CN114061563B - 目标点合理性的判断方法、装置、终端设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于机器人技术领域，提供了一种目标点合理性的判断方法、装置、终端设备及存储介质，所述判断方法包括：获取目标环境对应的栅格地图；确定目标点的第一目标坐标；遍历所述机器人的所有运动方向，确定所述机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标；在所述栅格地图对应的第一映射关系中查找所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值；根据所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断所述目标点的合理性。上述方案可以通过栅格地图自动判断目标点设置的位置是否合理，并提高了判断效率。
Description
技术领域
本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种目标点合理性的判断方法、装置、终端设备及存储介质。
背景技术
随着科技的快速发展以及人们生活水平的提高，在许多服务场所通常使用机器人代替人工作业，例如在酒店中，可以使用机器人进行迎宾，带领顾客到达指定的房间，或者在餐厅里，可以使用机器人进行送餐，将餐品送达指定位置。机器人在这些场景下进行作业时，合理的目标点规划是保证机器人完成作业的必要条件，但是在进行目标点选取的过程中，容易出现选取的目标点使机器人无法到达的情况，目前通常在目标点选取之后触发机器人进行作业，判断机器人是否可以到达目标点来调整目标点的位置，这种方法需要机器人实际运行到目标点来判断目标点的合理性，从而导致判断效率较低。因此，亟需提出一种判断机器人目标点是否合理的方法，提高判断效率。
发明内容
本申请实施例提供了一种目标点合理性的判断方法、装置、终端设备及存储介质，可以解决现有技术中需要机器人实际运行到目标点来判断目标点的合理性，从而导致判断效率低问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种目标点合理性的判断方法，所述判断方法包括：
获取目标环境对应的栅格地图，所述目标环境是指机器人所在环境；
确定目标点的第一目标坐标，所述第一目标坐标为所述目标点在所述栅格地图的像素坐标系下的坐标；
遍历所述机器人的所有运动方向，确定所述机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，所述第一轮廓坐标为所述机器人位于所述目标点时所述轮廓点在所述像素坐标系下的坐标；
在所述栅格地图对应的第一映射关系中查找所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，所述第一映射关系是指所述栅格地图中栅格的坐标与对应第一栅格分值之间的映射关系，所述栅格的坐标是指在所述像素坐标系下的坐标；
根据所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断所述目标点的合理性。
可选地，所述确定目标点的第一目标坐标，包括：
获取所述目标点在机器人坐标系下的第二目标坐标；
基于第一坐标转换关系，确定所述目标点在所述栅格地图的地图坐标系下的第三目标坐标，所述第一坐标转换关系为所述机器人坐标系与所述地图坐标系之间的坐标转换关系；
基于第二坐标转换关系和所述第三目标坐标，确定所述第一目标坐标，所述第二坐标转换关系为所述地图坐标系与所述像素坐标系之间的坐标转换关系。
可选地，确定所述机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，包括：
获取所述轮廓点在所述机器人坐标系下的第二轮廓坐标；
基于所述机器人的第一运动方向、所述第二轮廓坐标以及所述第三目标坐标，结合所述第一坐标转换关系，确定所述轮廓点在地图坐标系下的第三轮廓坐标，所述第一运动方向为所述机器人的所有运动方向中的任一运动方向；
根据所述第二坐标转换关系和所述第三轮廓坐标，确定所述第一轮廓坐标。
可选地，所述获取目标环境对应的栅格地图，包括：
获取所述机器人在所述目标环境中的激光点云数据；
对所述激光点云数据进行栅格化处理，确定每个栅格的栅格属性，所述栅格属性包括可通行、障碍物以及未知；
根据所述每个栅格的所述栅格属性，获取所述目标环境对应的栅格地图。
可选地，所述遍历所述机器人的所有运动方向，确定所述机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，包括：
从所述机器人的所有轮廓点中选取N个参考点，所述N个参考点位于所述机器人轮廓上的边角位置，N为大于2的整数；
遍历所述机器人的所有运动方向，确定条线段上的所有点在每一运动方向上的所述第一轮廓坐标，所述/>条线段由所述N个参考点两两相连得到。
可选地，所述根据所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断所述目标点的合理性，包括：
将所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值分别与所述第一预设分值进行比较，所述第一预设分值是指所述栅格属性为可通行的栅格的坐标对应的分值；
若每一所述第一栅格分值均等于所述第一预设分值，则确定所述目标点的位置合理；
若有任一所述第一栅格分值不等于所述第一预设分值，则确定所述目标点的位置不合理。
可选地，所述根据所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断所述目标点的合理性，还包括：
根据所述每个栅格的所述第一栅格分值和预设精度权重，构建与所述栅格地图对应的似然场模型，所述预设精度权重用于表征似然场模型的精度；
根据所述似然场模型，计算所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值；
将所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值分别与所述第二预设分值进行比较，所述第二预设分值是指在所述似然场模型与所述栅格属性为可通行的栅格的坐标对应的分值；
若每一所述第二栅格分值均等于所述第二预设分值，则确定所述目标点的位置合理；
若有任一所述第二栅格分值不等于所述第二预设分值，则确定所述目标点的位置不合理。
本申请实施例的第二方面提供了一种目标点合理性的判断装置，所述判断装置包括：
获取模块，用于获取目标环境对应的栅格地图，所述目标环境是指机器人所在环境；
确定模块，用于确定目标点的第一目标坐标，所述第一目标坐标为所述目标点在所述栅格地图的像素坐标系下的坐标；
遍历模块，用于遍历所述机器人的所有运动方向，确定所述机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，所述第一轮廓坐标为所述机器人位于所述目标点时所述轮廓点在所述像素坐标系下的坐标；
查找模块，用于在所述栅格地图对应的第一映射关系中查找所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，所述第一映射关系是指所述栅格地图中栅格的坐标与对应第一栅格分值之间的映射关系，所述栅格的坐标是指在所述像素坐标系下的坐标；
判断模块，用于根据所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断所述目标点的合理性。
本申请实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中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第一方面所述的目标点合理性的判断方法。
本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的目标点合理性的判断方法。
本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述第一方面所述的目标点合理性的判断方法。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请首先获取了目标环境对应的栅格地图，其次确定了目标点的第一目标坐标，并在遍历了机器人的所有运动方向的情况下，确定机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，由于第一目标坐标与第一轮廓坐标均为像素坐标，故可在栅格地图对应的第一映射关系中查找到第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，而且遍历机器人的所有运动方向，可以保证本申请中判断数据的完整性。最后根据与第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的每一个第一栅格分值，可以判断目标点的合理性。由于本申请方法的实现过程均在终端设备中执行，用户无需操控机器人实际运行到目标点处来判断目标点的合理性，可以通过栅格地图自动判断目标点设置的位置是否合理，提高了判断效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例一提供的一种目标点合理性的判断方法的流程示意图；
图2是机器人模拟运行示意图；
图3是本申请实施例二提供的一种目标点合理性的判断方法的流程示意图；
图4是本申请实施例三提供的一种目标点合理性的判断装置的结构示意图；
图5是本申请实施例四提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
应理解，本实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
随着社会科技的发展以及人力工作成本的提高，在许多的服务型的社会场所中，机器人作为人力的代替，被广泛应用。例如，在酒店中可以使用机器人将顾客带领到指定的目标点，在餐厅里可以使用机器人将餐品送到指定的目标点，在上述服务过程中，目标点的选取是至关重要的。通常目标点由工作人员实地勘测后在线上进行选取，由于工作人员在选取目标点时是以人的角度判断该目标点是否可以到达，与从机器人的角度判断该目标点是否可以到达存在一定的误差，导致出现机器人无法到达指定目标点的情况。针对人工选取的目标点存在误差的情况，现有技术中通常在目标点选取之后触发机器人进行作业，操纵机器人实际运行来判断机器人是否可以到达目标点，以此调整目标点的位置，这种方法需要操纵机器人进行多次运行，人工成本较高，从而导致判断效率较低。
基于此，本申请提供了一种目标点合理性的判断方法，通过获取机器人目标环境对应的栅格地图，确认目标点的第一目标坐标以及机器人轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，然后在栅格地图对应的第一映射关系中查找与第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，最后根据第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断目标点的合理性。整个过程无需操控机器人实际运行到目标点处，在线上即可判断出目标点的位置是否合理，提高了判断效率。
为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来说明。
参照图1，示出了本申请实施例一提供的一种目标点合理性的判断方法的流程示意图。如图1所示，该目标点合理性的判断方法可以包括如下步骤：
步骤101，获取目标环境对应的栅格地图。
其中，目标环境是指机器人所处的环境，栅格地图是指将目标环境划分为一系列的栅格，其中每一栅格给定一个栅格分值，表示该栅格的栅格属性。机器人在目标环境中通常是依靠栅格地图进行导航工作的。
在本申请实施例中，如图2所示为机器人模拟运行示意图，黑框表示机器人虚拟轮廓，箭头所指的方向代表机器人的虚拟运行方向，该机器人运行示意图表示在获取目标环境对应的栅格地图后，使用机器人的虚拟轮廓在上述栅格地图中进行模拟运行。目标环境对应的栅格地图可以从终端设备中获取，也可以从其他终端(例如机器人)获取，终端设备中的目标环境对应的栅格地图是通过机器人自身的采集装置(例如激光雷达或深度相机)采集得到的。机器人在目标环境中移动，通过激光雷达或深度相机扫描四周环境，构建目标环境对应的栅格地图，并将构建的栅格地图存储于终端设备中，后续需要该栅格地图时则可以直接从终端设备中获取该栅格地图。
在一种可能的实施方式中，获取目标环境对应的栅格地图，包括：
获取机器人在目标环境中的激光点云数据；
对激光点云数据进行栅格化处理，确定每个栅格的栅格属性；
根据每个栅格的栅格属性，获取目标环境对应的栅格地图。
其中，栅格地图中的栅格属性可以包括多个种类的属性，例如栅格属性可以包括可通行、障碍物以及未知等种类，若某一栅格的栅格属性为可通行，则表征该栅格在栅格地图中所处的位置为可通行；若某一栅格的栅格属性为障碍物，则表征该栅格在栅格地图中所处的位置存在障碍物，存在障碍物即代表不能通行；若某一栅格的栅格属性为未知，则表征该栅格在栅格地图中所处的位置为未知区域。
在本申请实施例中，获取目标环境对应的栅格地图可以首先获取机器人在目标环境中的激光点云数据，对激光点云数据进行栅格化处理可以包括二维栅格化处理和三维栅格化处理，例如对激光点云数据进行二维栅格化处理是指将激光点云数据投影至二维坐标xy的栅格平面上，通过统计栅格中z轴上的最高点和最低点的差值，判断投影至二维栅格平面的栅格中的激光点云数据是否为障碍物点或未知点等。若栅格中的激光点云数据为障碍物点，则确定该栅格的栅格属性为障碍物；若栅格中的激光点云数据为未知点，则确定该栅格的栅格属性为未知；若栅格中的激光点云数据为可通行点，则确定该栅格的栅格属性为可通行。最后根据每个栅格的栅格属性设置每个栅格的第一栅格分值以及颜色，例如，栅格属性为可通行的栅格对应的第一栅格分值为0，对应的颜色可以设置为白色；栅格属性为障碍物的栅格对应的第一栅格分值为1，对应的颜色可以设置为黑色；栅格属性为未知的栅格对应的第一栅格分值为-1，对应的颜色可以设置为灰色，以此构建出目标环境对应的栅格地图。
步骤102，确定目标点的第一目标坐标。
其中，第一目标坐标是指目标点在栅格地图的像素坐标系下的坐标，在本申请书实施例中，像素坐标系是以栅格地图的左上角为原点以像素(即栅格)为单位建立的坐标系。
在本申请实施例中，确定目标点在像素坐标系下的第一目标坐标，首先可以获取目标点在机器人坐标系下的第二目标坐标，即在构建栅格地图时，机器人可以通过激光雷达或者深度相机直接获取目标点在机器人坐标系下的第二目标坐标，本申请实施例在实际运用时，目标点在机器人坐标系下的第二目标坐标可以直接从终端设备中获取，无需实际的机器人运行至目标点处。其中，机器人坐标系是以机器人为原点，以机器人的行进方向为坐标轴的坐标系，由于机器人在不断的行进中探索目标环境对应的栅格地图，所以机器人坐标系在不断地发生变化，且目标点在机器人坐标系下的坐标也在不断发生变化的，而目标点在像素坐标系下的第一目标坐标为固定坐标。因此需要将目标点在机器人坐标系下的第二目标坐标转换为地图坐标系下的目标坐标，再将地图坐标系下的目标坐标转换为像素坐标系下的第一目标坐标。
应理解，本申请实施例中的地图坐标系均为世界坐标系。
在一种可能的实施方式中，确定目标点的第一目标坐标，包括：
获取目标点在机器人坐标系下的第二目标坐标；
基于第一坐标转换关系，确定目标点在栅格地图的地图坐标系下的第三目标坐标；
基于第二坐标转换关系和第三目标坐标，确定第一目标坐标。
其中，第一坐标转换关系为机器人坐标系与地图坐标系之间的坐标转换关系；第二坐标转换关系为地图坐标系与像素坐标系之间的坐标转换关系。
具体地，将目标点在机器人坐标系下的第二目标坐标转换为像素坐标系下的第一目标坐标的具体过程可以为：
基于机器人坐标系与地图坐标系之间的坐标转换关系，获取机器人坐标系的原点(即目标点)在地图坐标系下的坐标为(x0，y0)，将目标点在地图坐标系下的坐标(x0，y0)转换为像素坐标系下的坐标具体可以通过以下转换等式：
mx0＝((x0-origin_x)/α)
my0＝((y0-origin_y)/α)
其中，(mx0，my0)为(x0，y0)在像素坐标系下的坐标(即目标点的第一目标坐标)；(origin_x,origin_y)为地图坐标系的原点坐标；α为栅格地图的像素分辨率，通常设置为0.05。
根据上述过程可以确定目标点的第一目标坐标。
应理解，在判断目标点是否合理时，在栅格地图中机器人处在目标点所在的位置处，那么机器人坐标系的原点(即机器人所处的位置)就是目标点。
还应理解的是，机器人在机器人坐标系下的坐标在终端设备获取目标环境对应的栅格地图时已存储在终端设备中，故后续在获取机器人坐标系下的坐标时均可以从终端设备中获取，不需要机器人实际运行获取。
步骤103，遍历机器人的所有运动方向，确定机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标。
其中，遍历机器人的所有运动方向是指取0°～360°对机器人进行遍历检查，第一轮廓坐标是指机器人位于目标点时其轮廓点在像素坐标系下的坐标，且机器人的轮廓点可以是指机器人轮廓上的所有点或者部分点，本申请对此不做限定，可根据实际情况进行轮廓点的选取。
在本申请实施例中，确定机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，可以首先选定一个方向，确定机器人轮廓点在选定方向上的第一轮廓坐标，再基于选定方向，顺时针或逆时针取0°～360°获取每一运动方向上的第一轮廓坐标。
在一种可能的实施方式中，确定机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，包括：
获取轮廓点在机器人坐标系下的第二轮廓坐标；
基于机器人的第一运动方向、第二轮廓坐标以及第三目标坐标，结合第一坐标转换关系，确定轮廓点在地图坐标系下的第三轮廓坐标，第一运动方向为机器人的所有运动方向中的任一运动方向；
根据第二坐标转换关系和第三轮廓坐标，确定第一轮廓坐标。
在本申请实施例中，第二轮廓坐标可以是指机器人位于目标点时轮廓点在机器人坐标系下的坐标，且第二轮廓坐标可以直接从终端设备中获取得到，不需要机器人实际运行至目标点获取，第三轮廓坐标可以是指机器人位于目标点时轮廓点在地图坐标系下的坐标。
示例性地，在栅格地图中模拟机器人在第一运动方向运行时，以机器人的一个轮廓点为例，假设从终端设备中获取机器人的某一轮廓点的第二轮廓坐标为(x1，y1)，确定该轮廓点在地图坐标系下的第三轮廓坐标具体可以通过以下等式：
new_x1＝x0+(x1×cos(angle)-y1×sin(angle))
new_y1＝y0+(x1×sin(angle)-y1×cos(angle))
其中，(new_x1,new_y1)为轮廓点(x1，y1)在地图坐标系下的第三轮廓坐标；(x0，y0)为机器人坐标系的原点在地图坐标下的第三目标坐标；angle为机器人坐标系绕地图坐标系转过的角度，该角度可以用于表征机器人的第一运动方向；上述等式用于表征机器人坐标系与地图坐标系之间的坐标转换关系，即第一坐标转换关系。
在确定轮廓点在地图坐标系下的第三轮廓坐标为(new_x1,new_y1)之后，确定轮廓点的第一轮廓坐标具体可以通过如下等式：
mx1＝((new_x1-origin_x)/α)
my1＝((new_y1-origin_y)/α)
其中，(mx1，my1)为(x1，y1)在像素坐标系下的坐标(即轮廓点的第一轮廓坐标)；上述等式用于表征地图坐标系与像素坐标系之间的坐标转换关系，即第二坐标转换关系。
应理解，(mx1，my1)为(x1，y1)在机器人当前运动方向下的第一轮廓坐标，同样，采用上述过程，可以获取(x1，y1)在所有运动方向下的第一轮廓坐标，还可以获取轮廓点(xi，yi)，i＝2,3…n，在所有运动方向下的第一轮廓坐标，本申请可以根据实际需要，选择获取部分轮廓点或全部轮廓点在所有运动方向下的第一轮廓坐标。
在一种可能的实施方式中，遍历机器人的所有运动方向，确定机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，包括：
从机器人的所有轮廓点中选取N个参考点；
遍历机器人的所有运动方向，确定条线段上的所有点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，/>条线段由N个参考点两两相连得到。
其中，N个参考点可以位于机器人轮廓上的边角位置，N为大于2的整数，例如，若机器人的形状为四边形，可以选择四边形的四个边角位置的点为参考点，将四个参考点两两相连，得到6条对应的线段，将6条线段上的所有点作为机器人的轮廓点，根据上述确定第一轮廓坐标的方法，确定六条线段上所有轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标。若机器人的形状为五边形，可以选择五边形的五个边角位置的点为参考点，将五个参考点两两相连，得到10条对应的线段，将10条线段上的所有点作为机器人的轮廓点，根据上述确定第一轮廓坐标的方法，确定10条线段上所有轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标。
在本申请实施例中，条线段上的所有点作为机器人的轮廓点的数量大于机器人自身的所有轮廓点的数量，将/>条线段上的所有点作为机器人的轮廓点可以使判断数据更加完整，提高判断方法的准确度。
步骤104，在栅格地图对应的第一映射关系中查找第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值。
其中，第一映射关系是指栅格地图中栅格的坐标与对应第一栅格分值之间的映射关系，且栅格的坐标是指在像素坐标系下的坐标。
在本申请实施例中，栅格地图的每个栅格都有对应的栅格分值，其中每个栅格对应的栅格分值可以是指根据每个栅格的栅格属性获取的分值，例如，栅格属性为可通行的栅格对应的第一栅格分值为0；栅格属性为障碍物的栅格对应的第一栅格分值为1；栅格属性为未知的栅格对应的第一栅格分值为-1。在获取到每个栅格的第一栅格分值之后，将每个栅格的像素坐标与第一栅格分值的映射关系存储在终端设备中，后续需要获取栅格地图中任一栅格的第一栅格分值时则可以直接从终端设备中存储的栅格地图对应的第一映射关系中获取任一栅格的第一栅格分值。
具体地，查找第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值可以是指，根据目标点在像素坐标系下的坐标，获取目标点所处栅格的第一栅格分值，例如，目标点在像素坐标系下的坐标为(1,2)，根据该坐标可以得出目标点所处栅格的位置，再根据目标点所处栅格的位置，获取该位置处栅格的栅格属性以及对应的第一栅格分值，即若该栅格的栅格属性为可通行，则获取到目标点所处栅格的第一栅格分值为0。同样，所有第一轮廓坐标对应的第一栅格分值也可以根据上述方法得出，需要理解的是，机器人的轮廓点可以是指机器人底盘轮廓上的所有点，还可以是指N个参考点构成的条线段上的所有点。
步骤105，根据第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断目标点的合理性。
在本申请实施例中，由于第一栅格分值用于表征栅格的栅格属性，根据栅格的栅格属性，可以判断目标点的位置的合理性，因此，可以根据第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断目标点的合理性。
在一种可能的实施方式中，根据第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断目标点的合理性，包括：
将第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值分别与第一预设分值进行比较；
若每一第一栅格分值均等于第一预设分值，则确定目标点的位置合理；
若有任一第一栅格分值不等于第一预设分值，则确定目标点的位置不合理。
其中，第一预设分值是指栅格属性为可通行的栅格的坐标对应的分值，若每一第一栅格分值均等于第一预设分值，则可以确定第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的栅格的栅格属性均为可通行，即可以确定机器人在目标点位置进行360°旋转时，所经过的区域均为可通行区域，此时，目标点位置合理。若有任一第一栅格分值不等于第一预设分值，则说明第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的栅格中存在部分栅格的栅格属性不为可通行，即确定机器人在目标点位置进行360°旋转时，所经过的区域不全为可通行区域，此时，机器人存在不能到达该目标点的风险，因此，此时该目标点的位置设置不合理。
在本申请实施例中，首先获取了目标环境对应的栅格地图，其次确定了目标点的第一目标坐标，并在遍历了机器人的所有运动方向的情况下，确定机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，由于第一目标坐标与第一轮廓坐标均为像素坐标，故可在栅格地图对应的第一映射关系中查找到与第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，而且遍历机器人的所有运动方向，可以保证本申请中判断数据的完整性。最后根据与第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的每一个第一栅格分值，可以判断目标点的合理性。由此，用户无需操控机器人实际运行到目标点处来判断目标点的合理性，可以通过栅格地图自动判断目标点设置的位置是否合理，提高了判断效率。
参见图3，示出了本申请实施例二提供的一种目标点合理性的判断方法的流程示意图。如图3所示，该目标点合理性的判断方法可以包括如下步骤：
步骤301，获取目标环境对应的栅格地图。
步骤302，确定目标点的第一目标坐标。
步骤303，遍历机器人的所有运动方向，确定机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标。
步骤304，在栅格地图对应的第一映射关系中查找第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值。
本实施例步骤301-304与前述实施例步骤101-104相同，可以相互参阅，本实施例在此不再赘述。
步骤305，根据每个栅格的第一栅格分值和预设精度权重，构建与栅格地图对应的似然场模型。
在本申请实施例中，预设精度权重用于表征似然场模型的精度，由于栅格地图中第一栅格分值为-1、0或者1，在栅格地图的分辨率为0.05时，一个栅格的单位为0.05，若该栅格中包含2/3的白色区域(即可通行区域)，1/3的灰色区域(即未知区域)，则根据占比得到该栅格的栅格属性为可通行，对应的第一栅格分值为0，由于该栅格划分精度不高，导致获取栅格的第一栅格分值时精度不高，因此需要构建与栅格地图对应的似然场模型，来提高栅格分值的获取精度。
具体地，构建与栅格地图对应的似然场模型可以通过以下等式：
cost＝exp(-1.0×weight×value)
其中，cost为第二栅格分值；weight为预设精度权重，通常设置为5.0，value为栅格的第一栅格分值。
步骤306，根据似然场模型，计算第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值。
在本申请实施例中，第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值可以从与栅格地图对应的第一映射关系中查找得到，根据上述似然场模型，将第一目标坐标的第一栅格分值输入到似然场模型中，可以计算输出第第一目标坐标对应的第二栅格分值，同样，可以通过似然场模型计算得到所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值。
在一种可能的实施方式中，获取第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值，包括：
根据似然场模型，计算每个栅格的第二栅格分值，并确定与栅格地图对应的第二映射关系；
在第二映射关系中查找与第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值。
在本申请实施例中，第二映射关系是指栅格地图中栅格的坐标与对应第二栅格分值之间的映射关系。
具体地，根据上述似然场模型，计算出每个栅格的第二栅格分值，可以将每个栅格的像素坐标与第二栅格分值的映射关系存储在终端设备中，在获取第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值时，可以直接从终端设备中存储的栅格地图对应的第二映射关系中查找第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值，无需重复进行计算第二栅格分值，可加快终端设备的运行速度。
步骤307，根据第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值，判断目标点的合理性。
在本申请实施例中，第二栅格分值与第一栅格分值具有相同的作用，均用于表征栅格的栅格属性，故可以根据第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值，判断目标点的合理性。
在一种可能的实施方式中，根据第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值，判断目标点的合理性，包括：
将第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值分别与第二预设分值进行比较。
若每一第二栅格分值均等于第二预设分值，则确定目标点的位置合理；
若有任一第二栅格分值不等于第二预设分值，则确定目标点的位置不合理。
其中，第二预设分值是指在似然场模型与栅格属性为可通行的栅格的坐标对应的分值，若每一第二栅格分值均等于第二预设分值，则可以确定第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的栅格的栅格属性均为可通行，即可以确定机器人在目标点位置进行360°旋转时，所经过的区域均为可通行区域，此时，目标点位置合理。若有任一第二栅格分值不等于第二预设分值，则说明第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的栅格中存在部分栅格的栅格属性不为可通行，即确定机器人在目标点位置进行360°旋转时，所经过的区域不全为可通行区域，此时，机器人存在不能到达该目标点的风险，因此，此时该目标点的位置设置不合理。
相较于实施例一，构建似然场模型，通过预设精度权重，可以提高栅格分值的获取精度，进而提高了本申请实施例方法判断数据的可靠性，使本申请实施例中的目标点合理性判断方法的精度更高。
参见图4，示出了本申请实施例三提供的一种目标点合理性的判断装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
目标点合理性的判断装置4具体可以包括如下模块：
获取模块401，用于获取目标环境对应的栅格地图，目标环境是指机器人所在环境；
确定模块402，用于确定目标点的第一目标坐标，第一目标坐标为目标点在栅格地图的像素坐标系下的坐标；
遍历模块403，用于遍历机器人的所有运动方向，确定机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，第一轮廓坐标为机器人位于目标点时轮廓点在像素坐标系下的坐标；
查找模块404，用于在栅格地图对应的第一映射关系中查找第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，第一映射关系是指栅格地图中栅格的坐标与对应第一栅格分值之间的映射关系，栅格的坐标是指在像素坐标系下的坐标；
判断模块405，用于根据第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断目标点的合理性。
在本申请实施例中，确定模块402具体可以包括如下子模块：
坐标获取子模块，用于获取目标点在机器人坐标系下的第二目标坐标；
第一坐标转换子模块，用于基于第一坐标转换关系，确定目标点在栅格地图的地图坐标系下的第三目标坐标，第一坐标转换关系为机器人坐标系与地图坐标系之间的坐标转换关系；
第二坐标转换子模块，用于基于第二坐标转换关系和第三目标坐标，确定第一目标坐标，第二坐标转换关系为地图坐标系与像素坐标系之间的坐标转换关系。
在本申请实施例中，遍历模块403具体可以包括如下子模块：
轮廓坐标获取子模块，用于获取轮廓点在机器人坐标系下的第二轮廓坐标；
第三坐标转换子模块，用于基于机器人的第一运动方向、第二轮廓坐标以及第三目标坐标，结合第一坐标转换关系，确定轮廓点在地图坐标系下的第三轮廓坐标，第一运动方向为机器人的所有运动方向中的任一运动方向；
第四坐标转换子模块，用于根据第二坐标转换关系和第三轮廓坐标，确定第一轮廓坐标。
在本申请实施例中，获取模块301具体可以包括如下子模块：
环境数据获取子模块，用于获取机器人在目标环境中的激光点云数据；
栅格化处理子模块，用于对激光点云数据进行栅格化处理，确定每个栅格的栅格属性，栅格属性包括可通行、障碍物以及未知；
地图获取子模块，用于根据每个栅格的栅格属性，获取目标环境对应的栅格地图。
在本申请实施例中，遍历模块303具体可以包括如下子模块：
参考点选取子模块，用于从机器人的所有轮廓点中选取N个参考点，N个参考点位于机器人轮廓上的边角位置，N为大于2的整数；
线段确定子模块，用于遍历机器人的所有运动方向，确定条线段上的所有点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，/>条线段由N个参考点两两相连得到。
在本申请实施例中，判断模块305具体可以包括如下子模块：
第一比较子模块，用于将第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值分别与第一预设分值进行比较，第一预设分值是指栅格属性为可通行的栅格的坐标对应的分值；
第一判断合理子模块，用于若每一第一栅格分值均等于第一预设分值，则确定目标点的位置合理；
第一判断不合理子模块，用于若有任一第一栅格分值不等于第一预设分值，则确定目标点的位置不合理。
在本申请实施例中，判断模块305具体还可以包括如下子模块：
似然场构建子模块，用于根据每个栅格的第一栅格分值和预设精度权重，构建与栅格地图对应的似然场模型，预设精度权重用于表征似然场模型的精度；
计算子模块，用于根据似然场模型，计算第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值；
第二比较子模块，用于将第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值分别与第二预设分值进行比较，第二预设分值是指在似然场模型与栅格属性为可通行的栅格的坐标对应的分值；
第二判断合理子模块，用于若每一第二栅格分值均等于第二预设分值，则确定目标点的位置合理；
第二判断不合理子模块，用于若有任一第二栅格分值不等于第二预设分值，则确定目标点的位置不合理。
本申请实施例提供的目标点合理性的判断装置可以应用在前述方法实施例中，详情参见上述方法实施例的描述，在此不再赘述。
图5是本申请实施例四提供的终端设备的结构示意图。如图5所示，该实施例的终端设备500包括：至少一个处理器510(图5中仅示出一个)处理器、存储器520以及存储在所述存储器520中并可在所述至少一个处理器510上运行的计算机程序521，所述处理器510执行所述计算机程序521时实现上述任一目标点合理性的判断方法实施例中的步骤。
所述终端设备500可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该终端设备可包括，但不仅限于，处理器510、存储器520。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备500的举例，并不构成对终端设备500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，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器510可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器510还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器520在一些实施例中可以是所述终端设备500的内部存储单元，例如终端设备500的硬盘或内存。所述存储器520在另一些实施例中也可以是所述终端设备500的外部存储设备，例如所述终端设备500上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器520还可以既包括所述终端设备500的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器520用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器520还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，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、模块完成，即将所述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。实施例中的各功能单元、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。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元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。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过一种计算机程序产品来完成，当所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种目标点合理性的判断方法，其特征在于，所述判断方法包括：
获取目标环境对应的栅格地图，所述目标环境是指机器人所在环境；
确定目标点的第一目标坐标，所述第一目标坐标为所述目标点在所述栅格地图的像素坐标系下的坐标；
遍历所述机器人的所有运动方向，确定所述机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，所述第一轮廓坐标为所述机器人位于所述目标点时所述轮廓点在所述像素坐标系下的坐标；
在所述栅格地图对应的第一映射关系中查找所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，所述第一映射关系是指所述栅格地图中栅格的坐标与对应第一栅格分值之间的映射关系，所述栅格的坐标是指在所述像素坐标系下的坐标；
根据所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断所述目标点的合理性；
所述确定目标点的第一目标坐标，包括：
获取所述目标点在机器人坐标系下的第二目标坐标；
基于第一坐标转换关系，确定所述目标点在所述栅格地图的地图坐标系下的第三目标坐标，所述第一坐标转换关系为所述机器人坐标系与所述地图坐标系之间的坐标转换关系；
基于第二坐标转换关系和所述第三目标坐标，确定所述第一目标坐标，所述第二坐标转换关系为所述地图坐标系与所述像素坐标系之间的坐标转换关系；
所述遍历所述机器人的所有运动方向，确定所述机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，包括：
从所述机器人的所有轮廓点中选取N个参考点，所述N个参考点位于所述机器人轮廓上的边角位置，N为大于2的整数；
遍历所述机器人的所有运动方向，确定条线段上的所有点在每一运动方向上的所述第一轮廓坐标，所述/>条线段由所述N个参考点两两相连得到；
所述确定所述机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，包括：
获取所述轮廓点在所述机器人坐标系下的第二轮廓坐标；
基于所述机器人的第一运动方向、所述第二轮廓坐标以及所述第三目标坐标，结合所述第一坐标转换关系，确定所述轮廓点在地图坐标系下的第三轮廓坐标，所述第一运动方向为所述机器人的所有运动方向中的任一运动方向；
根据所述第二坐标转换关系和所述第三轮廓坐标，确定所述第一轮廓坐标。
2.如权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述获取目标环境对应的栅格地图，包括：
获取所述机器人在所述目标环境中的激光点云数据；
对所述激光点云数据进行栅格化处理，确定每个栅格的栅格属性，所述栅格属性包括可通行、障碍物以及未知；
根据所述每个栅格的所述栅格属性，获取所述目标环境对应的栅格地图。
3.如权利要求2所述的判断方法，其特征在于，所述根据所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断所述目标点的合理性，包括：
将所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值分别与第一预设分值进行比较，所述第一预设分值是指所述栅格属性为可通行的栅格的坐标对应的分值；
若每一所述第一栅格分值均等于所述第一预设分值，则确定所述目标点的位置合理；
若有任一所述第一栅格分值不等于所述第一预设分值，则确定所述目标点的位置不合理。
4.如权利要求2所述的判断方法，其特征在于，所述根据所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断所述目标点的合理性，还包括：
根据所述每个栅格的第一栅格分值和预设精度权重，构建与所述栅格地图对应的似然场模型，所述预设精度权重用于表征似然场模型的精度；
根据所述似然场模型，计算所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值；
将所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第二栅格分值分别与第二预设分值进行比较，所述第二预设分值是指在所述似然场模型与所述栅格属性为可通行的栅格的坐标对应的分值；
若每一所述第二栅格分值均等于所述第二预设分值，则确定所述目标点的位置合理；
若有任一所述第二栅格分值不等于所述第二预设分值，则确定所述目标点的位置不合理。
5.一种实施如权利要求1至4任一项所述的判断方法的目标点合理性的判断装置，其特征在于，所述判断装置包括：
获取模块，用于获取目标环境对应的栅格地图，所述目标环境是指机器人所在环境；
确定模块，用于确定目标点的第一目标坐标，所述第一目标坐标为所述目标点在所述栅格地图的像素坐标系下的坐标；
遍历模块，用于遍历所述机器人的所有运动方向，确定所述机器人的轮廓点在每一运动方向上的第一轮廓坐标，所述第一轮廓坐标为所述机器人位于所述目标点时所述轮廓点在所述像素坐标系下的坐标；
查找模块，用于在所述栅格地图对应的第一映射关系中查找所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，所述第一映射关系是指所述栅格地图中栅格的坐标与对应第一栅格分值之间的映射关系，所述栅格的坐标是指在所述像素坐标系下的坐标；
判断模块，用于根据所述第一目标坐标以及所有第一轮廓坐标各自对应的第一栅格分值，判断所述目标点的合理性。
6.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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