，且便于维护，成本控制良好的优点。

通过上述方案，得到了目标区域内的遮挡物的详细信息，包括遮挡物位置，遮挡物形状和遮挡物种类。

在绘制地图时，根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述特征信息，绘制所述目标区域的地图。

基于上述信息进行地图绘制，不仅能绘制出地图，还能在地图上精确标注出遮挡物的位置，形状和种类，还可以标注出遮挡物的材质组成，从而显著提高了地图精度。

在一些可选的实施方式中，绘制地图还可以标识出地面不平度的信息，此时需要至少两个AOA基站，一种可选的方案为：

获得第一到达时间相位差和第二到达时间相位差；所述第一到达时间相位差根据所述第一基站接收的无线信号确定，所述第二到达时间相位差根据所述第二基站接收的无线信号确定；根据所述第一到达时间相位差和所述第二到达时间相位差，确定地面不平度；根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述地面不平度，绘制所述目标区域的地图。

到达时间相位差，是无线信号在到达AOA基站时，AOA基站根据信号计算得到的相位差。相位差存在的原因是因为AOA基站采用天线阵列，拥有复数个接收天线，而行走设备作为信号发送天线，与每个接收天线之间的距离存在差异，故而发射出的信号在每个接收天线处存在接收时差，根据接收时差就可以计算出相位差。

故而，基于两个(如图4所示)或更多的AOA基站的到达角度相位差，可以计算出行走设备的高度，从而得到行走过程中行走设备的高度变化，即得到地面不平度信息，在绘制地图时就可以标注出各个位置处的不平度。

综合上述实施例，提供了一种基于AOA定位的地图绘制方法，结合AOA定位数据中的信号强度指示RSSI，进行遮挡物的特征信息识别，包括遮挡物形状，遮挡物材质组成和遮挡物种类，结合行走区域，遮挡物及其特征信息绘制的地图，不仅标注出了遮挡物的种类和形状，还标注出了遮挡物的材质组成，从而显著提高地图精度。

第二方面，请参见图5，在本发明的另一实施例中提供了一种地图绘制装置，包括：

获取模块501，用于获得AOA定位数据，所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；其中，所述AOA定位数据由信号接收机根据接收的无线信号确定，所述无线信号是行走设备在目标区域内行走时发送的信号；

确定模块502，用于根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置；

绘制模块503，用于根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。

在一些实施方式中，

所述获取模块501用于：

获得接收信号强度指示；所述接收信号强度指示由所述信号接收机根据接收的无线信号确定；

所述确定模块502用于：

根据接收信号强度指示和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物的特征信息；所述特征信息包括遮挡物形状和遮挡物种类；

所述绘制模块503用于：

根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述特征信息，绘制所述目标区域的地图。

在一些实施方式中，所述确定模块502用于：

根据所述接收信号强度指示，确定信号衰减区域和所述信号衰减区域对应的衰减参数；所述信号衰减区域为所述接收信号强度指示低于基准值时，所述行走设备所处的位置区域；所述衰减参数根据所述接收信号强度指示与所述基准值确定；

根据所述信号衰减区域和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物形状；并根据所述衰减参数，确定遮挡物材质；

根据所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，确定所述遮挡物种类。

在一些实施方式中，所述确定模块502用于：

根据所述遮挡物位置或所述行走区域，确定所述遮挡物的底面轮廓；

根据所述遮挡物位置，所述信号衰减区域以及所述信号接收机的位置，确定所述遮挡物的高度信息；

根据所述底面轮廓和所述高度信息，获得所述遮挡物形状。

在一些实施方式中，所述确定模块502用于：

将所述遮挡物形状和所述遮挡物材质输入遮挡物分类模型，输出所述遮挡物种类。

在一些实施方式中，所述确定模块502用于：

根据所述遮挡物对应的所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，遍历遮挡物数据库中的每个候选遮挡物，确定所述遮挡物与候选遮挡物之间的相似度；在所述遮挡物数据库中，每个候选遮挡物映射有遮挡物种类，遮挡物形状和遮挡物材质；

将选定遮挡物映射的遮挡物种类确定为所述遮挡物的遮挡物种类；所述选定遮挡物是相似度满足预设条件的候选遮挡物。

在一些实施方式中，所述确定模块502用于：

根据所述衰减参数以及衰减参数与材质的映射关系，确定所述遮挡物材质。

在一些实施方式中，所述信号衰减区域包括N个衰减子区域；其中，相邻两个衰减子区域之间的衰减参数不同，N>1且为整数；

所述确定模块502用于：

根据每个衰减子区域对应的衰减参数，确定每个衰减子区域对应的遮挡物局部材质；

根据N个所述遮挡物局部材质，确定遮挡物材质组成，并将所述遮挡物材质组成作为所述遮挡物材质。

在一些实施方式中，所述确定模块502用于：

根据所述AOA定位数据，确定所述行走区域，所述遮挡物位置，以及所述目标区域中的障碍物位置；

所述绘制模块503用于：

根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述障碍物位置，绘制所述目标区域的地图。

在一些实施方式中，所述信号接收机包括第一基站和第二基站；所述获取模块501用于：接收第一到达时间相位差和第二到达时间相位差；所述第一到达时间相位差根据所述第一基站接收的无线信号确定，所述第二到达时间相位差根据所述第二基站接收的无线信号确定；

所述确定模块502用于：根据所述第一到达时间相位差和所述第二到达时间相位差，确定地面不平度；

所述绘制模块503用于：根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述地面不平度，绘制所述目标区域的地图。

在一些实施方式中，所述确定模块502用于：

根据所述AOA定位数据，确定第一区域；

根据激光扫描数据，确定第二区域；所述激光扫描数据为所述行走设备通过激光扫描所述目标区域获得的数据；

根据所述第一区域和所述第二区域，确定所述行走区域。

本实施例提供了一种基于AOA定位的地图绘制装置，结合AOA定位数据中的信号强度指示RSSI，进行遮挡物的特征信息识别，包括遮挡物形状，遮挡物材质组成和遮挡物种类，结合行走区域，遮挡物及其特征信息绘制的地图，不仅标注出了遮挡物的种类和形状，还标注出了遮挡物的材质组成，从而显著提高地图精度。

第三方面，请参见图6，在又一个可选的实施例中，提供了一种地图绘制系统，所述绘制系统包括行走设备601，信号接收机602和地图绘制终端603；

所述行走设备601用于在目标区域内行走，并在行走过程中向所述信号接收机602发送无线信号；

所述信号接收机602用于接收所述无线信号，根据所述无线信号确定AOA定位数据，并将所述AOA定位数据发送至所述地图绘制终端；所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；

所述地图绘制终端603用于接收所述AOA定位数据，并根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置，并根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。地图绘制终端603可以是服务器，绘图电脑或其它类型的绘图设备。

所述地图绘制系统还可以设置更多数量的AOA基站，在此不做具体限定。地图绘制系统的地图绘制方法，有益效果与前述实施例相同，在此不做赘述。

第四方面，请参见图7，在本发明的又一实施例中提供了一种计算机可读存储介质700，其上存储有计算机程序711，该程序被处理器执行时前述实施例中的所述绘制方法的步骤。

第五方面，请参见图8，在本发明的又一实施例中提供了一种电子设备800，包括处理器820和存储器810，所述存储器810耦接到所述处理器820，所述存储器810存储指令，当所述指令由所述处理器820执行时使所述电子设备800执行前述实施例中所述绘制方法的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种地图绘制方法，其特征在于，所述绘制方法包括：

获得AOA定位数据，所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；其中，所述AOA定位数据由信号接收机根据接收的无线信号确定，所述无线信号是行走设备在目标区域内行走时发送的信号；

根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置；

根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。

2.如权利要求1所述的地图绘制方法，其特征在于，还包括：

获得接收信号强度指示；所述接收信号强度指示由所述信号接收机根据接收的无线信号确定；

所述根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图，包括：

根据接收信号强度指示和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物的特征信息；所述特征信息包括遮挡物形状和遮挡物种类；

根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述特征信息，绘制所述目标区域的地图。

3.如权利要求2所述的地图绘制方法，其特征在于，所述根据所述接收信号强度指示和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物的特征信息，包括：

根据所述接收信号强度指示，确定信号衰减区域和所述信号衰减区域对应的衰减参数；所述信号衰减区域为所述接收信号强度指示低于基准值时，所述行走设备所处的位置区域；所述衰减参数根据所述接收信号强度指示与所述基准值确定；

根据所述信号衰减区域和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物形状；并根据所述衰减参数，确定遮挡物材质；

根据所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，确定所述遮挡物种类。

4.如权利要求3所述的地图绘制方法，其特征在于，所述根据所述信号衰减区域和所述遮挡物位置，确定所述遮挡物形状，包括：

根据所述遮挡物位置或所述行走区域，确定所述遮挡物的底面轮廓；

根据所述遮挡物位置，所述信号衰减区域以及所述信号接收机的位置，确定所述遮挡物的高度信息；

根据所述底面轮廓和所述高度信息，获得所述遮挡物形状。

5.如权利要求3所述的绘制方法，其特征在于，所述根据所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，确定所述遮挡物种类，包括：

将所述遮挡物形状和所述遮挡物材质输入遮挡物分类模型，输出所述遮挡物种类。

6.如权利要求3所述的绘制方法，其特征在于，所述根据所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，确定所述遮挡物种类，包括：

根据所述遮挡物对应的所述遮挡物形状和所述遮挡物材质，遍历遮挡物数据库中的每个候选遮挡物，确定所述遮挡物与候选遮挡物之间的相似度；在所述遮挡物数据库中，每个候选遮挡物映射有遮挡物种类，遮挡物形状和遮挡物材质；

将选定遮挡物映射的遮挡物种类确定为所述遮挡物的遮挡物种类；所述选定遮挡物是相似度满足预设条件的候选遮挡物。

7.如权利要求3所述的绘制方法，其特征在于，所述根据所述衰减参数，确定遮挡物材质，包括：

根据所述衰减参数以及衰减参数与材质的映射关系，确定所述遮挡物材质。

8.如权利要求7所述的绘制方法，其特征在于，所述信号衰减区域包括N个衰减子区域；其中，相邻两个衰减子区域之间的衰减参数不同，N>1且为整数；

所述根据所述衰减参数以及衰减参数与材质的映射关系，确定所述遮挡物材质，包括：

根据每个衰减子区域对应的衰减参数，确定每个衰减子区域对应的遮挡物局部材质；

根据N个所述遮挡物局部材质，确定遮挡物材质组成，并将所述遮挡物材质组成作为所述遮挡物材质。

9.如权利要求1所述的绘制方法，其特征在于，所述根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物位置，包括：

根据所述AOA定位数据，确定所述行走区域，所述遮挡物位置，以及所述目标区域中的障碍物位置；

所述根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图，包括：

根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述障碍物位置，绘制所述目标区域的地图。

10.如权利要求1所述的绘制方法，其特征在于，所述信号接收机包括第一基站和第二基站；在所述根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图之前，所述绘制方法还包括：

获得第一到达时间相位差和第二到达时间相位差；所述第一到达时间相位差根据所述第一基站接收的无线信号确定，所述第二到达时间相位差根据所述第二基站接收的无线信号确定；

根据所述第一到达时间相位差和所述第二到达时间相位差，确定地面不平度；

所述根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图，包括：

根据所述行走区域，所述遮挡物位置和所述地面不平度，绘制所述目标区域的地图。

11.如权利要求1所述的绘制方法，其特征在于，所述根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，包括：

根据所述AOA定位数据，确定第一区域；

根据激光扫描数据，确定第二区域；所述激光扫描数据为所述行走设备通过激光扫描所述目标区域获得的数据；

根据所述第一区域和所述第二区域，确定所述行走区域。

12.一种地图绘制装置，其特征在于，所述绘制装置包括：

获取模块，用于获得AOA定位数据，所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；其中，所述AOA定位数据由信号接收机根据接收的无线信号确定，所述无线信号是行走设备在目标区域内行走时发送的信号；

确定模块，用于根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域，以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置；

绘制模块，用于根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。

13.一种地图绘制系统，其特征在于，所述绘制系统包括地图绘制终端，行走设备和信号接收机；

所述行走设备用于在目标区域内行走，并在行走过程中向所述信号接收机发送无线信号；

所述信号接收机用于接收所述无线信号，根据所述无线信号确定AOA定位数据，并将所述AOA定位数据发送至所述地图绘制终端；所述AOA定位数据包括信号到达方向角和信号到达夹角；

所述地图绘制终端用于接收所述AOA定位数据，并根据所述AOA定位数据，确定所述行走设备的行走区域以及所述目标区域内的遮挡物的遮挡物位置，并根据所述行走区域和所述遮挡物位置，绘制所述目标区域的地图。

14.一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权利要求1-11中任一项所述绘制方法的步骤。

15.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行权利要求1-11中任一项所述绘制方法的步骤。

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