CN115113625B - 一种基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法及装置，方法包括如下步骤：采集机房信息并构建区域地图；基于机房信息设置多个巡检点，给出各个巡检点的位置坐标，并对各个巡检点设置相应的通行属性，其中，通行属性包括机器人的朝向以及待行进方向；基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，并给各个巡检点设定编号；机器人获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检；该方法能够提高机器人机房巡检的智能化程度，并提升巡检的效率。

Description

一种基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法及装置
技术领域
本发明涉及机器人巡检技术，具体涉及一种基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法及装置。
背景技术
随着计算机和云技术的不断发展，存放各种服务器的信息化机房规模不断扩大，安全性要求越来越高。
现有技术中提供利用巡检机器人来替代传统的人工巡检方式，即巡检机器人按照规定好的巡检路径，逐步行走到巡检点，对机房设备定期进行巡检。即便在标准化信息机房中各通道存在电子隔离门，巡检机器人也会按照原有的巡检路径进行行走。
例如，专利CN113253729A公开了跨区巡检机器人的路径规划方法、装置和存储介质，根据巡检任务和地图设置巡检点，生产不同的巡检路径，筛选出优化的跨区域巡检路径。其中，不同区域可以通过防火门隔开，机器人可以控制防火门的开关。以此，实现了智能化的巡检路径优化，机器人可以巡检不同区域。
但是，通过仅依靠地图和巡检任务给出区域划分，实现不同区域的巡检，会引起路径规划和识别的计算任务加重，同时拉长机器人控制开关防火门的时间，进而导致机器人巡检效率的下降。
因此，设计一种适用于标准化信息机房的机器人巡检路径规划方法，克服巡检效率低、识别计算任务冗长繁重，从而实现高效、安全、可靠的机房巡检是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法及装置，适用于标准化信息机房的机器人巡检路径规划，用于执行自定义巡检任务，且考虑了标准化信息机房中特定机房信息的复杂环境，利用提出的基于“巡检点通行属性”的路径规划方法，融合机器人的朝向和行进方向，使机器人能够以此自主规划最优路径，提高了针对标准化信息机房巡检效率，保证了巡检的安全性和可靠性。
一方面，本发明提供一种基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法，包括如下步骤：
采集机房信息并构建区域地图；
基于机房信息设置多个巡检点，给出各个巡检点的位置坐标，并对各个巡检点设置相应的通行属性，其中，通行属性包括机器人的朝向以及待行进方向；
基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，并给各个巡检点设定编号；
机器人获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检。
进一步地，机房信息包括多个模组设备信息及相邻模组之间隔离门的位置信息；
机器人的朝向包括正向、背向及任意向，待行进方向包括一维行进方向和二维行进方向。
进一步地，基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，具体包括：
自由区域包括公共区域和至少一个通道区域，单向区域设置在公共区域与通道区域之间，且单向区域与通道区域一一对应；
靠近隔离门设定范围内的巡检点，划分为单向区域，单向区域的数量与隔离门数量一一对应，每个单向区域均包括第一区域和第二区域，单向区域中机器人的朝向为正向的划分为第一区域，机器人的朝向为背向的划分为第二区域；
相邻模组之间的巡检点划分为通道区域，剩余巡检点划分为公共区域；
其中，自由区域巡检点的待行进方向均为二维行进方向，单向区域中与自由区域相邻的巡检点的待行进方向为二维行进方向，单向区域中其他巡检点的待行进方向为一维行进方向。
进一步地，给各个巡检点设定编号，编号的顺序具体包括：
起始点设置在公共区域的一侧；
靠近起始点的第一区域内巡检点、对应的通道区域内巡检点、第二区域内巡检点依次编号，其中，第一区域内巡检点按正向顺序编号，第二区域内巡检点按背向顺序编号，通道区域内巡检点按任意次序编号；
相邻的单向区域和通道区域按顺序重复编号过程，直至靠近公共区域的第二区域编号完成；
在对公共区域的其他巡检点编号后，完成对各个巡检点的编号。
进一步地，机器人获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检，包括：
机器人获取巡检任务的待巡检点，将各个待巡检点按照编号大小进行排序，形成待巡检点序列；
将当前巡检点调整至序列首位，并对目标巡检点的排序进行调整；
根据调整后的巡检点序列，依次取当前巡检点与下一个目标巡检点，解析当前巡检点与下一个目标巡检点的所在区域及通行属性，进行两点之间最优路径规划，并指引机器人按照最优路径行进；
按照待巡检点序列完成巡检。
进一步地，解析当前巡检点与下一个目标巡检点的所在区域及通行属性，进行两点之间最优路径规划，具体包括：
二者均在同一个通道区域，从当前巡检点沿二维行进方向直达下一个目标巡检点；二者在不同通道区域，从当前巡检点沿二维行进方向直达当前巡检点对应第二区域最小编号的巡检点，按编号顺序穿过第二区域，进入下一个目标巡检点对应第一区域的最小编号巡检点，并按编号顺序穿过，沿二维行进方向直达下一个目标巡检点；
二者其一在通道区域，其一在公共区域，从当前巡检点穿过对应的第一区域或第二区域，到达下一个目标巡检点；
二者均在单向区域，且在同一个第一区域或同一个第二区域，从当前巡检点按编号顺序依次行进到达下一个目标巡检点；
二者均在单向区域，且不属于同一个第一区域和同一个第二区域，从当前巡检点按编号顺序穿过当前巡检点所在区域行进至下一个目标巡检点所在区域，直至到达下一个目标巡检点；
二者其一在公共区域，其一在单向区域，从当前巡检点行进至单向区域中靠近公共区域的巡检点并按编号顺序行进至下一个目标巡检点；
二者其一在通道区域，其一在单向区域时，判断通道区域中的巡检点与单向区域中的巡检点的对应关系，进行路径规划。
进一步地，两者均在单向区域，且不属于同一个第一区域和同一个第二区域，从当前巡检点按编号顺序穿过当前巡检点所在区域行进至下一个目标巡检点所在区域，直至到达下一个目标巡检点，包括：
下一个目标巡检点在第一区域，从当前巡检点按编号顺序行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点对应第一区域的最小编号巡检点，再按编号顺序行进至下一个目标巡检点，路径公式如下：
PATH1=（Sa，Sa-1，……，SMINa+1，SMINa，DMINa，DMINa+1，……，Da-1，Da）；
PATH2=（Sb，Sb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMINa，DMINa+1，……，Da-1，Da）；
其中，PATH1是当前巡检点在第一区域时的路径，PATH2是当前巡检点在第二区域时的路径，Sa是在第一区域的当前巡检点，Sb是在第二区域的当前巡检点，Da是在第一区域的下一个目标巡检点，SMINa是当前巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMINa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号；
下一个目标巡检点在第二区域，从当前巡检点按编号顺序行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点对应第二区域的最大编号巡检点，再按编号顺序行进至下一个目标巡检点，通过如下公式表示：
PATH3=（Sa，Sa-1，……，SMINa+1，SMINa，DMAXb，DMAXb-1，……，Db+1，Db）；
PATH4=（Sb，Sb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMAXb，DMAXb-1，……，Db+1，Db）；
其中，PATH3是当前巡检点在第一区域时的路径，PATH4是当前巡检点在第二区域时的路径，Sa是在第一区域的当前巡检点，Sb是在第二区域的当前巡检点，Db是在第二区域的下一个目标巡检点，SMINa是当前巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMAXb是下一个目标巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号。
进一步地，二者其一在通道区域，其一在单向区域时，判断通道区域中的巡检点与单向区域中的巡检点的对应关系，进行路径规划，包括：
当前巡检点在通道区域，下一个目标巡检点在单向区域，判断当前巡检点所在通道区域是否与下一个目标巡检点所在单向区域相对应，若是，则从当前巡检点行进至下一个目标巡检点所在第一区域或第二区域靠近通道区域的巡检点，并按照编号顺序行进至下一个目标巡检点；若不是，则从当前巡检点经其对应的单向区域的第二区域行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点所在第一区域或第二区域靠近通道区域的巡检点，并按照编号顺序行进至下一个目标巡检点；
当前巡检点在单向区域，下一个目标巡检点在通道区域，判断当前巡检点所在单向区域是否与下一个目标巡检点所在通道区域相对应，若是，则从当前巡检点按照编号顺序行进至其所在第一区域或第二区域靠近通道区域的巡检点，并行进至下一个目标巡检点；若不是，则从当前巡检点按照编号顺序行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点所在通道区域对应的第一区域最小编号巡检点，并按照编号顺序经第一区域进入下一个目标巡检点所在通道区域并行进至下一个目标巡检点。
进一步地，当前巡检点在通道区域，下一个目标巡检点在单向区域，且当前巡检点所在通道区域与下一个目标巡检点所在单向区域不相对应，行进路径通过如下公式表示：
PATH5=（SⅠ，SMINb，SMINb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMINa，DMINa+1，……，Da-1，Da）；
PATH6=（SⅠ，SMINb，SMINb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMAXb，DMAXb-1，……，Db+1，Db）；
其中，PATH5是下一个目标巡检点在第一区域时的路径，PATH6下一个目标巡检点在第二区域时的路径，SⅠ是在通道区域的当前巡检点编号，Da是在第一区域的下一个目标巡检点的编号，Db是在第二区域的下一个目标巡检点的编号，SMINb是当前巡检点所在第二区域中编号最小的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号，DMINa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMAXb是下一个目标巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号；
当前巡检点在单向区域，下一个目标巡检点在通道区域，且当前巡检点所在通道区域与下一个目标巡检点所在单向区域不相对应，行进路径通过如下公式表示：
PATH7=（Sa , Sa-1，…… , SMINa+1 , SMINa , DMINa , DMINa+1 , …… , DMAXa-1 ,DMAXa , DⅠ）；
PATH8=（Sb , Sb+1 , …… , SMAXb-1 , SMAXb , DMINa , DMINa+1 , …… , DMAXa-1, DMAXa , DⅠ）；
其中，PATH7是当前巡检点在第一区域时的路径，PATH8当前巡检点在第二区域时的路径，Sa是在第一区域的当前巡检点，Sb是在第二区域的当前巡检点，DⅠ是在通道区域的下一个目标巡检点，SMINa是当前巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMINa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMAXa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最大的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号。
另一方面，本发明提供一种实施上述方法的巡检路径规划装置，包括：
采集模块，用于采集机房信息并构建区域地图；
设置模块，用于基于机房信息设置多个巡检点，给出各个巡检点的位置坐标，并对各个巡检点设置相应的通行属性；
划分模块，用于基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，并给各个巡检点设定编号；
信息获取和规划模块，用于获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检。
本发明提供的基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法及装置，至少包括如下有益效果：
（1）适用于标准化信息机房的机器人巡检路径规划，基于“巡检点通行属性”的路径规划方法，融合机器人的朝向和行进方向，使机器人能够以此自主规划最优路径，提高了针对标准化信息机房巡检效率。
（2）根据机房信息设计巡检点的通行属性，进行区域划分，基于巡检属性和区域划分的结果识别巡检任务，并进行路径规划，克服现有技术中巡检规划识别计算任务冗长繁琐，提升了巡检效率。
（3）考虑到标准化信息机房的复杂环境，基于不同的通行规则，实现了最优的巡检路径规划，保证了巡检的可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明提供的基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法一种实施例的流程图。
图2为本发明提供的待巡检机房构建区域地图的示意图。
图3为本发明提供的各种区域及巡检点通行属性下路径规划的示意图，其中，a）为当前巡检点在第一区域，下一个目标巡检点在不同单向区域的第一区域的路径，b）为当前巡检点在第一区域，下一个目标巡检点在不同单向区域的第二区域的路径， c）为当前巡检点在通道区域，下一个目标巡检点在非对应的单向区域的第一区域的路径，d）为当前巡检点在第一区域，下一个目标巡检点在非对应的通道区域的路径。
图4为本发明提供的基于区域划分的机器人机房巡检路径规划装置一种实施例的结构示意图。
附图标记：101-采集模块，102-设置模块，103-划分模块，104-信息获取和规划模块。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
参考图1，在一些实施例中，提供一种基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法，包括如下步骤：
S1、采集机房信息并构建区域地图；
S2、基于机房信息设置多个巡检点，给出各个巡检点的位置坐标，并对各个巡检点设置相应的通行属性，其中，通行属性包括机器人的朝向以及待行进方向；
S3、基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，并给各个巡检点设定编号；
S4、机器人获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检。
具体地，步骤S1中，机房信息包括多个模组设备信息及相邻模组之间隔离门的位置信息。采集机房信息过程中，当智能巡检机器人首次到达待巡检的信息化标准机房时，人为操控机器人绕着机房巡视一周，利用机器人上搭载的激光传感器扫描机房环境，尽量保证机房所有地方都被扫描到，构建出一个比较完整的机房地图。
步骤S2中，针对机房待巡检的所有设备，建立合适的巡检点，并且在隔离门设定范围内设置巡检点，同时获取上述巡检点在地图中的位置坐标。设定范围可以根据机房的实际情况进行划定，在此不做具体尺寸和巡检点数量的限定。在该设定范围内的巡检点同时用于执行开关门的系列动作。
步骤S3中，基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，具体包括：
自由区域包括公共区域和至少一个通道区域；单向区域设置在公共区域与通道区域之间，且单向区域与通道区域一一对应，巡检机器人从公共区域通过各个单向区域进出各个通道区域。
靠近隔离门设定范围内的巡检点，划分为单向区域，单向区域的数量与隔离门数量一一对应，每个单向区域均包括第一区域和第二区域，单向区域中机器人的朝向为正向的划分为第一区域，机器人的朝向为背向的划分为第二区域；
相邻模组之间的巡检点划分为通道区域，剩余巡检点划分为公共区域；
其中，自由区域巡检点的待行进方向均为二维行进方向，单向区域中与自由区域相邻的巡检点的待行进方向为二维行进方向，单向区域中其他巡检点的待行进方向为一维行进方向。
机器人的朝向包括正向、背向及任意向，待行进方向包括一维行进方向和二维行进方向。
如图2所示，正向为Y轴的正方向，即为机器人的正面朝向隔离门的正面；背向为Y轴的反方向，即为机器人的正面朝向隔离门的反面；任意向为XY轴的平面上的任意朝向。一维行进方向即为沿着Y轴或X轴的方向行进，二维行进方向即为在XY轴的平面上自由行进。其中，Ⅰ为公共区域，Ⅱ为某个通道区域，Ⅲ为与某个通道区域对应的单向区域。
在一种具体应用场景中，智能化机房中有多个模组，相邻模组之间为通道区域，区域内设有多个巡检点；没有模组的区域为公共区域，通道区域与公共区域中间是包含隔离门的多个单向区域，巡检机器人在单向区域内的多个巡检点上完成开关门动作，从而进出通道区域，对相应模组进行巡检。
步骤S3中，给各个巡检点设定编号，编号的顺序具体包括：
S31、起始点设置在公共区域的一侧；
S32、靠近起始点的第一区域内巡检点、对应的通道区域内巡检点、第二区域内巡检点依次编号，其中，第一区域内巡检点按正向顺序编号，第二区域内巡检点按背向顺序编号，通道区域内巡检点按任意次序编号；
S33、相邻的单向区域和通道区域按顺序重复编号过程，直至靠近公共区域的第二区域编号完成；
S34、在对公共区域的其他巡检点编号后，完成对各个巡检点的编号。
作为一种较优的实施方式，在步骤S3之后，建立数据库，并在数据库中新建巡检点信息表，将上述巡检点信息在表中进行存储。巡检点信息包括巡检点编号、巡检点的位置坐标、巡检点所属区域、巡检点的朝向、巡检点的待行进方向。
步骤S4中，机器人获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检，包括：
S41、机器人获取巡检任务的待巡检点，将各个待巡检点按照编号大小进行排序，形成待巡检点序列；
S42、将当前巡检点调整至序列首位，并对目标巡检点的排序进行调整；
S43、根据调整后的巡检点序列，依次取当前巡检点与下一个目标巡检点，解析当前巡检点与下一个目标巡检点的所在区域及通行属性，进行两点之间最优路径规划，并指引机器人按照最优路径行进；
S44、按照待巡检点序列完成巡检。
步骤S43中，解析当前巡检点与下一个目标巡检点的所在区域及通行属性，进行两点之间最优路径规划，具体包括：
S431、二者均在同一个通道区域，从当前巡检点沿二维行进方向直达下一个目标巡检点；二者在不同通道区域，从当前巡检点沿二维行进方向直达当前巡检点对应第二区域最小编号的巡检点，按编号顺序穿过第二区域，进入下一个目标巡检点对应第一区域的最小编号巡检点，并按编号顺序穿过，沿二维行进方向直达下一个目标巡检点；
S432、二者其一在通道区域，其一在公共区域，从当前巡检点穿过对应的第一区域或第二区域，到达下一个目标巡检点；
S433、二者均在单向区域，且在同一个第一区域或同一个第二区域，从当前巡检点按编号顺序依次行进到达下一个目标巡检点；
S434、二者均在单向区域，且不属于同一个第一区域和同一个第二区域，从当前巡检点按编号顺序穿过当前巡检点所在区域行进至下一个目标巡检点所在区域，直至到达下一个目标巡检点；
S435、二者其一在公共区域，其一在单向区域，从当前巡检点行进至单向区域中靠近公共区域的巡检点并按编号顺序行进至下一个目标巡检点；
S436、二者其一在通道区域，其一在单向区域时，判断通道区域中的巡检点与单向区域中的巡检点的对应关系，进行路径规划。步骤S434中，两者均在单向区域，且不属于同一个第一区域和同一个第二区域，从当前巡检点按编号顺序穿过当前巡检点所在区域行进至下一个目标巡检点所在区域，直至到达下一个目标巡检点，包括：
即当前巡检点和下一个目标巡检点既不在同一个单向区域中的第一区域，也不在同一个单向区域中的第二区域。
下一个目标巡检点在第一区域，从当前巡检点按编号顺序行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点对应第一区域的最小编号巡检点，再按编号顺序行进至下一个目标巡检点，路径公式如下：
PATH1=（Sa，Sa-1，……，SMINa+1，SMINa，DMINa，DMINa+1，……，Da-1，Da）；
PATH2=（Sb，Sb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMINa，DMINa+1，……，Da-1，Da）；
其中，PATH1是当前巡检点在第一区域时的路径，PATH2是当前巡检点在第二区域时的路径，Sa是在第一区域的当前巡检点，Sb是在第二区域的当前巡检点，Da是在第一区域的下一个目标巡检点，SMINa是当前巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMINa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号；
如图3中a）所示，对PATH1的路径进行规划，则当前巡检点在Sa，下一个目标巡检点在Da，机器人巡检时从Sa沿一维行进方向到达SMINa，并穿过第一区域进入公共区域，进入下一个目标巡检点所在区域的DMINa，继而沿一维行进方向到达Da。
下一个目标巡检点在第二区域，从当前巡检点按编号顺序行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点对应第二区域的最大编号巡检点，再按编号顺序行进至下一个目标巡检点，通过如下公式表示：
PATH3=（Sa，Sa-1，……，SMINa+1，SMINa，DMAXb，DMAXb-1，……，Db+1，Db）；
PATH4=（Sb，Sb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMAXb，DMAXb-1，……，Db+1，Db）；
其中，PATH3是当前巡检点在第一区域时的路径，PATH4是当前巡检点在第二区域时的路径，Sa是在第一区域的当前巡检点，Sb是在第二区域的当前巡检点，Db是在第二区域的下一个目标巡检点，SMINa是当前巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMAXb是下一个目标巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号；
如图3中b）所示，对PATH3的路径进行规划，则当前巡检点在Sa，下一个目标巡检点在Db，机器人巡检时从Sa沿一维行进方向到达SMINa，进入公共区域，继而进入下一个目标巡检点所在区域的DMAXb，继而沿一维行进方向到达Db。
步骤S436中，二者其一在通道区域，其一在单向区域时，判断通道区域中的巡检点与单向区域中的巡检点的对应关系，进行路径规划，包括：
当前巡检点在通道区域，下一个目标巡检点在单向区域，判断当前巡检点所在通道区域是否与下一个目标巡检点所在单向区域相对应，若是，则从当前巡检点行进至下一个目标巡检点所在第一区域或第二区域靠近通道区域的巡检点，并按照编号顺序行进至下一个目标巡检点；若不是，则从当前巡检点经其对应的单向区域的第二区域行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点所在第一区域或第二区域靠近通道区域的巡检点，并按照编号顺序行进至下一个目标巡检点；
当前巡检点在单向区域，下一个目标巡检点在通道区域，判断当前巡检点所在单向区域是否与下一个目标巡检点所在通道区域相对应，若是，则从当前巡检点按照编号顺序行进至其所在第一区域或第二区域靠近通道区域的巡检点，并行进至下一个目标巡检点；若不是，则从当前巡检点按照编号顺序行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点所在通道区域对应的第一区域最小编号巡检点，并按照编号顺序经第一区域进入下一个目标巡检点所在通道区域并行进至下一个目标巡检点。
当前巡检点在通道区域，下一个目标巡检点在单向区域，且当前巡检点所在通道区域与下一个目标巡检点所在单向区域不相对应，行进路径通过如下公式表示：
PATH5=（SⅠ，SMINb，SMINb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMINa，DMINa+1，……，Da-1，Da）；
PATH6=（SⅠ，SMINb，SMINb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMAXb，DMAXb-1，……，Db+1，Db）；
其中，PATH5是下一个目标巡检点在第一区域时的路径，PATH6下一个目标巡检点在第二区域时的路径，SⅠ是在通道区域的当前巡检点编号，Da是在第一区域的下一个目标巡检点的编号，Db是在第二区域的下一个目标巡检点的编号，SMINb是当前巡检点所在第二区域中编号最小的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号，DMINa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMAXb是下一个目标巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号；
如图3中c）所示，对PATH5的路径进行规划，则当前巡检点在SⅠ，下一个目标巡检点在Da，机器人巡检时从SⅠ沿二维行进方向直达SMINb，之后沿一维行进方向穿过第一区域到达SMAXb，进入公共区域后，进入下一个目标巡检点所在区域的DMINa，继而沿一维行进方向到达Da。
当前巡检点在单向区域，下一个目标巡检点在通道区域，且当前巡检点所在通道区域与下一个目标巡检点所在单向区域不相对应，行进路径通过如下公式表示：
PATH7=（Sa , Sa-1，…… , SMINa+1 , SMINa , DMINa , DMINa+1 , …… , DMAXa-1 ,DMAXa , DⅠ）；
PATH8=（Sb , Sb+1 , …… , SMAXb-1 , SMAXb , DMINa , DMINa+1 , …… , DMAXa-1, DMAXa , DⅠ）；
其中，PATH7是当前巡检点在第一区域时的路径，PATH8当前巡检点在第二区域时的路径，Sa是在第一区域的当前巡检点，Sb是在第二区域的当前巡检点，DⅠ是在通道区域的下一个目标巡检点，SMINa是当前巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMINa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMAXa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最大的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号；
如图3中d）所示，对PATH7的路径进行规划，则当前巡检点在Sa，下一个目标巡检点在DⅠ，机器人巡检时从Sa沿一维行进方向到达SMINa，进入公共区域，进入下一个目标巡检点所在区域的DMINa，沿一维行进方向穿过下一个目标巡检点所在第一区域，继而沿二维行进方向到达DⅠ。
参考图4，在一些实施例中，提供一种实施上述方法的巡检路径规划装置，包括：
采集模块101，用于采集机房信息并构建区域地图；
设置模块102，用于基于机房信息设置多个巡检点，给出各个巡检点的位置坐标，并对各个巡检点设置相应的通行属性；
划分模块103，用于基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，并给各个巡检点设定编号；
信息获取和规划模块104，用于获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检。
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 (5)

1.一种基于区域划分的机器人机房巡检路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集机房信息并构建区域地图；
基于机房信息设置多个巡检点，给出各个巡检点的位置坐标，并对各个巡检点设置相应的通行属性，其中，通行属性包括机器人的朝向以及待行进方向；
基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，并给各个巡检点设定编号；
机器人获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检；
机房信息包括多个模组设备信息及相邻模组之间隔离门的位置信息；
机器人的朝向包括正向、背向及任意向，待行进方向包括一维行进方向和二维行进方向；
基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，具体包括：
自由区域包括公共区域和至少一个通道区域，单向区域设置在公共区域与通道区域之间，且单向区域与通道区域一一对应；
靠近隔离门设定范围内的巡检点，划分为单向区域，单向区域的数量与隔离门数量一一对应，每个单向区域均包括第一区域和第二区域，单向区域中机器人的朝向为正向的划分为第一区域，机器人的朝向为背向的划分为第二区域；
相邻模组之间的巡检点划分为通道区域，剩余巡检点划分为公共区域；
其中，自由区域巡检点的待行进方向均为二维行进方向，单向区域中与自由区域相邻的巡检点的待行进方向为二维行进方向，单向区域中其他巡检点的待行进方向为一维行进方向；
给各个巡检点设定编号，编号的顺序具体包括：
起始点设置在公共区域的一侧；
靠近起始点的第一区域内巡检点、对应的通道区域内巡检点、第二区域内巡检点依次编号，其中，第一区域内巡检点按正向顺序编号，第二区域内巡检点按背向顺序编号，通道区域内巡检点按任意次序编号；
相邻的单向区域和通道区域按顺序重复编号过程，直至靠近公共区域的第二区域编号完成；
在对公共区域的其他巡检点编号后，完成对各个巡检点的编号；
机器人获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检，包括：
机器人获取巡检任务的待巡检点，将各个待巡检点按照编号大小进行排序，形成待巡检点序列；
将当前巡检点调整至序列首位，并对目标巡检点的排序进行调整；
根据调整后的巡检点序列，依次取当前巡检点与下一个目标巡检点，解析当前巡检点与下一个目标巡检点的所在区域及通行属性，进行两点之间最优路径规划，并指引机器人按照最优路径行进；
按照待巡检点序列完成巡检；
解析当前巡检点与下一个目标巡检点的所在区域及通行属性，进行两点之间最优路径规划，具体包括：
二者均在同一个通道区域，从当前巡检点沿二维行进方向直达下一个目标巡检点；二者在不同通道区域，从当前巡检点沿二维行进方向直达当前巡检点对应第二区域最小编号的巡检点，按编号顺序穿过第二区域，进入下一个目标巡检点对应第一区域的最小编号巡检点，并按编号顺序穿过，沿二维行进方向直达下一个目标巡检点；
二者其一在通道区域，其一在公共区域，从当前巡检点穿过对应的第一区域或第二区域，到达下一个目标巡检点；
二者均在单向区域，且在同一个第一区域或同一个第二区域，从当前巡检点按编号顺序依次行进到达下一个目标巡检点；
二者均在单向区域，且不属于同一个第一区域和同一个第二区域，从当前巡检点按编号顺序穿过当前巡检点所在区域行进至下一个目标巡检点所在区域，直至到达下一个目标巡检点；
二者其一在公共区域，其一在单向区域，从当前巡检点行进至单向区域中靠近公共区域的巡检点并按编号顺序行进至下一个目标巡检点；
二者其一在通道区域，其一在单向区域时，判断通道区域中的巡检点与单向区域中的巡检点的对应关系，进行路径规划。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，两者均在单向区域，且不属于同一个第一区域和同一个第二区域，从当前巡检点按编号顺序穿过当前巡检点所在区域行进至下一个目标巡检点所在区域，直至到达下一个目标巡检点，包括：
下一个目标巡检点在第一区域，从当前巡检点按编号顺序行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点对应第一区域的最小编号巡检点，再按编号顺序行进至下一个目标巡检点，路径公式如下：
PATH1=（Sa，Sa-1，……，SMINa+1，SMINa，DMINa，DMINa+1，……，Da-1，Da）；
PATH2=（Sb，Sb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMINa，DMINa+1，……，Da-1，Da）；
其中，PATH1是当前巡检点在第一区域时的路径，PATH2是当前巡检点在第二区域时的路径，Sa是在第一区域的当前巡检点，Sb是在第二区域的当前巡检点，Da是在第一区域的下一个目标巡检点，SMINa是当前巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMINa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号；
下一个目标巡检点在第二区域，从当前巡检点按编号顺序行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点对应第二区域的最大编号巡检点，再按编号顺序行进至下一个目标巡检点，通过如下公式表示：
PATH3=（Sa，Sa-1，……，SMINa+1，SMINa，DMAXb，DMAXb-1，……，Db+1，Db）；
PATH4=（Sb，Sb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMAXb，DMAXb-1，……，Db+1，Db）；
其中，PATH3是当前巡检点在第一区域时的路径，PATH4是当前巡检点在第二区域时的路径，Sa是在第一区域的当前巡检点，Sb是在第二区域的当前巡检点，Db是在第二区域的下一个目标巡检点，SMINa是当前巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMAXb是下一个目标巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，二者其一在通道区域，其一在单向区域时，判断通道区域中的巡检点与单向区域中的巡检点的对应关系，进行路径规划，包括：
当前巡检点在通道区域，下一个目标巡检点在单向区域，判断当前巡检点所在通道区域是否与下一个目标巡检点所在单向区域相对应，若是，则从当前巡检点行进至下一个目标巡检点所在第一区域或第二区域靠近通道区域的巡检点，并按照编号顺序行进至下一个目标巡检点；若不是，则从当前巡检点经其对应的单向区域的第二区域行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点所在第一区域或第二区域靠近通道区域的巡检点，并按照编号顺序行进至下一个目标巡检点；
当前巡检点在单向区域，下一个目标巡检点在通道区域，判断当前巡检点所在单向区域是否与下一个目标巡检点所在通道区域相对应，若是，则从当前巡检点按照编号顺序行进至其所在第一区域或第二区域靠近通道区域的巡检点，并行进至下一个目标巡检点；若不是，则从当前巡检点按照编号顺序行进至公共区域，再从公共区域行进至下一个目标巡检点所在通道区域对应的第一区域最小编号巡检点，并按照编号顺序经第一区域进入下一个目标巡检点所在通道区域并行进至下一个目标巡检点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当前巡检点在通道区域，下一个目标巡检点在单向区域，且当前巡检点所在通道区域与下一个目标巡检点所在单向区域不相对应，行进路径通过如下公式表示：
PATH5=（SⅠ，SMINb，SMINb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMINa，DMINa+1，……，Da-1，Da）；
PATH6=（SⅠ，SMINb，SMINb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMAXb，DMAXb-1，……，Db+1，Db）；
其中，PATH5是下一个目标巡检点在第一区域时的路径，PATH6下一个目标巡检点在第二区域时的路径，SⅠ是在通道区域的当前巡检点编号，Da是在第一区域的下一个目标巡检点的编号，Db是在第二区域的下一个目标巡检点的编号，SMINb是当前巡检点所在第二区域中编号最小的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号，DMINa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMAXb是下一个目标巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号；
当前巡检点在单向区域，下一个目标巡检点在通道区域，且当前巡检点所在通道区域与下一个目标巡检点所在单向区域不相对应，行进路径通过如下公式表示：
PATH7=（Sa，Sa-1，……，SMINa+1，SMINa，DMINa，DMINa+1，……，DMAXa-1，DMAXa，DⅠ）；
PATH8=（Sb，Sb+1，……，SMAXb-1，SMAXb，DMINa，DMINa+1，……，DMAXa-1，DMAXa，DⅠ）；
其中，PATH7是当前巡检点在第一区域时的路径，PATH8当前巡检点在第二区域时的路径，Sa是在第一区域的当前巡检点，Sb是在第二区域的当前巡检点，DⅠ是在通道区域的下一个目标巡检点，SMINa是当前巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMINa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最小的巡检点编号，DMAXa是下一个目标巡检点所在第一区域中编号最大的巡检点编号，SMAXb是当前巡检点所在第二区域中编号最大的巡检点编号。
5.一种实施如权利要求1-4任一所述方法的巡检路径规划装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集机房信息并构建区域地图；
设置模块，用于基于机房信息设置多个巡检点，给出各个巡检点的位置坐标，并对各个巡检点设置相应的通行属性；
划分模块，用于基于各个巡检点的通行属性以及位置坐标，将区域地图划分为自由区域和至少一个单向区域，并给各个巡检点设定编号；
信息获取和规划模块，用于获取巡检任务的所有待巡检点，解析每个待巡检点所在区域及通行属性，依次规划相邻编号待巡检点的最优巡检路径，按照所有待巡检点的编号顺序完成巡检。
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