一种基于投射虚拟墙的机器人导航方法和系统技术方案

本申请提出一种基于投射虚拟墙的机器人导航方法和系统，涉及机器人导航技术领域，所述导航方法包括：检测投射到天花板或地面的光斑信息；根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围。本申请利用光斑发射装置，向天花板或地面投射光斑，由机器人根据一个或者多个光斑构成的几何形状和机器人的相对位置关系，确定机器人的活动范围，并进一步在所述活动范围内执行预设操作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于投射虚拟墙的机器人导航方法和系统
本专利技术涉及机器人导航
，具体涉及一种基于投射虚拟墙的机器人导航方法和系统。
技术介绍
智能家居日益成为年轻人的一种生活方式，机器人(如扫地机器人)得以进入家庭，将人们从日常家务中解放出来。目前的扫地机器人导航以随机碰撞、惯性导航和激光导航方式为主。随机碰撞、惯性导航清洁效率较低；激光导航成本较高，且激光头损耗较快，难以保证长时间工作。扫地机器人在无人操作的情况下，在某一区域内进行自动清扫可能会进入用户不希望扫地机器人进入的部分区域，比如儿童玩具堆放的区域，扫地机器人进入后可能会将玩具的部分小零件吸入尘盒；再比如有水的阳台间，扫地机器人进入该区域后可能将水吸入机体内，导致机器损坏。由于上述区域的边界通常不存在房门或墙壁等障碍物，因而为了防止扫地机器人进入以上区域，用户可在这些区域设置虚拟墙。传统的虚拟墙工作范围有限，无法覆盖大场景区域；在扫地机器人内部需要安装专用检测装置对虚拟墙进行识别，且在识别过程中需要对其进行准确对准后，其信息才可用；传统的虚拟墙为局部信息，在进行全局路径规划中，需要不断加入新的虚拟墙信息才能进行下一步的规划，导致规划不够智能、全面。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于投射虚拟墙的机器人导航方法和系统，解决了视觉导航机器人全局环境下虚拟墙的设置问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种基于投射虚拟墙的机器人导航方法，包括：检测投射到天花板或地面的光斑信息；根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围。优选地，所述光斑信息包括：光斑个数、光斑构成的几何形状以及光斑的位置信息。优选地，确定机器人活动范围之后还包括：所述机器人在所述活动范围内执行预设操作。优选地，根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围包括：当所述光斑个数为1时，所述几何形状由单个光斑本身构成，若所述机器人位于所述几何形状在地面的投影区域内，则确定机器人的活动范围为所述几何形状在地面的投影区域；若所述机器人位于所述几何形状在地面的投影区域外，则确定机器人的活动范围为所述几何形状在地面的投影区域以外的区域。优选地，所述机器人在所述活动范围内执行预设操作包括：当所述活动范围为所述几何形状在地面的投影区域时，则所述机器人在所述活动范围内进行重点清扫；当所述活动范围为所述几何形状在地面的投影区域以外的区域时，则所述机器人在所述活动范围内进行隔离清扫。优选地，根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围包括：当所述光斑个数为2时，所述几何形状为通过两个光斑的中心获得的直线；确定机器人的活动范围为所述直线在地面的投影划分形成的两侧区域中的其中一侧区域。优选地，所述机器人在所述活动范围内执行预设操作包括：所述机器人在所述直线在地面的投影划分形成的两侧区域中的其中一侧区域内进行隔离清扫。优选地，根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围包括：当所述光斑个数为大于2时，所述几何形状为通过多个光斑的中心获得的多边形，若所述机器人位于所述多边形在地面的投影区域内，则确定机器人的活动范围为所述多边形在地面的投影区域；若所述机器人位于所述多边形在地面的投影区域外，则确定机器人的活动范围为所述多边形在地面的投影区域以外的区域。优选地，所述机器人在所述活动范围内执行预设操作包括：当所述活动范围为所述多边形在地面的投影区域时，则所述机器人在所述活动范围内进行重点清扫；当所述活动范围为所述多边形在地面的投影区域以外的区域时，则所述机器人在所述活动范围内进行隔离清扫。第二方面，本专利技术还提供一种基于投射虚拟墙的机器人导航系统，包括：光斑发射装置和机器人，所述光斑发射装置，设置为发射光斑；所述机器人检测投射到天花板或地面的光斑信息；并根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围。本专利技术和现有技术相比，利用光斑发射装置，向天花板或地面投射光斑，由机器人根据一个或者多个光斑构成的几何形状和机器人的相对位置关系，确定机器人的活动范围，并进一步在所述活动范围内执行预设操作，具有如下有益效果：1、本专利技术的技术方案中视觉导航以光斑发射装置投射到天花板或地面的光斑为导航信息来源，因此其虚拟墙实现方式与传统的红外发射虚拟墙有较大的不同，且具有更多的可拓展性。2、本专利技术可以通过一个或者多个光斑的组合，实现多种虚拟墙模式。3、本专利技术的机器人可以采用摄像头获得光斑信息，由于摄像头可在大范围的天花板或地面中搜寻光斑信号，机器人在运行过程中，无需对准虚拟墙发射器装置可识别虚拟墙信号。4、本专利技术的机器人利用现有的导航的摄像头即可采集光斑信息，无需新增特定硬件；识别覆盖面积更加广，根据全局覆盖信息，可实现路径更优的导航路径规划。5、本专利技术可将光斑发射器放置于室内任何角落，对周边环境无要求，简化操作。6、本专利技术在多个光斑发射装置配合使用下，可令扫地机器人实现区域清扫或者区域不清扫的模式，增加了虚拟墙覆盖区域的范围并提高了可扩展性，增强用户体验。7、本专利技术的机器人能够不断搜索光斑信息，增加了全局导航路径的有效性，降低了陷入局部导航陷阱的可能性。8、本专利技术利用视觉导航技术，传感器获取方便，环境特征信息多，可适应各类复杂环境，除可实现固定的导航工作外，还可实现大量的人机交互功能。9、本专利技术利用视觉导航技术，光斑可以作为信标，由于光斑具有明确的位置信息，可指导机器人行进和对机器人位置进行校验。附图说明图1为本专利技术实施例的基于投射虚拟墙的机器人导航方法的流程图；图2为本专利技术实施例的光斑形状示意图；图3为本专利技术实施例的光斑投射示意图；图4为本专利技术实施例的机器人位于单个光斑的投影区域内的投影示意图；图5为本专利技术实施例的机器人位于单个光斑的投影区域外的投影示意图；图6为本专利技术实施例的两个光斑的投影区域示意图；图7为本专利技术实施例的机器人位于两个光斑的投影区域A的投影示意图；图8为本专利技术实施例的三个光斑的投影区域示意图；图9为本专利技术实施例的四个光斑的投影区域示意图；图10为本专利技术实施例的机器人位于多个光斑的投影区域内的投影示意图；图11为本专利技术实施例的机器人位于多个光斑的投影区域外的投影示意图；图12为本专利技术实施例的一种基于投射虚拟墙的机器人导航系统的组成结构示意图；图13为本专利技术实施例说明光斑发射装置的组成结构示意图；图14为本专利技术实施例的基于视觉导航机器人的投射式虚拟墙方案的流程图。具体实施方式为使本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。实施例一本实施例结合图1说明基于投射虚拟墙的机器人导航方法，包括：S101、检测投射到天花板或地面的光斑信息；S102、根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围。其中，所述光斑信息包括：光斑个数、光斑构成的几何形状以及光斑的位置信息。确定机器人活动范围之后还包括：所述机器人在所述活动范围内执行预设操作。本专利技术实施例通过光斑发射装置，生成用于机器人视觉导航所需的光斑；并将光斑投射至天花板，优选地，如图2所示，本专利技术实施例的光斑发射装置可以调节光斑的尺寸和形状或者生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于投射虚拟墙的机器人导航方法，其特征在于：包括：检测投射到天花板或地面的光斑信息；根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围。

【技术特征摘要】
1.一种基于投射虚拟墙的机器人导航方法，其特征在于：包括：检测投射到天花板或地面的光斑信息；根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围。2.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于：所述光斑信息包括：光斑个数、光斑构成的几何形状以及光斑的位置信息。3.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于：确定机器人活动范围之后还包括：所述机器人在所述活动范围内执行预设操作。4.如权利要求3所述的导航方法，其特征在于：根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围包括：当所述光斑个数为1时，所述几何形状由单个光斑本身构成，若所述机器人位于所述几何形状在地面的投影区域内，则确定机器人的活动范围为所述几何形状在地面的投影区域；若所述机器人位于所述几何形状在地面的投影区域外，则确定机器人的活动范围为所述几何形状在地面的投影区域以外的区域。5.如权利要求4所述的导航方法，其特征在于：所述机器人在所述活动范围内执行预设操作包括：当所述活动范围为所述几何形状在地面的投影区域时，则所述机器人在所述活动范围内进行重点清扫；当所述活动范围为所述几何形状在地面的投影区域以外的区域时，则所述机器人在所述活动范围内进行隔离清扫。6.如权利要求3所述的导航方法，其特征在于：根据所述光斑信息和机器人的位置信息确定所述机器人的活动范围包括：当所述光斑个数为2时，所述几...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱泽春，余杰，
申请(专利权)人：九阳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37