基于预设探测距离范围内的最优碰撞点搜索方法技术

本发明专利技术公开基于预设探测距离范围内的最优碰撞点搜索方法，该最优碰撞点搜索方法包括在预配置地图内搜索出满足第一预设连通条件的栅格，再将该满足第一预设连通条件的栅格的坐标标记为最优碰撞点在预配置地图内的坐标，并确定满足第一预设连通条件对应的激光点所反映的物理位置是最优碰撞点；其中，满足第一预设连通条件的栅格是：在预配置地图内，最佳邻域连通像素数量大于预设像素数量阈值、最佳邻域连通像素数量最大且激光距离最小的第一有效激光点对应的栅格；其中，第一有效激光点是激光距离处于预设探测距离范围内的激光点。是激光距离处于预设探测距离范围内的激光点。是激光距离处于预设探测距离范围内的激光点。

【技术实现步骤摘要】
基于预设探测距离范围内的最优碰撞点搜索方法


[0001]本专利技术涉及激光导航定位的
，尤其涉及基于预设探测距离范围内的最优碰撞点搜索方法。

技术介绍

[0002]目前具备激光导航定位功能的清洁机器人在执行清扫工作时，清洁机器人按MxN大小的矩形框区域（一般为4米乘4米的区域）进行清扫作业；在每个4米乘4米的区域内，清洁机器人都是先对相应的4米乘4米的区域进行沿边行走再清扫，则对于第一个4米乘4米的区域，需要找到一个沿边行走的起点，从这个起点开始沿边行走，沿完第一个4米乘4米的区域的边界，再开始对第一个4米乘4米的区域进行清扫；对于第i个4米乘4米的区域（i是大于1的整数），在清扫完上个4米乘4米的区域后，导航到下一个4米乘4米的区域时，直接按当前区域边界进行沿边行走。其中，4米乘4米的区域中存在一个边界是墙体。
[0003]由于清洁机器人即时构建的栅格地图标记的环境信息量较少，加上用于构建地图的激光数据本身存在噪声，所以，即便将清洁机器人放置在同一地点，搜索出的用于开始沿边行走的起点位置不全是位于连续型障碍物（比如墙体）附近，则清洁机器人可能在一些突起且不可跨越的不连续障碍物（比如柱子、木条）的附近位置标记出沿边起点，则机器人从这个沿边起点开始，沿着柱子这一类的不连续障碍物的轮廓面进行沿边行走，而不是沿着墙面或其余连续型障碍物进行沿边行走，这样一来，机器人可能不会沿着所述第一个4米乘4米的区域的边界开始沿边行走。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术在预设探测距离范围内对激光帧中的激光点进行搜索，根据激光点的连通像素数量的特征来搜索出墙体一类的连续型障碍物，并确定局部区域内的最优碰撞点，避免出现误判而影响机器人导航工作的稳定。具体的技术方案包括：基于预设探测距离范围内的最优碰撞点搜索方法，该最优碰撞点搜索方法包括在预配置地图内搜索出满足第一预设连通条件的栅格，再将该满足第一预设连通条件的栅格的坐标标记为最优碰撞点在预配置地图内的坐标，并确定满足第一预设连通条件对应的激光点所反映的物理位置是最优碰撞点；其中，满足第一预设连通条件的栅格是：在预配置地图内，最佳邻域连通像素数量大于预设像素数量阈值、最佳邻域连通像素数量最大且激光距离最小的第一有效激光点对应的栅格；其中，第一有效激光点是激光距离处于预设探测距离范围内的激光点。
[0005]进一步地，一个第一有效激光点对应的栅格的预设范围覆盖到该第一有效激光点对应的栅格；其中，一个第一有效激光点的最佳邻域连通像素数量是在预配置地图内，该第一有效激光点对应的栅格的预设范围内，所有栅格的连通像素数量当中的最大值；一个栅格对应一个连通像素数量；其中，激光距离用于反映所探测的障碍物与机器人所安装的激光传感器之间的距离大小。
[0006]进一步地，激光点是用于表征机器人的激光传感器发射的激光在障碍物上的反射位置；在预配置地图内存在与激光点对应的栅格；其中，激光点是来源于机器人采集到的激光帧；其中，激光点是位于激光传感器的有效探测角度范围内，并映射到所述预配置地图的对应栅格中；在有效探测角度范围内，一个激光点对应一个单位探测角度，一个激光点对应一个栅格，一个激光点对应一个激光距离。
[0007]进一步地，所述在预配置地图内搜索出满足第一预设连通条件的栅格的方法包括每当搜索完一个第一有效激光点对应的栅格的预设范围内所有栅格，则将最佳邻域连通像素数量大于预设像素数量阈值的第一有效激光点标记为第一一目标激光点；当搜索完每个第一有效激光点对应的栅格的预设范围内所有栅格时，若判断到只存在一个第一二目标激光点，则将第一二目标激光点对应的栅格标记为满足第一预设连通条件的栅格，并将第一二目标激光点对应的栅格的坐标标记为最优碰撞点在所述预配置地图内的坐标，并确定第一二目标激光点所在的物理位置点是最优碰撞点；当搜索完每个第一有效激光点对应的栅格的预设范围内所有栅格时，若判断到存在至少两个第一二目标激光点，则将激光距离最小的第一二目标激光点对应的栅格标记为满足第一预设连通条件的栅格，并将激光距离最小的第一二目标激光点对应的栅格的坐标标记为最优碰撞点在所述预配置地图内的坐标，并确定第一二目标激光点所在的物理位置点是最优碰撞点；其中，第一二目标激光点是在预配置地图内，最佳邻域连通像素数量最大的第一一目标激光点。
[0008]进一步地，激光点对应的栅格的坐标的来源包括：以激光点的激光距离的三角函数换算结果为坐标偏移量，对该激光点进行坐标偏移，再按照预设比率将经过坐标偏移的激光点的坐标换算为栅格坐标，实现将该激光点转换到所述预配置地图的坐标系内。
[0009]进一步地，激光传感器的有效探测角度范围是0度至360度，激光帧中存在360个激光点，分别对应360个不同的激光距离；其中，激光点的激光距离跟随该激光点所处的单位探测角度的变化而变化，该激光点所处的单位探测角度是处于激光传感器的有效探测角度范围内。
[0010]进一步地，激光点对应的栅格的预设范围是该激光点对应的栅格的邻域栅格范围，包括该激光点对应的栅格。
[0011]进一步地，所述激光点对应的栅格的预设范围是该激光点对应的栅格的四邻域，包括以该激光点对应的栅格、以及以该激光点对应的栅格为中心的上下左右的相邻栅格，以减少坐标的计算量。
[0012]进一步地，每个激光点对应的栅格在所述预配置地图内使用像素点表示，每个像素点使用特定尺寸的栅格表示；所述预配置地图是属于机器人的激光传感器采集的激光点所映射出的特定尺寸的图像；其中，在所述预配置地图内，每个障碍物都是由像素值相同且相邻接的像素点组成，使得每个障碍物在所述预配置地图内由相邻接的栅格组合成。
[0013]进一步地，一个栅格的连通像素数量是该栅格所处的连通域内所包含的栅格的数量，使得一个激光点对应的栅格与一个连通域相对应；其中，连通域是由像素值相同且位置相邻的像素点组成的图像区域、或由具有相同像素值的相邻栅格组成的栅格集合，同一个连通域内的每个栅格或每个像素点都有相同的连通像素数量。
[0014]进一步地，在从激光点对应的栅格的预设范围内搜索出满足预设连通条件的栅格之前，先对所述预配置地图进行闭操作，使得所述预配置地图中标记的障碍物的轮廓线得
到完整的描述，其中，所述闭操作用于连接所述预配置地图中的连通域；其中，所述预配置地图是属于机器人构建出的用于描述激光点的位置特征的特定尺寸的图像，以适应实际障碍物分布特征。
[0015]进一步地，所述闭操作包括在将所述预配置地图二值化处理后，获得二值化地图；然后对二值化地图进行图像膨胀处理，再对经过图像膨胀处理后的二值化地图进行图像腐蚀处理，使得部分表示非障碍物的像素点被配置为表示障碍物的像素点，以使得未经过图像膨胀处理和图像腐蚀处理的二值化地图中障碍物的轮廓线中的缺口得到填充；其中，二值化地图中，表示障碍物的像素点的像素值和表示非障碍物的像素点的像素值不同。
[0016]与现有技术相比，本专利技术在一个预配置地图内，在分布范围较小的激光点对应的栅格的预设范围内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于预设探测距离范围内的最优碰撞点搜索方法，其特征在于，该最优碰撞点搜索方法包括：在预配置地图内搜索出满足第一预设连通条件的栅格，再将该满足第一预设连通条件的栅格的坐标标记为最优碰撞点在预配置地图内的坐标，并确定满足第一预设连通条件对应的激光点所反映的物理位置是最优碰撞点；其中，满足第一预设连通条件的栅格是：在预配置地图内，最佳邻域连通像素数量大于预设像素数量阈值、最佳邻域连通像素数量最大且激光距离最小的第一有效激光点对应的栅格；其中，第一有效激光点是激光距离处于预设探测距离范围内的激光点。2.根据权利要求1所述最优碰撞点搜索方法，其特征在于，一个第一有效激光点对应的栅格的预设范围覆盖到该第一有效激光点对应的栅格；其中，一个第一有效激光点的最佳邻域连通像素数量是在预配置地图内，该第一有效激光点对应的栅格的预设范围内，所有栅格的连通像素数量当中的最大值；一个栅格对应一个连通像素数量；其中，激光距离用于反映所探测的障碍物与机器人所安装的激光传感器之间的距离大小。3.根据权利要求2所述最优碰撞点搜索方法，其特征在于，激光点是用于表征机器人的激光传感器发射的激光在障碍物上的反射位置；在预配置地图内存在与激光点对应的栅格；其中，激光点是来源于机器人采集到的激光帧；其中，激光点是位于激光传感器的有效探测角度范围内，并映射到所述预配置地图的对应栅格中；在有效探测角度范围内，一个激光点对应一个单位探测角度，一个激光点对应一个栅格，一个激光点对应一个激光距离。4.根据权利要求3所述最优碰撞点搜索方法，其特征在于，所述在预配置地图内搜索出满足第一预设连通条件的栅格的方法包括：每当搜索完一个第一有效激光点对应的栅格的预设范围内所有栅格，则将最佳邻域连通像素数量大于预设像素数量阈值的第一有效激光点标记为第一一目标激光点；当搜索完每个第一有效激光点对应的栅格的预设范围内所有栅格时，若判断到只存在一个第一二目标激光点，则将第一二目标激光点对应的栅格标记为满足第一预设连通条件的栅格，并将第一二目标激光点对应的栅格的坐标标记为最优碰撞点在所述预配置地图内的坐标，并确定第一二目标激光点所在的物理位置点是最优碰撞点；当搜索完每个第一有效激光点对应的栅格的预设范围内所有栅格时，若判断到存在至少两个第一二目标激光点，则将激光距离最小的第一二目标激光点对应的栅格标记为满足第一预设连通条件的栅格，并将激光距离最小的第一二目标激光点对应的栅格的坐标标记为最优碰撞点在所述预配置地图内的坐标，并确定第一二目标激光点所在的物理位置点是最优碰撞点；其中，第一二目标激光点是在预配置地图内，最佳邻域连通像素数量最大的第一一目标激光点。
5.根据权利要求3所述最优碰撞点搜索方法，其特征在于，激光点对应的栅格的坐标的来...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄惠保，周和文，陈卓标，孙明，徐松舟，
申请(专利权)人：珠海一微半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：