一种移动机器人虚拟墙设计方法技术

本发明专利技术提供一种移动机器人虚拟墙设计方法，包括：将机器人本体的环境栅格地图文件下载至虚拟墙设置单元；设置虚拟墙，并将虚拟墙在屏幕上的像素位置转换为栅格地图文件中的位置，并将画好虚拟墙的栅格地图文件上传至机器人本体；根据该栅格地图文件中的所有栅格的信息值，生成不包含虚拟墙的原始地图及包含虚拟墙的规划地图；根据规划地图的信息生成机器人绕开虚拟墙的全局路径。本发明专利技术不需要额外的介质，生成使机器人绕开虚拟墙的行动路线。同时，在栅格地图上设定的虚拟墙并不会对原来基于地图匹配的定位系统造成任何影响。

A virtual wall design method for mobile robot

The invention provides a mobile robot virtual wall design method, including: the robot environment grid map file is downloaded to the virtual wall unit will be set up; set up the virtual wall, and virtual wall pixel location on the screen into a grid map file location, and the grid map file upload to the virtual robot painting according to the wall; all grid grid map file in the generation of information value, does not contain the virtual wall and the original map contains a virtual wall map; according to the information of the global path planner generates robot map to bypass the virtual wall. The invention eliminates the need for additional media to generate an action path that enables the robot to bypass the virtual wall. At the same time, a virtual wall set on a raster map does not have any impact on the location system that was originally based on map matching.

【技术实现步骤摘要】
一种移动机器人虚拟墙设计方法
本专利技术涉及移动机器人
，尤其是涉及一种移动机器人虚拟墙设计方法。
技术介绍
机器人的工作现场环境有需要禁止机器人通过或进入的地方，如地下一层的楼梯入口等。因此，虚拟墙的功能也应运而生。虚拟墙，顾名思义，就是一道虚拟的墙，阻止机器人进入某一区域。目前，广泛应用于扫地机器人中的虚拟墙，是采用红外传感器发射红外信号，机器人的红外探测器接收红外信号感知虚拟墙来识别工作区域的边界。本专利技术不同于扫地机器人中的虚拟墙。本专利技术是一种基于栅格地图定位的虚拟墙设计方法，不需要额外的硬件介质。主要应用于移动机器人，使得移动机器人能绕开在地图上设定的虚拟墙。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种基于栅格地图定位系统的移动机器人虚拟墙设计方法，该设计方法依赖于基于栅格地图的定位系统，在由定位系统生成的机器人运行环境的栅格地图上，设置虚拟墙，不需要额外的硬件介质即可以使移动机器人绕开地图上设定的虚拟墙。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种移动机器人虚拟墙设计方法，该方法包括以下步骤：将机器人本体的环境栅格地图文件下载至虚拟墙设置单元；设置虚拟墙，并将虚拟墙在屏幕上的像素位置转换为栅格地图文件中的位置，并将画好虚拟墙的栅格地图文件上传至机器人本体；根据该栅格地图文件中的所有栅格的信息值，生成不包含虚拟墙的原始地图及包含虚拟墙的规划地图；根据规划地图的信息生成机器人绕开虚拟墙的全局路径。优选的，所述设置虚拟墙的步骤为：用鼠标在该栅格地图文件中画出虚拟墙的位置；将虚拟墙的位置转换为栅格地图文件中的位置，并写入栅格地图文件；将画好虚拟墙的栅格地图文件保存并上传至机器人本体。优选的，将虚拟墙的位置转换为栅格地图文件中的位置，并写入栅格地图文件具体为：将已知的虚拟墙在屏幕上的像素位置与其在栅格地图文件中相对应的位置进行比较，如果设置虚拟墙位置对应的栅格原来没有障碍物，则用一种标识表示，写入栅格地图文件；如果设置虚拟墙位置对应的栅格原来有障碍物，则用另一种标识表示，写入栅格地图文件。优选的，所述方法还包括：在栅格地图文件中，还可用四种不同的标识表示所有可区分区域，所述可区分区域包括：无虚拟墙无障碍物区域、无虚拟墙有障碍物、有虚拟墙无障碍物区域及有虚拟墙有障碍物区域。优选的，所述根据该栅格地图文件中的所有栅格的信息值，生成不包含虚拟墙的原始地图及包含虚拟墙的规划地图，具体为：所述不包含虚拟墙的原始地图将栅格地图中有障碍物和无障碍物的区域分别区分；所述包含虚拟墙的规划地图将栅格地图中有虚拟墙的区域和有障碍物的用一种标识表示，并与无障碍物无虚拟墙的区域分别区分。本专利技术的有益效果是：针对具有基于栅格地图定位系统的移动机器人，本专利技术设计了一种虚拟墙方法，该专利技术不需要额外的介质，生成使机器人绕开虚拟墙的行动路线。同时，在栅格地图上设定的虚拟墙并不会对原来基于地图匹配的定位系统造成任何影响。附图说明图1是本专利技术实施例提供的移动机器人虚拟墙设计方法的流程图；具体实施方式请参阅图1，图1是本专利技术实施例的移动机器人虚拟墙设计方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：S1：将机器人本体的环境栅格地图文件下载至虚拟墙设置单元。具体的，通过ftp将机器人本体的环境栅格地图下载至虚拟墙设置单元，虚拟墙设置单元可运行在单独的笔记本或台式机上，并通过无线局域网与机器人本体进行通信连接。在该环境栅格地图文件中，可以用不同的数字来分别表示有无障碍物区域。例如在一实施例中，用0表示无障碍区域，用-1表示障碍物区域。S2：设置虚拟墙，并将虚拟墙在屏幕上的像素位置转换为栅格地图文件中的位置，并将画好虚拟墙的栅格地图文件上传至机器人本体。设置虚拟墙之前，在下载至虚拟墙设置单元的栅格地图文件打开，将其显示在电脑屏幕上，在该文件中，1个像素对应1个栅格。具体设置虚拟墙的步骤如下：S201：用鼠标在该栅格地图文件中画出虚拟墙的位置。S202：将虚拟墙的位置转换为栅格地图文件中的位置，并写入栅格地图文件。具体方法为：已知虚拟墙在屏幕上的像素位置，将该位置与栅格地图文件相对应的位置进行比较，如果设置虚拟墙位置对应的栅格原来没有障碍物，则此处用1来表示，写入栅格地图文件。如果设置虚拟墙位置对应的栅格原来有障碍物，则用2来表示，写入栅格地图文件。这样，在栅格地图文件中，标识为0表示无虚拟墙无障碍物区域，标识为-1表示无虚拟墙有障碍物区域，标识为1表示有虚拟墙无障碍物区域，标识为2标识有虚拟墙有障碍物区域。S203：将画好虚拟墙的栅格地图文件保存并上传至机器人本体。将画好虚拟墙的栅格地图文件保存并通过ftp上传至机器人本体。S3：根据该栅格地图文件中的所有栅格的信息值，生成不包含虚拟墙的原始地图及包含虚拟墙的规划地图。机器人本体接收到栅格地图文件后，根据该文件中的栅格信息值，生成用于地图匹配定位的不含虚拟墙的原始地图以及用于路径规划的包含虚拟墙位置的规划地图。生成原始地图的方法为：读取接收到的栅格地图文件，将原来文件中用标识0表示的位置仍然用0表示，原来是标识-1的位置仍然用-1表示，原来栅格为1的用0表示，原来栅格为2的用-1表示。这样，就形成了只有障碍物没有虚拟墙的原始地图，该原始地图中只有两种标识0和-1，标识0标识无障碍物区域，标识-1标识有障碍物区域，该原始地图用于机器人地图匹配定位用。生成规划地图的方法为：将原来栅格地图文件中用标识0表示的位置仍然用0表示，原来用标识-1表示的位置仍然用-1表示，原来用标识1和标识2表示的位置全部用-1表示，即将有虚拟墙的位置全部表示为有障碍物位置。这样形成的规划地图用于路径的规划。S4：根据规划地图的信息生成机器人绕开虚拟墙的全局路径。路径规划采用A*算法，因为虚拟墙已经作为固定障碍物，因此可以生成绕开虚拟墙的路径。机器人根据生成的路径运动，可以绕开设置的虚拟墙。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动机器人虚拟墙设计方法，其特征在于，包括如下步骤：将机器人本体的环境栅格地图文件下载至虚拟墙设置单元；设置虚拟墙，并将虚拟墙在屏幕上的像素位置转换为栅格地图文件中的位置，并将画好虚拟墙的栅格地图文件上传至机器人本体；根据该栅格地图文件中的所有栅格的信息值，生成不包含虚拟墙的原始地图及包含虚拟墙的规划地图；根据规划地图的信息生成机器人绕开虚拟墙的全局路径。

【技术特征摘要】
1.一种移动机器人虚拟墙设计方法，其特征在于，包括如下步骤：将机器人本体的环境栅格地图文件下载至虚拟墙设置单元；设置虚拟墙，并将虚拟墙在屏幕上的像素位置转换为栅格地图文件中的位置，并将画好虚拟墙的栅格地图文件上传至机器人本体；根据该栅格地图文件中的所有栅格的信息值，生成不包含虚拟墙的原始地图及包含虚拟墙的规划地图；根据规划地图的信息生成机器人绕开虚拟墙的全局路径。2.如权利要求1所述的移动机器人虚拟墙设计方法，其特征在于：所述设置虚拟墙的步骤为：用鼠标在该栅格地图文件中画出虚拟墙的位置；将虚拟墙的位置转换为栅格地图文件中的位置，并写入栅格地图文件；将画好虚拟墙的栅格地图文件保存并上传至机器人本体。3.如权利要求2所述的移动机器人虚拟墙设计方法，其特征在于：将虚拟墙的位置转换为栅格地图文件中的位置，并写入栅格地图文件具体为：将已知的虚拟墙在屏幕上的像素位置与其在栅格地图文...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏玉，徐方，曲道奎，李燊，刘晓帆，包呼和，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21