CN116166010A - 一种割草机器人建图方法、装置、割草机器人及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种割草机器人建图方法、装置、割草机器人及存储介质，包括：S1、获取机器人工作区域对应的初始地图，并根据初始地图获取一起始位置；S2、驱动机器人自起始位置开始以预设移动方式对初始地图进行覆盖；S3、在移动过程中根据机器人的障碍物探测传感器的探测范围获取机器人的当前覆盖区域；S4、将移动过程中探测到的障碍物信息标注在初始地图中；S5、在初始地图对应的所有区域均被覆盖时获取所有标注并根据所有标注生成工作地图。实施本申请能实现机器人的快速建图。

Description

一种割草机器人建图方法、装置、割草机器人及存储介质

技术领域

本发明涉及割草机器人技术领域，更具体地说，涉及一种割草机器人建图方法、装置、割草机器人及存储介质。

背景技术

由于割草机器人有必要的安规限定，其中围线限定是中间很重要的一项。当前常用的割草机器人减少了预埋边界线的步骤，但是按照安规的标准需要预先确定好工作区域。其一般做法都是沿边走一圈建立边界地图，但是家庭草坪工况复杂的情况，中间障碍物仍需用户手动遥控或者其他手动方式进行建图，用户体验差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种割草机器人建图方法、装置、割草机器人及存储介质。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种割草机器人建图方法，包括：

S1、获取机器人工作区域对应的初始地图，并根据所述初始地图获取一起始位置；

S2、驱动所述机器人自所述起始位置开始以预设移动方式对所述初始地图进行覆盖；

S3、在移动过程中根据所述机器人的障碍物探测传感器的探测范围获取所述机器人的当前覆盖区域；

S4、将移动过程中探测到的障碍物信息标注在所述初始地图中；

S5、在所述初始地图对应的所有区域均被覆盖时获取所有标注并根据所有标注生成工作地图。

优选地，在本发明所述的割草机器人建图方法中，还包括：

S41、判断所述机器人在移动路径上是否遇到障碍物，若是，执行步骤S44，否则，执行步骤S42；

S42、判断所述机器人的当前覆盖区域内是否有障碍物；若是，执行步骤S43，否则执行步骤S45；

S43、获取机器人的当前移动路径与所述障碍物的垂直距离，驱动所述机器人根据所述垂直距离调整移动路径，以使所述障碍物位于所述机器人的移动路径上；

S44、在遇到障碍物时以所述障碍物的位置为参考位置，以所述参考位置为起点对所述障碍物进行建图以标注所述初始地图，并在建图完成后驱动所述机器人回到所述参考位置；

S45、驱动所述机器人继续按照所述预设移动方式移动，并执行所述步骤S3。

优选地，在本发明所述的割草机器人建图方法中，在所述步骤S1中，所述根据所述初始地图获取一起始位置；包括：根据所述初始地图获取一角落位置为所述起始位置；和/或

在所述步骤S2中，所述预设移动方式包括回字型或弓字型。

优选地，在本发明所述的割草机器人建图方法中，还包括：

S51、在所述初始地图存在未覆盖区域时，获取所述初始地图中的未覆盖区域，并在该未覆盖区域内获取一位置为所述起始位置，执行所述步骤S2。

优选地，在本发明所述的割草机器人建图方法中，在所述步骤S51中，所述获取所述初始地图中的未覆盖区域，并在该未覆盖区域内获取一位置为所述起始位置包括：

获取所述机器人的当前位置，并获取与所述机器人的当前位置最近的未覆盖区域，以在该未覆盖区域获取一位置为所述起始位置。

优选地，在本发明所述的割草机器人建图方法中，所述获取与所述机器人的当前位置最近的未覆盖区域，包括：

根据所述初始地图构建所述未覆盖区域的可用路径，获取最短可用路径对应的未覆盖区域为最近的未覆盖区域。

优选地，在本发明所述的割草机器人建图方法中，所述在该未覆盖区域获取一位置为所述起始位置，包括：

在该未覆盖区域内获取距离所述机器人的当前位置最近的一位置为所述起始位置。

优选地，在本发明所述的割草机器人建图方法中，在所述步骤S1中，所述获取工作区域对应的初始地图，包括：基于所述机器人边界建图过程得到的所述初始地图。

本发明还构造一种割草机器人建图装置，包括：

起始位置获取单元，用于获取机器人工作区域对应的初始地图，并根据所述初始地图获取一起始位置；

驱动单元，用于驱动驱动所述机器人自所述起始位置开始以预设移动方式对所述初始地图进行覆盖；

第一执行单元，用于在移动过程中根据所述机器人的障碍物探测传感器的探测范围获取所述机器人的当前覆盖区域；

第二执行单元，用于将移动过程中探测到的障碍物信息标注在所述初始地图中；

建图单元，用于在所述初始地图对应的所有区域均被覆盖时获取所有标注并根据所有标注生成工作地图。

本发明还构造一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上面任意一项所述的割草机器人建图方法。

本发明一种割草机器人，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序实现如上面任一项所述的割草机器人建图方法。

实施本发明的一种割草机器人建图方法、装置、割草机器人及存储介质，具有以下有益效果：能够实现工作区域的快捷建图。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一种割草机器人建图方法一实施例的流程示意图；

图2是本发明一种割草机器人建图方法另一实施例的流程示意图；

图3是本发明一种割草机器人建图方法一实施例的运行示意图；

图4是本发明一种割草机器人建图方法一实施例的运行示意图；

图5是本发明一种割草机器人建图装置一实施例的逻辑框图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，在本发明的一种割草机器人建图方法第一实施例中，包括：S1、获取机器人工作区域对应的初始地图，并根据初始地图获取一起始位置；具体的，割草机器人在执行建图工作之前，先需要基于工作区域进行建图以得到对应的初始地图。在一实施例中，其可以先基于边界构图得到工作区域的边界，根据该边界构成一初始地图。可以理解，该初始地图对应的工作区域的边界。在得到该初始地图中，基于在初始地图选择一个起始位置。其起始位置在初始地图内。

S2、驱动机器人自起始位置开始以预设移动方式对初始地图进行覆盖；具体的，在选择起始位置后，驱动机器人自该起始位置开始在初始地图内以设置的预设移动方式移动。例如在一实施例中，设置机器人以回字型方式在初始地图内移动，或者设置机器人以弓字型方式在初始地图内移动。这里所说的回字型或者弓字型是根据机器人的行走路径的形状进行定义。

S3、在移动过程中根据机器人的障碍物探测传感器的探测范围获取机器人的当前覆盖区域。具体的，在机器人的移动过程中，根据机器人的障碍物探测传感器的探测范围获取机器人的当前覆盖区域。该障碍物探测传感器可以为设置在机器人上摄像头、超声波、激光雷达等探测装置，通过该探测装置实现大距离探测，使得机器人在移动过程中可以实现较大区域的探测覆盖，继而可以拉大机器人的移动路径之间的间隔。可以理解该当前覆盖区域为实时获取。可对该当前覆盖区域进行判断，判断该当前覆盖区域是否为已经覆盖过的区域或边界区域。在一实施例中，该已经覆盖过的区域是可以包括初始地图的边界区域的。即在一实施例中，当初始地图是通过边界进行限定的，其初始地图的边界必然会在初始地图上进行标注，一旦进行标注，则可以认为该边界属于已经覆盖过的区域。

S4、将移动过程中探测到的障碍物信息标注在初始地图中；具体的，在机器人的移动过程中，对机器人的当前覆盖区域内的区域状态进行判断，判断在机器人的当前覆盖区域内是否有障碍物。其中机器人对障碍物的判断可以基于当前常用的机器学习过程实现。在判定当前覆盖区域并没有遇到障碍物时，则直接对当前覆盖区域进行标注，例如标注为草地或者可工作区域。并继续移动，其在判定当前机器人的当前覆盖区域内有障碍物时，即机器人遇到障碍物时，可以将遇到的障碍物信息标注在初始地图中。

S5、在初始地图对应的所有区域均被覆盖时获取所有标注并根据所有标注生成工作地图。具体，对整个初始地图进行判断，确认初始地图是否已经完全被覆盖，即判断初始地图上所有的区域是不是均被覆盖。若初始地图上的所有区域均被覆盖了，此时可以根据标注最终生成当前区域的工作地图，机器人工作的时候即可以根据该工作地图进行割草工作。

可选的，如图2所示，在本发明的割草机器人建图方法中，还包括：S41、判断机器人在移动路径上是否遇到障碍物，若是，执行步骤S44，否则，执行步骤S42；S42、判断机器人的当前覆盖区域内是否有障碍物；若是，执行步骤S43，否则执行步骤S45；S43、获取机器人的当前移动路径与障碍物的垂直距离，驱动机器人根据垂直距离调整移动路径，以使障碍物位于机器人的移动路径上；S44、在遇到障碍物时以障碍物的位置为参考位置，以参考位置为起点对障碍物进行建图以标注初始地图，并在建图完成后驱动机器人回到参考位置；S45、驱动机器人继续按照预设移动方式移动，并执行步骤S3。具体的，在机器人的移动过程中，先判断在机器人的移动路径上是否有障碍物。当判定当前机器人的当前移动路径上有障碍物时，即机器人遇到障碍物时，先记录当前机器人的当前位置为参考位置。在对机器人的当前位置进行记录后，以当前位置为起点开始对障碍物进行建图并根据建图对初始地图进行标注，标注的目的是将该障碍物的位置、范围等信息在初始地图上进行标注使得机器人工作时能够有效的规避该障碍物。在一实施例中，其机器人障碍物识别过程可以为驱动机器人绕障碍物一周以对障碍物的信息进行确认。当对障碍物确认完成后，其驱动机器人回到其建图开始的位置即参考位置。然后按照预设移动方式在未覆盖区域内继续移动进行覆盖和障碍物探测。当判定机器人在移动路径上没有障碍物但是其在实时覆盖区域有障碍物时，可以获取当前障碍物与机器人的当前移动路径的垂直距离，并使得机器人根据该垂直距离调整移动路径，最终的目的是使得障碍物能够位于机器人的移动路径上。这样，当机器人在继续移动过程中就可以在移动路径上遇到障碍物，最终实现对该障碍物的标注。

可选的，在步骤S1中，根据初始地图获取一起始位置；包括：根据初始地图获取一角落位置为起始位置。具体的，为了提高构图效率，可以自初始地图的角落位置开始。在该角落位置沿着初始地图的边长延伸方向为开始移动方向移动。通过该移动过程，可以使得机器人自初始地图的一个边缘位置开始覆盖和标注，在折弯过程逐渐向相对的边缘位置开始移动。通过该过程实现提高构图效率的同时能减少构图的遗漏。可以简单理解，在一实施例中，基于预设移动方式移动调整移动方向在初始地图中形成往返的“弓”字形移动路径或者形成往返的“回”字形移动路径。

可选的，在本发明的割草机器人建图方法中，还包括：S51、在初始地图存在未覆盖区域时，获取初始地图中的未覆盖区域，并在该未覆盖区域内获取一位置为起始位置，执行步骤S2。具体的，当初始地图中还存在未被覆盖的区域时，可以根据未覆盖区域重新获取一起始位置，并驱动机器人按照预设移动方式在未覆盖区域内移动进行覆盖以进行初始地图的覆盖。该过程可以参照上面描述的具体过程。可以理解，基于该过程最终实现整个初始地图的所有区域的覆盖和标注，得到最终的工作地图。

可选的，在步骤S51中，获取初始地图中的未覆盖区域，并在该未覆盖区域内获取一位置为起始位置包括：获取机器人的当前位置，并获取与机器人的当前位置最近的未覆盖区域，以在该未覆盖区域获取一位置为起始位置。具体的，当初始地图中还存在未被覆盖的区域时，可以基于机器人的当前位置获取距离当前位置最近的未覆盖区域，并在该未覆盖区域上获取一起始位置再次进行机器人的移动覆盖，并重复步骤S2及其之后的步骤。对每一未覆盖区域均可执行上面的过程，最终根据该过程即可以实现对整个初始地图的覆盖和标注。

可选的，获取与机器人的当前位置最近的未覆盖区域，包括：根据初始地图构建未覆盖区域的可用路径，获取最短可用路径对应的未覆盖区域为最近的未覆盖区域。具体的，其位置最近可以理解为基于初始地图构建的、机器人到各个未覆盖区域中的路径最短。在一些情况下，其由于障碍物或边界的存在，其空间距离最近不一定是行驶路径最短。在本实施例中，可以选择行驶路径最短为位置最近。

如图3所示，在一具体实施例中，机器人自最左上角位置A进入初始地图，并按照预设移动路径移动（图示中箭头方向）至B1，该实施例中，预设移动路径为弓字型路径。移动路径的间距为d1，通过合理设置d1使得移动路径的间距是根据机器人的障碍物探测传感器的探测范围确定，以确保相邻路径能覆盖。在B1位置判断遇到初始地图边界，其开始进行折弯移动。其在移动过程中，在覆盖范围内遇到障碍物，但障碍物没有位于机器人的移动路径上，则可以获取机器人的当前移动路径与障碍物的垂直距离，例如距离为d2。则在预设的位置开始调整其移动路径，使得新的移动路径与上一个临近的移动路径之间的路径间距为d2，使得机器人在新的移动路上能够遇到障碍物，即在B2位置遇到障碍物。在遇到障碍物后，可以通过围绕障碍物一周对障碍物进行构图。在完成障碍物构图后，如果在机器人移动的覆盖区域没有其他障碍物的时候，可以调整机器人的移动路径，使得其路径间距恢复为d1。例如，自B2位置开始折弯，重新寻找未覆盖区域，在新的未覆盖区域内继续按照预设移动方式即弓字型移动，其初始移动间距依然是d1。其可以理解对应的折弯方向向着机器人未覆盖的区域进行。当机器人到达图中的E点时，其可以先扫描当前所在位置的下一个栅格是否还有未覆盖的区域，若有，则把此区域作为最近的区域；若没有，则扫描当前所在位置相邻历史行栅格是否有未覆盖的区域，有则为最近的区域，否则再扫描上当前位置下两行的栅格以及上两行的栅格。依次进行扫描，只要还有未覆盖的区域，则一定能找到一个较近的区域作为下一个要覆盖的区域，并且还能够确定机器人在该区域进行覆盖时要运动的方向。

在机器人利用上述方法遍历栅格到达位置D后，该区域没有栅格需要覆盖。对于整个初始地图，还剩下区域1和区域2未覆盖。机器人需要选择一个离自己最近的未覆盖区域，构造出一条最短路径后，按该最短路径前往目的区域进行覆盖工作。

如图4所示，在一实施例中，以初始地图（对应最外围黑线划定的区域）内的左下角的角落区域M点为起始点，沿着指向N的方向移动，并在N点判定机器人的当前覆盖区域中包含了边界线，此时沿着逆时针方向折弯，并在O点再次遇到边界，此时再次向Q方向折弯，先对A对应的区域进行覆盖，并在A区域内没有相邻的未覆盖区域，其寻找最近的未覆盖区域即B区域，其获取距离B区域最近的位置，可以回到Q位置，沿着P方向折弯，进入B区域后进行折弯覆盖。最终形成回字型路径。再在Q点其遇到MN对应的机器人已经覆盖区域即已经在初始地图上标注的区域。

另，如图5所示，本申请的割草机器人建图装置中，包括：

起始位置获取单元110，用于获取机器人工作区域对应的初始地图，并根据初始地图获取一起始位置；

驱动单元120，用于驱动驱动机器人自起始位置开始以预设移动方式对初始地图进行覆盖；

第一执行单元130，用于在移动过程中根据机器人的障碍物探测传感器的探测范围获取机器人的当前覆盖区域；

第二执行单元140，用于将移动过程中探测到的障碍物信息标注在初始地图中；

建图单元150，用于在初始地图对应的所有区域均被覆盖时获取所有标注并根据所有标注生成工作地图。

具体的，这里的割草机器人建图装置各单元之间具体的配合操作过程具体可以参照上述割草机器人建图方法，这里不再赘述。

另，本发明的一种割草机器人，包括存储器和处理器；存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行计算机程序实现如上面任意的割草机器人建图方法。具体的，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过割草机器人下载和安装并且执行时，执行本发明实施例的方法中限定的上述功能。本发明中的割草机器人可为笔记本、台式机、平板电脑、智能手机等终端，也可为服务器。

另，本发明的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上面任意一项的割草机器人建图方法。具体的，需要说明的是，本发明上述的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或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于是电、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可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（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。在本发明中，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。而在本发明中，计算机可读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，该计算机可读信号介质可以发送、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：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质可以是上述割草机器人中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该割草机器人中。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种割草机器人建图方法，其特征在于，包括：

S1、获取机器人工作区域对应的初始地图，并根据所述初始地图获取一起始位置；

S2、驱动所述机器人自所述起始位置开始以预设移动方式对所述初始地图进行覆盖；

S3、在移动过程中根据所述机器人的障碍物探测传感器的探测范围获取所述机器人的当前覆盖区域；

S4、将移动过程中探测到的障碍物信息标注在所述初始地图中；

S5、在所述初始地图对应的所有区域均被覆盖时获取所有标注并根据所有标注生成工作地图。

2.根据权利要求1所述的割草机器人建图方法，其特征在于，所述方法还包括：

S41、判断所述机器人在移动路径上是否遇到障碍物，若是，执行步骤S44，否则，执行步骤S42；

S42、判断所述机器人的当前覆盖区域内是否有障碍物；若是，执行步骤S44，否则执行步骤S45；

S43、获取机器人的当前移动路径与所述障碍物的垂直距离，驱动所述机器人根据所述垂直距离调整移动路径，以使所述障碍物位于所述机器人的移动路径上；

S44、在遇到障碍物时以所述障碍物的位置为参考位置，以所述参考位置为起点对所述障碍物进行建图以标注所述初始地图，并在建图完成后驱动所述机器人回到所述参考位置；

S45、驱动所述机器人继续按照所述预设移动方式移动，并执行所述步骤S3。

3.根据权利要求1所述的割草机器人建图方法，其特征在于，

在所述步骤S1中，所述根据所述初始地图获取一起始位置；包括：根据所述初始地图获取一角落位置为所述起始位置；和/或

在所述步骤S2中，所述预设移动方式包括回字型或弓字型。

4.根据权利要求1所述的割草机器人建图方法，其特征在于，所述方法还包括：

S51、在所述初始地图存在未覆盖区域时，获取所述初始地图中的未覆盖区域，并在该未覆盖区域内获取一位置为所述起始位置，执行所述步骤S2。

5.根据权利要求4所述的割草机器人建图方法，其特征在于，在所述步骤S51中，所述获取所述初始地图中的未覆盖区域，并在该未覆盖区域内获取一位置为所述起始位置包括：

获取所述机器人的当前位置，并获取与所述机器人的当前位置最近的未覆盖区域，以在该未覆盖区域获取一位置为所述起始位置。

6.根据权利要求5所述的割草机器人建图方法，其特征在于，所述获取与所述机器人的当前位置最近的未覆盖区域，包括：

根据所述初始地图构建所述未覆盖区域的可用路径，获取最短可用路径对应的未覆盖区域为最近的未覆盖区域。

7.根据权利要求5所述的割草机器人建图方法，其特征在于，所述在该未覆盖区域获取一位置为所述起始位置，包括：

在该未覆盖区域内获取距离所述机器人的当前位置最近的一位置为所述起始位置。

8.根据权利要求1所述的割草机器人建图方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述获取工作区域对应的初始地图，包括：基于所述机器人边界建图过程得到的所述初始地图。

9.一种割草机器人建图装置，其特征在于，包括：

起始位置获取单元，用于获取机器人工作区域对应的初始地图，并根据所述初始地图获取一起始位置；

驱动单元，用于驱动驱动所述机器人自所述起始位置开始以预设移动方式对所述初始地图进行覆盖；

第一执行单元，用于在移动过程中根据所述机器人的障碍物探测传感器的探测范围获取所述机器人的当前覆盖区域；

第二执行单元，用于将移动过程中探测到的障碍物信息标注在所述初始地图中；

建图单元，用于在所述初始地图对应的所有区域均被覆盖时获取所有标注并根据所有标注生成工作地图。

10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，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1-8中任意一项所述的割草机器人建图方法。

11.一种割草机器人，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序实现如权利要求1-8任一项所述的割草机器人建图方法。

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