一种基于栅格地图的密集障碍物点标记方法技术

本发明专利技术公开一种基于栅格地图的密集障碍物点标记方法，与现有技术相比，该密集障碍物点标记方法在障碍物位置信息已知和实际完成局部区域清扫的基础上，控制矩形框在栅格地图上以构建中心为起点按照特定的遍历方向进行移动，根据矩形框移动前后所框定的障碍物栅格数目的变化量与其新覆盖区域的面积之间的对应关系，获取能够组成密集障碍物区的间隔分布的障碍物的栅格位置信息，在确保栅格地图信息的精度的前提下，获取满足密集分布要求的障碍物的栅格信息，避免后续清洁机器人在所述待清洁区域椅脚之间和桌子脚之间的狭小的可通行区域内出现漏扫。比使用激光传感器直接扫描出密集障碍物的位置的技术手段节省运算内存。

A method of marking dense obstacles based on raster map

【技术实现步骤摘要】
一种基于栅格地图的密集障碍物点标记方法
本专利技术涉及栅格地图定位的
，具体涉及一种基于栅格地图的密集障碍物点标记方法。
技术介绍
扫地机机器人通常需要对清扫的环境进行覆盖清扫，清扫覆盖区域包括家庭环境常见的角落、椅脚周围、桌子脚周围等等。在家庭环境中，椅脚之间和桌子脚之间都是较为狭小的可通行区域，可以将椅脚和桌子脚视为密集分布的障碍物。虽然市面上带激光的扫地机机器人一般都能准确的测算到这些密集分布的障碍物位置，但是需要扫地机机器人调用嵌入式平台上大量的内存配合，降低扫地机机器人清扫密集障碍物的效率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术公开一种基于栅格地图的密集障碍物点标记方法，在已知栅格信息的地图上设置可移动的矩形框，通过框定的间隔分布的障碍物的栅格的数目与矩形框覆盖面积的关系来识别密集障碍物点并构建起密集障碍物区，不需要激光传感器扫描进行障碍物的精准识别定位，从而只需要很少资源（包括硬件和软件资源）就能让扫地机机器人识别出椅脚之间和桌子脚之间的狭小的可通行区域，避免密集障碍物之间的空隙区域出现漏扫现象。具体的技术方案如下：一种基于栅格地图的密集障碍物点标记方法，该密集障碍物点标记方法包括：步骤1、控制清洁机器人在待清洁区域内按照预设弓字形规划路径进行清扫，其中，当清洁机器人在清扫过程中检测到障碍物时，控制清洁机器人在实时构建的栅格地图中标记出障碍物的栅格但不绕过这个障碍物；障碍物的栅格包括间隔分布的障碍物的栅格；步骤2、根据滑动矩形框在栅格地图移动的过程中所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目，在栅格地图上设置密集障碍物标准单元区域，然后以密集障碍物标准单元区域的中心为构建起点，设置预设数量的与滑动矩形框的尺寸大小相同的定位矩形框，再控制这些定位矩形框从构建起点处开始，分别沿着栅格地图上的预设数量的关于构建起点中心对称的遍历方向移动；其中，所述滑动矩形框是在实时构建的栅格地图上设置的；步骤3、根据每个定位矩形框在移动后相对于移动前框定的新区域的面积与对应的定位矩形框在移动前框定的区域面积的比值与同一定位矩形框在移动前后的所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目的变化量之间的关系，控制每个定位矩形框是否朝对应的遍历方向继续移动，同时将每个定位矩形框所框定过的间隔分布的障碍物的栅格标记为密集障碍物点；其中，每个定位矩形框都被配置为按照一个单位遍历距离进行对应的遍历方向的一次移动。与现有技术相比，本技术方案在障碍物位置信息已知和实际完成局部区域清扫的基础上，控制矩形框在栅格地图上以构建中心为起点按照特定的遍历方向进行移动，根据矩形框移动前后所框定的障碍物栅格数目的变化量与其新覆盖区域的面积之间的对应关系（即一定栅格区域面积上存在相应数量的满足密集分布要求的障碍物的栅格），获取能够组成密集障碍物区的间隔分布的障碍物的栅格位置信息，本技术方案在确保栅格地图信息的精度的前提下，获取满足密集分布要求的障碍物的栅格信息，降低了滑动矩形框在栅格地图占用的运行内存空间，避免后续清洁机器人在所述待清洁区域椅脚之间和桌子脚之间的狭小的可通行区域内出现漏扫。进一步地，所述密集障碍物点标记方法还包括：步骤4、当预设数量的定位矩形框都停止移动时，将标记过的所有密集障碍物点对应的栅格组合构建为密集障碍物区。从而让清洁机器人获取栅格地图上标记组成的密集障碍物区，适用于更多的定位和导航场景。进一步地，所述间隔分布的障碍物的栅格是：在所述步骤11标记出的障碍物的栅格中，除了连续分布的N个障碍物的栅格后之外的障碍物的栅格；其中，N是根据所述栅格地图中的预先配置的栅格尺寸大小和所述待清洁区域内标记的障碍物的实际尺寸设置的连续分布的栅格的数量。本技术方案将墙体与密集障碍物区别开来，避免所述清洁机器人将墙体区域处理为密集障碍物区而重复清扫墙体区域，因为墙体区域是空旷区域不存在狭小的可通行区域，清洁机器人按照预设弓字形规划路径进行清扫过程中不容易在墙体区域出现漏扫。进一步地，在所述步骤2中，所述在栅格地图上设置密集障碍物标准单元区域的方法包括：控制所述滑动矩形框在栅格地图上滑动，同时将所述滑动矩形框在栅格地图框定的间隔分布的障碍物的栅格标记为未清扫状态，并实时记录这些框定的间隔分布的障碍物的栅格的数目；当所述滑动矩形框框定的间隔分布的障碍物的栅格的数目大于或等于第一密集阈值时，将滑动矩形框当前框定的矩形区域设置为所述密集障碍物标准单元区域；其中，第一密集阈值用于表示所述密集障碍物点在栅格地图中分布的密集程度，足以让所述间隔分布的障碍物之间的空隙区域成为所述清洁机器人的漏扫区域。进一步地，在所述步骤3中，所述根据每个定位矩形框在移动之后相对于移动之前框定的新区域的面积与对应的定位矩形框在移动前框定的区域面积的比值与同一定位矩形框在移动前后的所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目的大小变化量之间的关系，控制每个定位矩形框是否朝对应的遍历方向继续移动的方法包括：每当存在其中一个定位矩形框朝对应的遍历方向发生一次所述单位遍历距离的移动时，判断移动之后的这个定位矩形框所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目与移动之前的这个定位矩形框所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目的比值是否大于或等于移动之后的这个定位矩形框中的没与移动之前的这个定位矩形框重叠的区域的面积占比，是则控制这个定位矩形框继续朝同一遍历方向移动所述单位遍历距离，否则控制这个定位矩形框停止移动；其中，移动之后的这个定位矩形框中的没与移动之前的这个定位矩形框重叠的区域的面积占比是这个定位矩形框在移动之后相对于移动之前框定的新区域的面积与同一定位矩形框在移动之前框定的区域面积的比值。该技术方案在前述技术方案建立一个密集障碍物标准单元区域的基础上，通过控制各个定位矩形框在对应遍历方向上移动单位遍历距离，以探测障碍物的栅格的分布密集程度并以固定的矩形框框定的栅格数目为反馈信息，确定密集障碍物区的合理构建范围，其在复杂障碍物狭窄环境下区域构建中具有高效性、有效性和适应性。进一步地，所述定位矩形框是正方形框，所述预设数量是8；所述关于所述构建起点中心对称的遍历方向包括：设置为所述密集障碍物标准单元区域的正方形框的横向边长向右方向、设置为所述密集障碍物标准单元区域的正方形框的横向边长向左方向、设置为所述密集障碍物标准单元区域的正方形框的纵向边长向上方向、设置为所述密集障碍物标准单元区域的正方形框的纵向边长向下方向、设置为所述密集障碍物标准单元区域的正方形框的对角线的左上指向、设置为所述密集障碍物标准单元区域的正方形框的对角线的左下指向、设置为所述密集障碍物标准单元区域的正方形框的对角线的右上指向、设置为所述密集障碍物标准单元区域的正方形框的对角线的右下指向。该技术方案减少所述定位矩形框在栅格地图中移动路径和实时框定的间隔分布的障碍物的栅格数目的运算复杂度，缩短8个遍历方向上的定位矩形框的移动时间，加快算法收敛速度。进一步地，所述步骤1中，所述控制清洁机器人在待清洁区域内按照预设弓字形规划路径进行清扫，当清洁机器人在清扫过程中检测到障碍物时，不绕过这个障碍物的方式包括：控制所述清洁机器人沿着所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于栅格地图的密集障碍物点标记方法，其特征在于，该密集障碍物点标记方法包括：/n步骤1、控制清洁机器人在待清洁区域内按照预设弓字形规划路径进行清扫，其中，当清洁机器人在清扫过程中检测到障碍物时，控制清洁机器人在实时构建的栅格地图中标记出障碍物的栅格但不绕过这个障碍物；障碍物的栅格包括间隔分布的障碍物的栅格；/n步骤2、根据滑动矩形框在栅格地图移动的过程中所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目，在栅格地图上设置密集障碍物标准单元区域，然后以密集障碍物标准单元区域的中心为构建起点，设置预设数量的与滑动矩形框的尺寸大小相同的定位矩形框，再控制这些定位矩形框从构建起点处开始，分别沿着栅格地图上的预设数量的关于构建起点中心对称的遍历方向移动；其中，所述滑动矩形框是在实时构建的栅格地图上设置的；/n步骤3、根据每个定位矩形框在移动后相对于移动前框定的新区域的面积与对应的定位矩形框在移动前框定的区域面积的比值与同一定位矩形框在移动前后的所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目的变化量之间的关系，控制每个定位矩形框是否朝对应的遍历方向继续移动，同时将每个定位矩形框所框定过的间隔分布的障碍物的栅格标记为密集障碍物点；其中，每个定位矩形框都被配置为按照一个单位遍历距离进行对应的遍历方向的一次移动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于栅格地图的密集障碍物点标记方法，其特征在于，该密集障碍物点标记方法包括：
步骤1、控制清洁机器人在待清洁区域内按照预设弓字形规划路径进行清扫，其中，当清洁机器人在清扫过程中检测到障碍物时，控制清洁机器人在实时构建的栅格地图中标记出障碍物的栅格但不绕过这个障碍物；障碍物的栅格包括间隔分布的障碍物的栅格；
步骤2、根据滑动矩形框在栅格地图移动的过程中所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目，在栅格地图上设置密集障碍物标准单元区域，然后以密集障碍物标准单元区域的中心为构建起点，设置预设数量的与滑动矩形框的尺寸大小相同的定位矩形框，再控制这些定位矩形框从构建起点处开始，分别沿着栅格地图上的预设数量的关于构建起点中心对称的遍历方向移动；其中，所述滑动矩形框是在实时构建的栅格地图上设置的；
步骤3、根据每个定位矩形框在移动后相对于移动前框定的新区域的面积与对应的定位矩形框在移动前框定的区域面积的比值与同一定位矩形框在移动前后的所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目的变化量之间的关系，控制每个定位矩形框是否朝对应的遍历方向继续移动，同时将每个定位矩形框所框定过的间隔分布的障碍物的栅格标记为密集障碍物点；其中，每个定位矩形框都被配置为按照一个单位遍历距离进行对应的遍历方向的一次移动。


2.根据权利要求1所述基于栅格地图的密集障碍物点标记方法，其特征在于，所述密集障碍物点标记方法还包括：
步骤4、当预设数量的定位矩形框都停止移动时，将标记过的所有密集障碍物点对应的栅格组合构建为密集障碍物区。


3.根据权利要求2所述基于栅格地图的密集障碍物点标记方法，其特征在于，所述间隔分布的障碍物的栅格是：在所述步骤11标记出的障碍物的栅格中，除了连续分布的N个障碍物的栅格后之外的障碍物的栅格；
其中，N是根据所述栅格地图中的预先配置的栅格尺寸大小和所述待清洁区域内标记的障碍物的实际尺寸设置的连续分布的栅格的数量。


4.根据权利要求3所述基于栅格地图的密集障碍物点标记方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述在栅格地图上设置密集障碍物标准单元区域的方法包括：
控制所述滑动矩形框在栅格地图上滑动，同时将所述滑动矩形框在栅格地图框定的间隔分布的障碍物的栅格标记为未清扫状态，并实时记录这些框定的间隔分布的障碍物的栅格的数目；
当所述滑动矩形框框定的间隔分布的障碍物的栅格的数目大于或等于第一密集阈值时，将滑动矩形框当前框定的矩形区域设置为所述密集障碍物标准单元区域；
其中，第一密集阈值用于表示所述密集障碍物点在栅格地图中分布的密集程度，足以让所述间隔分布的障碍物之间的空隙区域成为所述清洁机器人的漏扫区域。


5.根据权利要求4所述基于栅格地图的密集障碍物点标记方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述根据每个定位矩形框在移动之后相对于移动之前框定的新区域的面积与对应的定位矩形框在移动前框定的区域面积的比值与同一定位矩形框在移动前后的所框定的间隔分布的障碍物的栅格数目的大小变化量之间的关系，控制每个定位矩形框是否朝对应的遍历方向继续移动的方法包括：
每当存在其中一个定位矩形框朝对应的遍历方向发生一次所述单位遍历距离的移动时，判断移动之后的这...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永勇，赖钦伟，肖刚军，
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