基于栅格地图的机器人监视宠物的方法及芯片技术

本发明专利技术涉及一种基于栅格地图的机器人监视宠物的方法及芯片，通过宠物身上的无线信号装置与机器人进行无线通信，来确定宠物和机器人的相互位置关系，再判断机器人和宠物对应在栅格地图中所处的栅格单元之间是否存在障碍单元。如果没有，则表明机器人的当前位置和拍摄方向可以有效拍摄到宠物，无需改变机器人的当前位置和拍摄方向。如果有，则表明机器人在当前位置拍摄可能会拍到障碍物，拍不到宠物，所以，机器人需要通过判断宠物周围的栅格单元的状态来重新选择监视位置点。通过这种结合栅格地图对宠物进行监视的方式，可以控制机器人找到较好的监视位置，从而避免容易被障碍物遮挡而影响监视效果的问题，提高了监视宠物的效果。

【技术实现步骤摘要】
基于栅格地图的机器人监视宠物的方法及芯片
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种基于栅格地图的机器人监视宠物的方法及芯片。
技术介绍
目前的宠物机器人，可以通过与宠物身上佩戴的定位装置进行通信，来确定宠物的位置。从而可以追踪宠物并通过摄像头监视宠物的状态。但是，现有机器人监视技术，不能很好的确定监视的位置，比如机器人和宠物之间有障碍物，可能就会影响监视的效果。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于栅格地图的机器人监视宠物的方法及芯片，可以较好地确定机器人监视宠物的位置，从而实现较好的监视效果。本专利技术的具体技术方案如下：一种基于栅格地图的机器人监视宠物的方法，包括如下步骤：步骤一，基于机器人构建的栅格地图，确定机器人处于所述栅格地图中的当前位置点和对应的栅格单元；步骤二，基于机器人和宠物身上的无线信号装置进行的无线通信，确定宠物与机器人的相互位置关系，并根据相互位置关系确定宠物的当前位置点和对应的栅格单元；步骤三，判断机器人所处的栅格单元与宠物所处的栅格单元之间，机器人监视宠物的摄像头的拍摄角度所覆盖的预设范围内的栅格单元是否存在障碍单元；如果否，则保持机器人的摄像头朝向宠物的拍摄方向，并返回步骤二；如果是，进入步骤四；步骤四，确定以宠物所处的栅格单元为中心点的预设区域，根据所述预设区域中的已走过单元与机器人的由近到远的距离关系，逐一把已走过单元作为待定监视单元，判断所述待定监视单元与宠物所在栅格单元之间的直线栅格路径中是否有障碍单元；如果否，则确定所述待定监视单元为监视单元，并进入步骤五；如果是，则判断下一个已走过单元是否与机器人的距离最远；如果否，则返回步骤四；如果是，则直接确定下一个已走过单元为监视单元，并进入步骤五；步骤五，控制机器人从当前位置点行走至所述监视单元，对宠物进行监视；其中，所述障碍单元为机器人检测到障碍物时所对应的栅格单元，所述已走过单元为机器人已行走过的栅格单元。进一步地，步骤一所述的基于机器人构建的栅格地图，确定机器人处于所述栅格地图中的当前位置点和对应的栅格单元，包括如下步骤：根据机器人在行走过程中检测到的数据，构建一个基于（X0，Y0）为原点的XY轴坐标系的栅格地图；确定所述栅格地图中的栅格单元的边长为L；基于机器人自身的定位数据，确定机器人的当前位置点的坐标为（X1，Y1），则当前位置点所对应的栅格单元的栅格坐标为（S11，S12），且S11=（X1-X0）/L，S12=（Y1-Y0）/L，S11和S12都取整数。进一步地，步骤二所述的基于机器人和宠物身上的无线信号装置进行的无线通信，确定宠物与机器人的相互位置关系，并根据相互位置关系确定宠物的当前位置点和对应的栅格单元，包括如下步骤：确定机器人机体上的第一UWB定位基站和第二UWB定位基站之间的距离为W；确定所述第一UWB定位基站的坐标为（X11，Y11），所述第二UWB定位基站的坐标为（X12，Y12）；基于所述第一UWB定位基站和所述第二UWB定位基站与宠物身上的UWB定位标签的无线通信，确定所述UWB定位标签到所述第一UWB定位基站的第一距离为R1，所述UWB定位标签到所述第二UWB定位基站的第二距离为R2；确定所述第一UWB定位基站为角顶点的分别指向所述第二UWB定位基站和所述UWB定位标签的线所构成的夹角为第一夹角，且第一夹角为α1，α1=arccos（（W²+R2²-R1²）/（2*W*R2））；确定所述第二UWB定位基站为角顶点的分别指向所述第一UWB定位基站和所述UWB定位标签的线所构成的夹角为第二夹角，且第二夹角为α2，α2=arccos（（W²+R1²-R2²）/（2*W*R1））；确定所述UWB定位标签的当前位置点的坐标为（Xc，Yc），且Xc=X12+R2*cos（180°-α1-arccos（（X12-X11）/W）），Yc=Y11+R1*cos（180°-α2-arcsin（（X12-X11）/W））；确定所述UWB定位标签的当前位置点所对应的栅格单元的栅格坐标为（S21，S22），且S21=（Xc-X0）/L，S22=（Yc-Y0）/L，S21和S22都取整数。进一步地，所述确定机器人机体上的第一UWB定位基站的坐标为（X11，Y11），第二UWB定位基站的坐标为（X12，Y12），包括如下步骤：确定机器人机体的中心点的坐标为机器人的当前位置点的坐标，且坐标为（X1，Y1）确定机器人机体的中心点在所述第一UWB定位基站和所述第二UWB定位基站连线的中点；确定所述第一UWB定位基站和所述第二UWB定位基站之间的距离为W，则机器人机体的中心点到所述第一UWB定位基站的距离为W/2，机器人机体的中心点到所述第二UWB定位基站的距离为W/2；确定机器人的陀螺仪检测到的机器人的当前方向为α；确定机器人机体上的第一UWB定位基站的坐标为（X11，Y11），且X11=X1-（（W*cosα）/2），Y11=Y1+（（W*sinα）/2）；确定机器人机体上的第二UWB定位基站的坐标为（X12，Y12），且X12=X1+（（W*cosα）/2）,Y12=Y1-（（W*sinα）/2）。进一步地，所述确定所述UWB定位标签到所述第一UWB定位基站的第一距离为R1，所述UWB定位标签到所述第二UWB定位基站的第二距离为R2，包括如下步骤：确定电波的传播速度为c；确定所述第一UWB定位基站向所述UWB定位标签发出测距数据到接收所述UWB定位标签的确认信号之间的时间为T11；确定所述UWB定位标签接收所述第一UWB定位基站发出的测距数据到发出确认信号之间的时间为T12；确定所述UWB定位标签向所述第一UWB定位基站发出测距数据到接收所述第一UWB定位基站的确认信号之间的时间为T13；确定所述第一UWB定位基站接收所述UWB定位标签发出的测距数据到发出确认信号之间的时间为T14；确定所述UWB定位标签到所述第一UWB定位基站的第一距离为R1，且R1=c*（T11-T12+T13-T14）/4；确定所述第二UWB定位基站向所述UWB定位标签发出测距数据到接收所述UWB定位标签的确认信号之间的时间为T21；确定所述UWB定位标签接收所述第二UWB定位基站发出的测距数据到发出确认信号之间的时间为T22；确定所述UWB定位标签向所述第二UWB定位基站发出测距数据到接收所述第二UWB定位基站的确认信号之间的时间为T23；确定所述第二UWB定位基站接收所述UWB定位标签发出的测距数据到发出确认信号之间的时间为T24；确定所述UWB定位标签到所述第二UWB定位基站的第二距离为R2，且R2=c*（T21-T22+T23-T24）/4。进一步地，步骤三所述的判断机器人所处的栅格单元与宠物所处的栅格单元之间，机器人监视宠物的摄像头的拍摄角度所覆盖的预设范围内的栅格单元是否存在障碍单元，包括如下步骤：确定机器人监视宠物的摄像头朝向宠物的方向为拍摄方向；基于所述拍摄方向，确定摄像头的拍摄角度在所述栅格地图中所覆盖的拍摄区域；确定以摄像头为角顶点向外延伸的第一角边和第二角边所构成的角度范围在所述栅格地图中的覆盖区域所对应的栅格单元，其中，所述覆盖区域小于并位于所述拍摄区域内；分析所述覆盖区域所对应的栅格单元中是否存在障碍单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于栅格地图的机器人监视宠物的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，基于机器人构建的栅格地图，确定机器人处于所述栅格地图中的当前位置点和对应的栅格单元；步骤二，基于机器人和宠物身上的无线信号装置进行的无线通信，确定宠物与机器人的相互位置关系，并根据相互位置关系确定宠物的当前位置点和对应的栅格单元；步骤三，判断机器人所处的栅格单元与宠物所处的栅格单元之间，机器人监视宠物的摄像头的拍摄角度所覆盖的预设范围内的栅格单元是否存在障碍单元；如果否，则保持机器人的摄像头朝向宠物的拍摄方向，并返回步骤二；如果是，进入步骤四；步骤四，确定以宠物所处的栅格单元为中心点的预设区域，根据所述预设区域中的已走过单元与机器人的由近到远的距离关系，逐一把已走过单元作为待定监视单元，判断所述待定监视单元与宠物所在栅格单元之间的直线栅格路径中是否有障碍单元；如果否，则确定所述待定监视单元为监视单元，并进入步骤五；如果是，则判断下一个已走过单元是否与机器人的距离最远；如果否，则返回步骤四；如果是，则直接确定下一个已走过单元为监视单元，并进入步骤五；步骤五，控制机器人从当前位置点行走至所述监视单元，对宠物进行监视；其中，所述障碍单元为机器人检测到障碍物时所对应的栅格单元，所述已走过单元为机器人已行走过的栅格单元。...

【技术特征摘要】
1.一种基于栅格地图的机器人监视宠物的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，基于机器人构建的栅格地图，确定机器人处于所述栅格地图中的当前位置点和对应的栅格单元；步骤二，基于机器人和宠物身上的无线信号装置进行的无线通信，确定宠物与机器人的相互位置关系，并根据相互位置关系确定宠物的当前位置点和对应的栅格单元；步骤三，判断机器人所处的栅格单元与宠物所处的栅格单元之间，机器人监视宠物的摄像头的拍摄角度所覆盖的预设范围内的栅格单元是否存在障碍单元；如果否，则保持机器人的摄像头朝向宠物的拍摄方向，并返回步骤二；如果是，进入步骤四；步骤四，确定以宠物所处的栅格单元为中心点的预设区域，根据所述预设区域中的已走过单元与机器人的由近到远的距离关系，逐一把已走过单元作为待定监视单元，判断所述待定监视单元与宠物所在栅格单元之间的直线栅格路径中是否有障碍单元；如果否，则确定所述待定监视单元为监视单元，并进入步骤五；如果是，则判断下一个已走过单元是否与机器人的距离最远；如果否，则返回步骤四；如果是，则直接确定下一个已走过单元为监视单元，并进入步骤五；步骤五，控制机器人从当前位置点行走至所述监视单元，对宠物进行监视；其中，所述障碍单元为机器人检测到障碍物时所对应的栅格单元，所述已走过单元为机器人已行走过的栅格单元。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一所述的基于机器人构建的栅格地图，确定机器人处于所述栅格地图中的当前位置点和对应的栅格单元，包括如下步骤：根据机器人在行走过程中检测到的数据，构建一个基于（X0，Y0）为原点的XY轴坐标系的栅格地图；确定所述栅格地图中的栅格单元的边长为L；基于机器人自身的定位数据，确定机器人的当前位置点的坐标为（X1，Y1），则当前位置点所对应的栅格单元的栅格坐标为（S11，S12），且S11=（X1-X0）/L，S12=（Y1-Y0）/L，S11和S12都取整数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤二所述的基于机器人和宠物身上的无线信号装置进行的无线通信，确定宠物与机器人的相互位置关系，并根据相互位置关系确定宠物的当前位置点和对应的栅格单元，包括如下步骤：确定机器人机体上的第一UWB定位基站和第二UWB定位基站之间的距离为W；确定所述第一UWB定位基站的坐标为（X11，Y11），所述第二UWB定位基站的坐标为（X12，Y12）；基于所述第一UWB定位基站和所述第二UWB定位基站与宠物身上的UWB定位标签的无线通信，确定所述UWB定位标签到所述第一UWB定位基站的第一距离为R1，所述UWB定位标签到所述第二UWB定位基站的第二距离为R2；确定所述第一UWB定位基站为角顶点的分别指向所述第二UWB定位基站和所述UWB定位标签的线所构成的夹角为第一夹角，且第一夹角为α1，α1=arccos（（W²+R2²-R1²）/（2*W*R2））；确定所述第二UWB定位基站为角顶点的分别指向所述第一UWB定位基站和所述UWB定位标签的线所构成的夹角为第二夹角，且第二夹角为α2，α2=arccos（（W²+R1²-R2²）/（2*W*R1））；确定所述UWB定位标签的当前位置点的坐标为（Xc，Yc），且Xc=X12+R2*cos（180°-α1-arccos（（X12-X11）/W）），Yc=Y11+R1*cos（180°-α2-arcsin（（X12-X11）/W））；确定所述UWB定位标签的当前位置点所对应的栅格单元的栅格坐标为（S21，S22），且S21=（Xc-X0）/L，S22=（Yc-Y0）/L，S21和S22都取整数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定机器人机体上的第一UWB定位基站的坐标为（X11，Y11），第二UWB定位基站的坐标为（X12，Y12），包括如下步骤：确定机器人机体的中心点的坐标为机器人的当前位置点的坐标，且坐标为（X1，Y1）确定机器人机体的中心点在所述第一UWB定位基站和所述第二UWB定位基站连线的中点；确定所述第一UWB定位基站和所述第二UWB定位基站之间的距离为W，则机器人机体的中心点到所述第一UWB定位基站的距离为W/2，机器人机体的中心点到所述第二UWB定位基站的距离为W/2；确定机器人的陀螺仪检测到的机器人的当前方向为α；确定机器人机体上的第一UWB...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖刚军，黄泰明，
申请(专利权)人：珠海市一微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44