CN109871013A - 清洁机器人路径规划方法及***、存储介质、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供清洁机器人路径规划方法，包括清洁区域获取，导入包含待清洁区域的轮廓数据，并将轮廓数据发送至地图生成模块；地图生成，地图生成模块根据轮廓数据生成待清洁区域的场景地图；路径规划，路径规划模块根据场景地图规划清洁机器人清洁路径。本发明还涉及清洁机器人路径规划***、存储介质、电子设备。本发明采用数据导入的方式，通过实景的户型图或图片来提高机器人地图构建速度与准确性，从而实现提高机器人快速规划路径的能力与智能化。本发明逻辑清晰，构思巧妙，便于智能清洁机器人推广应用。
Description
技术领域
本发明属于清洁机器人领域，具体涉及清洁机器人路径规划方法及***、存储介质、电子设备。
背景技术
机器人吸尘器，又名扫地机，是新一代家庭保姆，可以清扫毛发、瓜子壳、灰尘等房间垃圾。随着国内生活水平的不断提高，原本一直在欧美市场销售的清洁机器人也逐步的走入平常百姓家，并且逐步的被越来越多的人所接受，清洁机器人将在不久的将来像白色家电一样成为每个家庭必不可少的清洁帮手。产品也会由现在的初级智能向着更高程度的智能化程度发展，逐步的取代人工清洁。机器人吸尘器作为近年来新兴的智能家用清洁设备正逐步走进并改善人们生活方式。
随着机器人吸尘器的更新换代，自动规划路径成为清洁机器人智能的重要体现，目前清洁机器人采用陀螺仪和激光器、摄像头等检测设备通过边行走边识别来完成场景规划，但实际识别效果差，往往将场景轮廓识别复杂化，且数据处理过程易冗余，从而导致路径规划复杂度成倍增加，不利于保证机器人吸尘器路径规划的合理性，易形成清洁盲区死角，同时清洁效率低。
针对上述问题，急需一种新式的清洁机器人路径规划方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出的一种清洁机器人路径规划方法，采用数据导入的方式，通过实景的户型图或图片来提高机器人地图构建速度与准确性，从而实现提高机器人快速规划路径的能力与智能化。
本发明提供清洁机器人路径规划方法，包括以下步骤：
清洁区域获取，导入包含待清洁区域的轮廓数据，并将轮廓数据发送至地图生成模块；
地图生成，地图生成模块根据轮廓数据生成待清洁区域的场景地图；
路径规划，路径规划模块根据场景地图规划清洁机器人清洁路径。
优选地，所述轮廓数据包括户型图或部分户型图或户型图拍摄图片或待清洁区域实景图片。
优选地，所述待清洁区域的轮廓数据通过移动终端导入或者移动终端拍摄获取。
优选地，建立清洁地图还包括：地图生成模块根据轮廓数据生成场景地图内的障碍物轮廓边界。
优选地，路径规划还包括：清洁机器人行进过程中，清洁机器人上的视觉采集装置采集清洁机器人外部环境图像信息，并与场景地图进行匹配。
优选地，清洁机器人顶部配置有上视图像采集装置；所述上视图像采集装置用于采集清洁机器人上方实景图像；上方实景图像与场景地图顶部的轮廓边界进行匹配，校准清洁机器人当前位置。
优选地，所述清洁机器人前部配置有前视图像采集装置；所述前视图像采集装置用于采集清洁机器人前方实景图像；前方实景图像与场景地图内的障碍物轮廓边界进行匹配，校准清洁机器人相对障碍物的位置。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行清洁机器人路径规划方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行清洁机器人路径规划方法。
本发明还涉及清洁机器人路径规划***，包括地图生成模块、路径规划模块，所述地图生成模块获取包含待清洁区域的轮廓数据；所述地图生成模块用于根据轮廓数据生成待清洁区域的场景地图；所述路径规划模块用于根据场景地图规划清洁机器人清洁路径。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供清洁机器人路径规划方法，包括清洁区域获取，导入包含待清洁区域的轮廓数据，并将轮廓数据发送至地图生成模块；地图生成，地图生成模块根据轮廓数据生成待清洁区域的场景地图；路径规划，路径规划模块根据场景地图规划清洁机器人清洁路径。本发明还涉及清洁机器人路径规划***、存储介质、电子设备。本发明采用数据导入的方式，通过实景的户型图或图片来提高机器人地图构建速度与准确性，从而实现提高机器人快速规划路径的能力与智能化。本发明逻辑清晰，构思巧妙，便于智能清洁机器人推广应用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的清洁机器人路径规划方法流程示意图；
图2为本发明的清洁机器人路径规划***示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
清洁机器人路径规划方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、清洁区域获取，导入包含待清洁区域的轮廓数据，并将轮廓数据发送至地图生成模块；在一实施例中，所述轮廓数据包括户型图或部分户型图或户型图拍摄图片或待清洁区域实景图片，用户可通过移动终端导入或者移动终端拍摄获取。
例如，用户通过手机端的APP拍摄房屋的户型图，或者当清洁区域为单间或者部分房屋时可选取部分户型图进行拍摄。
再例如，用户利用终端进行户型图导入，应当理解，在本实施例中，终端不仅限于可移动终端，还可包括个人电脑、服务器等非移动终端。
又例如，用户通过手机端的APP直接拍摄待清洁区域的屋内环境，一般地，选取具有特定特征的环境进行拍摄；优选地，选取具有位置固定不变的物品特征的环境进行拍摄，由于顶部图像位置保持不变，在本实施例中，优先拍摄房屋顶部区域图像。
在上述实施例中，由于采用清洁区域数据导入的方式，省去清洁机器人在清扫过程中边清洁边采集信息建立清洁区域地图的复杂构建过程，有效保证清洁的场景地图的准确性，有利于清洁机器人快速而高效的进行路径规划。
S2、建立清洁地图，地图生成模块根据轮廓数据生成待清洁区域的场景地图；在一实施例中，地图生成模块根据轮廓数据生成场景地图内的障碍物轮廓边界。应当理解，通过户型图或者实景图片来生成场景地图为图像处理过程，包括但不限于图像二值化、边界提取、边界修补、图像填充技术；在此不再赘述各图像处理过程，轮廓数据经过地图生成模块处理后得到的场景地图为清洁机器人可识别的地图数据。
S3、路径规划，路径规划模块根据场景地图规划清洁机器人清洁路径。在清洁机器人需要执行清洁任务时，路径规划模块调入场景地图，并对清洁机器人自身位置进行识别定位，并将定位整合至场景地图中，实现清洁机器人快速准确的定位；在一实施例中，清洁机器人行进过程中，清洁机器人上的视觉采集装置采集清洁机器人外部环境图像信息，并与导入包含待清洁区域的轮廓数据进行匹配，通过匹配算法得到清洁机器人在场景地图中的位置，并根据当前位置规划在场景地图中的清洁任务的路径，规划方式包括自动规划、人工规划、半自动半人工规划；其中，自动规划包括但不限于沿边、弓形规划；人工规划通过移动终端如手机上的APP进行人为规划想要行走的路径；半自动半人工规划包括通过移动终端如手机上的APP上选定场景地图中药清洁的区域，在选定区域内执行自动规划路径。
在一优选实施例中，清洁机器人顶部配置有上视图像采集装置；所述上视图像采集装置用于采集清洁机器人上方实景图像；上方实景图像与待清洁区域顶部的轮廓边界进行匹配，校准清洁机器人当前位置。在本实施例中，上方实景图像多为固定位置不变的家具、大家电、灯具、吊顶，场景地图中同时包含家具、大家电、灯具、吊顶的位置及轮廓，通过上视图像采集装置在行进过程中实时采集并实时匹配，有利于清洁机器人进行快速图像识别，并在行走过程中校准清洁机器人位于场景地图中的位置，以便快速制定清洁路径。
在另一优选实施例中，所述清洁机器人前部配置有前视图像采集装置；所述前视图像采集装置用于采集清洁机器人前方实景图像；前方实景图像与待清洁区域内障碍物的轮廓边界进行匹配，校准清洁机器人相对障碍物的位置。在本实施例中，前方实景图像多处理为清洁机器人行进前方的障碍物，一般地，对于位置固定不变的家具、大家电可通过配置在场景地图中，通过前视图像采集装置在行进过程中实时采集并实时匹配，便于清洁机器人快速识别障碍物类型，并快速制定避障路径，提高清洁机器人智能避障能力。
一种电子设备，包括：处理器；存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行清洁机器人路径规划方法。在本实施例中，电子设备为清洁机器人。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行清洁机器人路径规划方法。
清洁机器人路径规划***，如图2所示，包括地图生成模块、路径规划模块，所述地图生成模块获取包含待清洁区域的轮廓数据；所述地图生成模块用于根据轮廓数据生成待清洁区域的轮廓边界；所述路径规划模块用于根据轮廓边界规划清洁机器人清洁路径。
在本实施例中，清洁机器人路径规划***可被配置成移动终端的手机APP或者配置成终端的电脑程序或者配置成清洁机器人内部可执行的程序；例如，用户通过手机端的APP拍摄房屋的户型图，或者当清洁区域为单间或者部分房屋时可选取部分户型图进行拍摄。
再例如，用户利用终端进行户型图导入，应当理解，在本实施例中，终端不仅限于可移动终端，还可包括个人电脑、服务器等非移动终端。
又例如，用户通过手机端的APP直接拍摄待清洁区域的屋内环境，一般地，选取具有特定特征的环境进行拍摄；优选地，选取具有位置固定不变的物品特征的环境进行拍摄，由于顶部图像位置保持不变，在本实施例中，优先拍摄房屋顶部区域图像。
在上述实施例中，由于采用清洁区域数据导入的方式，省去清洁机器人在清扫过程中边清洁边采集信息建立清洁区域地图的复杂构建过程，有效保证清洁的场景地图的准确性，有利于清洁机器人快速而高效的进行路径规划。
应当理解，地图生成模块将户型图或者实景图片转换生成场景地图为图像处理过程，包括但不限于图像二值化、边界提取、边界修补、图像填充技术；在此不再赘述各图像处理过程，轮廓数据经过地图生成模块处理后得到的场景地图为清洁机器人可识别的地图数据。
在一实施例中，清洁机器人行进过程中，清洁机器人上的视觉采集装置采集清洁机器人外部环境图像信息，并与导入包含待清洁区域的轮廓数据进行匹配，通过匹配算法得到清洁机器人在场景地图中的位置，路径规划模块根据当前位置规划在场景地图中的清洁任务的路径，路径规划模块的规划方式包括自动规划、人工规划、半自动半人工规划；其中，自动规划包括但不限于沿边、弓形规划；人工规划通过移动终端如手机上的APP进行人为规划想要行走的路径；半自动半人工规划包括通过移动终端如手机上的APP上选定场景地图中药清洁的区域，在选定区域内执行自动规划路径。
在一优选实施例中，清洁机器人顶部配置有上视图像采集装置；所述上视图像采集装置用于采集清洁机器人上方实景图像；上方实景图像与待清洁区域顶部的轮廓边界进行匹配，校准清洁机器人当前位置。在本实施例中，上方实景图像多为固定位置不变的家具、大家电、灯具、吊顶，场景地图中同时包含家具、大家电、灯具、吊顶的位置及轮廓，通过上视图像采集装置在行进过程中实时采集并实时匹配，有利于清洁机器人进行快速图像识别，并在行走过程中校准清洁机器人位于场景地图中的位置，以便快速制定清洁路径。
在另一优选实施例中，所述清洁机器人前部配置有前视图像采集装置；所述前视图像采集装置用于采集清洁机器人前方实景图像；前方实景图像与待清洁区域内障碍物的轮廓边界进行匹配，校准清洁机器人相对障碍物的位置。在本实施例中，前方实景图像多处理为清洁机器人行进前方的障碍物，一般地，对于位置固定不变的家具、大家电可通过配置在场景地图中，通过前视图像采集装置在行进过程中实时采集并实时匹配，便于清洁机器人快速识别障碍物类型，并快速制定避障路径。
本发明采用数据导入的方式，通过实景的户型图或图片来提高机器人地图构建速度与准确性，从而实现提高机器人快速规划路径的能力与智能化。本发明逻辑清晰，构思巧妙，便于智能清洁机器人推广应用。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.清洁机器人路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
清洁区域获取，导入包含待清洁区域的轮廓数据，并将轮廓数据发送至地图生成模块；
建立清洁地图，地图生成模块根据轮廓数据生成待清洁区域的场景地图；
路径规划，路径规划模块根据场景地图规划清洁机器人清洁路径。
2.如权利要求1所述的清洁机器人路径规划方法，其特征在于：所述轮廓数据包括户型图或部分户型图或户型图拍摄图片或待清洁区域实景图片。
3.如权利要求1所述的清洁机器人路径规划方法，其特征在于：所述待清洁区域的轮廓数据通过移动终端导入或者移动终端拍摄获取。
4.如权利要求1所述的清洁机器人路径规划方法，其特征在于，建立清洁地图还包括：地图生成模块根据轮廓数据生成场景地图内的障碍物轮廓边界。
5.如权利要求4所述的清洁机器人路径规划方法，其特征在于，路径规划还包括：清洁机器人行进过程中，清洁机器人上的视觉采集装置采集清洁机器人外部环境图像信息，并与场景地图进行匹配。
6.如权利要求5所述的清洁机器人路径规划方法，其特征在于：清洁机器人顶部配置有上视图像采集装置；所述上视图像采集装置用于采集清洁机器人上方实景图像；上方实景图像与场景地图的顶部轮廓边界进行匹配，校准清洁机器人当前位置。
7.如权利要求5所述的清洁机器人路径规划方法，其特征在于：所述清洁机器人前部配置有前视图像采集装置；所述前视图像采集装置用于采集清洁机器人前方实景图像；前方实景图像与场景地图内的障碍物轮廓边界进行匹配，校准清洁机器人相对障碍物的位置。
8.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1-7任意一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-7任意一项所述的方法。
10.清洁机器人路径规划***，包括地图生成模块、路径规划模块，其特征在于：
所述地图生成模块获取包含待清洁区域的轮廓数据；
所述地图生成模块用于根据轮廓数据生成待清洁区域的场景地图；
所述路径规划模块用于根据场景地图规划清洁机器人清洁路径。
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