CN113110445B - 机器人的路径规划方法及装置、机器人、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人的路径规划方法及装置、机器人、存储介质。该方法包括：对初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径，初始第一环形路径包括路径地图中目标区域的外轮廓；初始第一环形路径对应的避障处理过程包括：判断初始第一环形路径上是否存在障碍；当初始第一环形路径上存在障碍时，将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径，确定为初始第一环形路径对应的障碍区域；将目标区域内，无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径，第一环形路径属于目标区域内的无障碍区域。本发明实施例可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小，从而提高了机器人的清洁效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及智能清洁技术领域，尤其涉及一种机器人的路径规划方法及装置、机器人、存储介质。
背景技术
随着自动化技术和人工智能的发展，机器人在人们的生产生活中的作用越来越重要，应用越来越广泛。目前在清洁领域，机器人能够取代人工进行自动化清洁作业。
机器人在进行清洁作业之前需要先确定路径。目前机器人通常根据待清洁区域的外轮廓自动生成路径。但是该路径通常无法有效绕开障碍或者与障碍的间隔较大，从而导致机器人的清洁效果较差。
发明内容
本发明实施例提供一种机器人的路径规划方法及装置、机器人、存储介质，以在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，可以提高机器人的清洁效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种一种机器人的路径规划方法，所述方法包括：
对初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径，其中，所述初始第一环形路径包括路径地图中目标区域的外轮廓；
所述初始第一环形路径对应的避障处理过程包括：判断所述初始第一环形路径上是否存在障碍；
当所述初始第一环形路径上存在障碍时，将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径，确定为所述初始第一环形路径对应的障碍区域；
将所述目标区域内，无障碍区域与所述初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径，所述第一环形路径属于所述目标区域内的无障碍区域，所述第一环形路径为所述机器人的行驶路径。
可选地，所述方法还包括：
确定初始区域中的无障碍区域的面积；
当所述初始区域中的无障碍区域的面积处于面积范围内时，将所述初始区域确定为所述目标区域；
当所述初始区域中的无障碍区域的面积未处于所述面积范围内时，将所述初始区域作为待分割区域，循环执行分割过程，直至满足分割结束条件；
将分割得到的任一子区域确定为所述目标区域；
其中，所述分割过程包括：对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域；
将所述多个子区域中无障碍区域的面积未处于所述面积范围的子区域，作为所述待分割区域；
所述分割结束条件包括：分割得到的各个子区域中无障碍区域的面积均处于所述面积范围内。
该面积范围可以包括大于面积阈值，通过该实施例可以保证目标区域的面积较小，使得在目标区域喷洒清洗剂后机器人能够及时清洁地面，避免了清洗剂在地面停留时间过长的情况发生，提高了机器人的清洁效果。
可选地，所述对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域，包括：
将所述待分割区域进行规则化处理，得到多边形形状的待分割区域；
利用分割线对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域；
其中，所述分割线的一个端点为所述待分割区域的最长边的中点，所述分割线的另一个端点为与所述最长边相对的顶点或者与所述最长边相对的边的中点。
通过该实施例能够使得分割得到的子区域的形状不会长而窄，后续在机器人对子区域进行清洁时便于机器人行走转弯等。对于不能原地转弯的机器人(单轮车机器人和阿克曼机器人)，避免了由于其在长而窄的区域不易转弯行走而无法对部分区域进行清洁的情况发生。
可选地，所述第一环形路径包括多个路径点，所述方法还包括：
将所述第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离，得到初始第二环形路径；
和/或，将所述第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径；
其中，所述第一环形路径上的任一路径点对应的扩展方向与所述任一路径点的切线方向存在夹角且远离所述目标区域。
通过该实施例，机器人能够对在按照第一环形路径进行清洁作业时外溢的泡沫进行擦洗，以及对在按照第二环形路径进行清洁作业时带出的泡沫进行洗地，从而进一步提高了机器人的清洁效果。
可选地，所述方法还包括：
当得到所述初始第二环形路径时，对所述初始第二环形路径执行对应的避障处理过程，得到第二环形路径；
当得到所述初始第三环形路径时，对所述初始第三环形路径执行对应的避障处理过程，得到第三环形路径；
其中，所述初始第二环形路径对应的避障处理过程包括：判断所述初始第二环形路径上是否存在障碍；
当所述初始第二环形路径上存在障碍时，将所述初始第二环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第二环形路径，确定为所述初始第二环形路径对应的障碍区域；
将所述初始第二环形路径围成的区域内，无障碍区域与所述初始第二环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第二环形路径；所述第二环形路径属于所述初始第二环形路径围成的区域内的无障碍区域，所述第二环形路径为所述机器人的行驶路径；
所述初始第三环形路径对应的避障处理过程包括：判断所述初始第三环形路径上是否存在障碍；
当所述初始第三环形路径上存在障碍时，将所述初始第三环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第三环形路径，确定为所述初始第三环形路径对应的障碍区域；
将所述初始第三环形路径围成的区域内，无障碍区域与所述初始第三环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第三环形路径；所述第三环形路径属于所述初始第三环形路径围成的区域内的无障碍区域，所述第三环形路径为所述机器人的行驶路径。
通过该实施例，机器人在按照第二环形路径或第三环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，最大程度地覆盖可清洁区域，提高机器人的清洁效果。
可选地，所述初始第一环形路径包括多个路径点，所述判断所述初始第一环形路径上是否存在障碍，包括：
判断所述初始第一环形路径上是否存在代价值非零的路径点；
当所述初始第一环形路径上存在代价值非零的路径点时，确定所述初始第一环形路径上存在障碍；
当所述初始第一环形路径上不存在代价值非零的路径点时，确定所述初始第一环形路径上不存在障碍。
可选地，所述无障碍区域的代价值为0，所述将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径，确定为所述初始第一环形路径对应的障碍区域，包括：
将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径的代价值均确定为m，得到所述初始第一环形路径对应的障碍区域，m＞0。
第二方面，本发明实施例提供了一种机器人的路径规划装置，所述装置包括：
避障处理模块，用于对初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径，其中，所述初始第一环形路径包括路径地图中目标区域的外轮廓；
所述避障处理模块，包括：
判断单元，用于判断所述初始第一环形路径上是否存在障碍；
第一确定单元，用于当所述初始第一环形路径上存在障碍时，将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径，确定为所述初始第一环形路径对应的障碍区域；
第二确定单元，用于将所述目标区域内，无障碍区域与所述初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径，所述第一环形路径为所述机器人的行驶路径。
可选地，所述装置还包括：
第一确定模块，用于确定初始区域中的无障碍区域的面积；
第二确定模块，用于当所述初始区域中的无障碍区域的面积处于面积范围内时，将所述初始区域确定为所述目标区域；
分割模块，用于当所述初始区域中的无障碍区域的面积未处于所述面积范围内时，将所述初始区域作为待分割区域，循环执行分割过程，直至满足分割结束条件；
第三确定模块，用于将分割得到的任一子区域确定为所述目标区域；
其中，所述分割模块，包括：
分割单元，用于对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域；
第三确定单元，用于将所述多个子区域中无障碍区域的面积未处于所述面积范围的子区域，作为所述待分割区域；
所述分割结束条件包括：分割得到的各个子区域中无障碍区域的面积均处于所述面积范围内。
可选地，所述分割单元，用于：
将所述待分割区域进行规则化处理，得到多边形形状的待分割区域；
利用分割线对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域；
其中，所述分割线的一个端点为所述待分割区域的最长边的中点，所述分割线的另一个端点为与所述最长边相对的顶点或者与所述最长边相对的边的中点。
可选地，所述第一环形路径包括多个路径点，所述装置还包括：
平移模块，用于将所述第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离，得到初始第二环形路径；
和/或，将所述第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径；
其中，所述第一环形路径上的任一路径点对应的扩展方向与所述任一路径点的切线方向存在夹角且远离所述目标区域。
可选地，所述装置还包括：
第二避障处理模块，用于当得到所述初始第二环形路径时，对所述初始第二环形路径执行对应的避障处理过程，得到第二环形路径；
第三避障处理模块，用于当得到所述初始第三环形路径时，对所述初始第三环形路径执行对应的避障处理过程，得到第三环形路径；
其中，所述第二避障处理模块，用于：
判断所述初始第二环形路径上是否存在障碍；
当所述初始第二环形路径上存在障碍时，将所述初始第二环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第二环形路径，确定为所述初始第二环形路径对应的障碍区域；
将所述初始第二环形路径围成的区域内，无障碍区域与所述初始第二环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第二环形路径；所述第二环形路径属于所述初始第二环形路径围成的区域内的无障碍区域，所述第二环形路径为所述机器人的行驶路径；
所述第三避障处理模块，用于：
判断所述初始第三环形路径上是否存在障碍；
当所述初始第三环形路径上存在障碍时，将所述初始第三环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第三环形路径，确定为所述初始第三环形路径对应的障碍区域；
将所述初始第三环形路径围成的区域内，无障碍区域与所述初始第三环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第三环形路径；所述第三环形路径属于所述初始第三环形路径围成的区域内的无障碍区域，所述第三环形路径为所述机器人的行驶路径。
可选地，所述判断单元，用于：
判断所述初始第一环形路径上是否存在代价值非零的路径点；
当所述初始第一环形路径上存在代价值非零的路径点时，确定所述初始第一环形路径上存在障碍；
当所述初始第一环形路径上不存在代价值非零的路径点时，确定所述初始第一环形路径上不存在障碍。
可选地，所述无障碍区域的代价值为0，所述第一确定单元，用于：
将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径的代价值均确定为m，得到所述初始第一环形路径对应的障碍区域，m＞0。
第三方面，本发明实施例提供了一种机器人，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面任一所述的机器人的路径规划方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面任一所述的机器人的路径规划方法。
本发明实施例通过对包括路径地图中目标区域的外轮廓的初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径。该避障处理过程包括：判断初始第一环形路径上是否存在障碍，当初始第一环形路径上存在障碍时，将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径，确定为初始第一环形路径对应的障碍区域，之后将目标区域内无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径。该第一环形路径上无障碍且靠近初始第一环形路径对应的障碍区域的边缘，可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小。机器人在按照第一环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁。本发明实施例通过采用上述技术方案，解决了相关技术中机器人的行驶路径无法有效绕开障碍或者与障碍的间隔较大的问题，从而提高了机器人的清洁效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种机器人的路径规划方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种初始第一环形路径对应的避障处理过程的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种机器人的路径规划方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种控制模块的交互界面示意图；
图5为本发明实施例提供的一种分割过程的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的一种分割过程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种初始区域经分割后的示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种初始第一环形路径对应的避障处理过程示意图；
图9为本发明实施例提供的一种环形路径的示意图；
图10为本发明实施例提供的一种第一环形路径示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种第一环形路径示意图；
图12为本发明实施例提供的一种用于机器人行驶的路径示意图；
图13为本发明实施例提供的另一种用于机器人行驶的路径示意图；
图14为本发明实施例提供的另一种控制模块的交互界面示意图；
图15为本发明实施例提供的一种机器人的路径规划装置的框图；
图16为本发明实施例提供的一种第一避障处理模块的框图；
图17为本发明实施例提供的另一种机器人的路径规划装置的框图；
图18为本发明实施例提供的一种分割模块的框图；
图19为本发明实施例提供的再一种机器人的路径规划装置的框图；
图20为本发明实施例提供的又一种机器人的路径规划装置的框图；
图21为本发明实施例提供的一种机器人的结构图；
图22为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质与处理器的交互示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在清洁领域，机器人能够取代人工进行自动化清洁作业。例如商用清洁机器人可以应用在大型办公楼、商场以及超市等公共区域的自动化清洁。但是目前的机器人在进行清洁作业时，无法有效绕开障碍或者与障碍的间隔较大，导致机器人的清洁效果较差。
此外对于存在较顽固的油污污渍的区域(例如美食街或者美食商圈)，需要喷洒清洗剂进行清洗。若待清洁区域的面积较大，则在较大面积的待清洁区域喷洒清洁剂后机器人无法及时清洁地面，部分区域的清洗剂停留时间过久导致机器人的清洁效果变差。并且清洁过程中当清洁过程中清洁剂的泡沫溢出待清洁区域时，无法对溢出的泡沫实现有效清洁，导致机器人的清洁效果较差。
本发明实施例提供了一种机器人的路径规划方法，该方法可以由机器人的路径规划装置执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，一般可集成在计算机设备或者机器人中。该方法可以适用于规划机器人的路径的应用场景。请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种机器人的路径规划方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：
步骤101、对初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径，其中，初始第一环形路径包括路径地图中目标区域的外轮廓，第一环形路径为机器人的行驶路径。
请参考图2，图2为本发明实施例提供的一种初始第一环形路径对应的避障处理过程的流程示意图，该初始第一环形路径对应的避障处理过程包括以下步骤：
步骤1011、判断初始第一环形路径上是否存在障碍。
该初始第一环形路径包括多个路径点(也称方向点)，可以通过各个路径点的代价值(即路径点所对应的栅格点的代价值)判断初始第一环形路径上是否存在障碍。
步骤1012、当初始第一环形路径上存在障碍时，将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径，确定为初始第一环形路径对应的障碍区域。
该障碍对应的区域可以包括障碍和障碍膨胀区域，障碍膨胀区域是将障碍物按照膨胀半径进行膨胀得到的。
步骤1013、将目标区域内，无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径，第一环形路径属于目标区域内的无障碍区域，第一环形路径为机器人的行驶路径。
无障碍区域的代价值为0，初始第一环形路径对应的障碍区域的代价值为m。可以在目标区域内初始第一环形路径对应的障碍区域的边缘获取一个代价值为0的栅格点作为起始栅格点。之后从起始栅格点开始沿初始第一环形路径对应的障碍区域的边缘获取一系列代价值为零的栅格点，得到无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线，该分界线即为第一环形路径。
综上所述，本发明实施例提供的机器人的路径规划方法，对包括路径地图中目标区域的外轮廓的初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径。该避障处理过程包括：判断初始第一环形路径上是否存在障碍，当初始第一环形路径上存在障碍时，将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径，确定为初始第一环形路径对应的障碍区域，之后将目标区域内无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径。该第一环形路径上无障碍且靠近初始第一环形路径对应的障碍区域的边缘，可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小。机器人在按照第一环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，从而提高了机器人的清洁效果。
本发明实施例提供了另一种机器人的路径规划方法，请参考图3，图3为本发明实施例提供的另一种机器人的路径规划方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：
步骤201、确定初始区域中的无障碍区域的面积。
该无障碍区域即为初始区域中去除障碍区域后的有效可清洁区域，可以在用于机器人导航的代价地图(costmap)中确定初始区域中的无障碍区域的面积。costmap由多个栅格组成，栅格的面积为costmap的分辨率，每个栅格具有代价值，代价值的范围为0～255。其中，处于无障碍区域的栅格的代价值为0，处于障碍区域的栅格的代价值非零。一个障碍区域中障碍中心所在的栅格的代价值为255，距离障碍中心越远的栅格的代价值越小。可以确定初始区域中所有代价值为0的栅格，之后将所有代价值为0的栅格的面积确定为无障碍区域的面积。示例地，可以确定代价值为0的栅格的个数，之后将该个数与costmap分辨率的乘积确定为无障碍区域的面积。
机器人对应有控制模块，costmap中的初始区域可以是对控制模块确定的坐标点进行映射得到的。示例地，控制模块能够实现与用户的交互，用户可以通过控制模块执行初始区域选择操作。控制模块根据用户的操作确定边框点，并将边框点连接生成一个封闭区域的外轮廓。之后向机器人的路径规划装置发送该外轮廓的坐标点，该坐标点以世界坐标系为基准。机器人的路径规划装置将坐标点映射到costmap坐标系，将映射后的各个坐标点围成的封闭区域确定为初始区域。
可选地，用户所执行的初始区域选择操作可以包括以下至少一种：选择坐标点和/或录制驾驶路径。示例地，请参考图4，图4为本发明实施例提供的一种控制模块的交互界面示意图，该交互界面a用于供用户选择边框点，并显示将边框点连接生成的封闭区域的外轮廓。该交互界面a还包括“重命名”对应的按键、“动作编辑”对应的按键、“编辑”对应的按键以及“删除”对应的按键。“删除”对应的按键用于根据用户的触摸操作删除确定的边框点。如图4所示，界面a显示有四个边框点0～3，边框点0～3连线生成封闭区域的外轮廓。
步骤202、当初始区域中的无障碍区域的面积处于面积范围内时，将初始区域确定为目标区域。
可选地，该面积范围可以包括大于面积阈值。这样可以保证目标区域的面积较小，使得在目标区域喷洒清洗剂后机器人能够及时清洁地面，避免了清洗剂在地面停留时间过长的情况发生，提高了机器人的清洁效果。
面积阈值可以为机器人能够容置的最大容量的清洗剂所能清洗的面积，例如面积阈值可以为25平方米(square meter，m2)、28或30等，本发明实施例对此不做限定。这样使得机器人无需添加清洗剂即可完成对初始区域的清洁，提高了机器人的清洁效率。
步骤203、当初始区域中的无障碍区域的面积未处于面积范围内时，将初始区域作为待分割区域，循环执行分割过程，直至满足分割结束条件。
请参考图5，图5为本发明实施例提供的一种分割过程的流程示意图，该分割过程可以包括以下步骤：
步骤2031、对待分割区域进行分割，得到多个子区域。
待分割区域通常是不规则的，可以将待分割区域进行规则化处理，得到多边形形状的待分割区域，以便于后续的分割。之后利用分割线对待分割区域进行分割，得到多个子区域。示例地，规则化处理可以包括聚类相近点，可以利用二分法将待分割区域分割为两个多边形的子区域(即利用一条分割线对待分割区域进行分割)。
其中，分割线的一个端点为待分割区域的最长边的中点，分割线的另一个端点为与最长边相对的顶点或者与最长边相对的边的中点。这样对最长边进行分割使得分割得到的子区域的形状不会长而窄，后续在机器人对子区域进行清洁时便于机器人行走转弯等。对于不能原地转弯的机器人(单轮车机器人和阿克曼机器人)，避免了由于其在长而窄的区域不易转弯行走而无法对部分区域进行清洁的情况发生。
示例地，可以根据待分割区域的边数确定分割点的另一个端点的位置。当待分割区域的边数为偶数时，分割点的另一个端点为最长边相对的边的中点；当待分割区域的边数为奇数时，分割点的另一个端点为与最长边相对的顶点。
请参考图6，图6为本发明实施例提供的一种分割过程示意图，图6示出了规则化处理后的待分割区域B1和B2。待分割区域B1包括边b11至b15五条边以及顶点b11′至b15′五个顶点。分割线b16的一个端点为待分割区域B1的最长边b11的中点，另一个端点为与边b11相对的顶点b13′。分割线b16将待分割区域B1分割为两个子区域。待分割区域B2包括边b21至b26六条边以及顶点b21′至b26′六个顶点。分割线b27的一个端点为待分割区域B2的最长边b21的中点，另一个端点为与边b21相对的边b24的中点。分割线b27将待分割区域B2分割为两个子区域。
步骤2032、将多个子区域中无障碍区域的面积未处于面积范围的子区域，作为待分割区域。
分割结束条件可以包括：分割得到的各个子区域中无障碍区域的面积均处于面积范围内，这样得到的所有子区域的面积均处于面积范围内。示例地，请参考图7，图7为本发明实施例提供的一种初始区域经分割后的示意图，初始区域C被分割为四个子区域C1至C4，该四个子区域的面积均处于面积范围内。
步骤204、将分割得到的任一子区域确定为目标区域。
可选地，可以将步骤203中分割得到的各个处于面积范围内的子区域存储在任务队列库中，之后从该任务队列中获取一个子区域作为目标区域。
由前述描述可知，本发明实施例中，目标区域的无障碍区域的面积处于面积范围，当面积范围包括大于面积阈值时，可以保证目标区域的面积较小，使得在目标区域喷洒清洗剂后机器人能够及时清洁地面，避免了清洗剂在地面停留时间过长的情况发生，提高了机器人的清洁效果。
步骤205、对初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径，其中，初始第一环形路径包括路径地图中目标区域的外轮廓，第一环形路径为机器人的行驶路径。
请参考图8，图8为本发明实施例提供的另一种初始第一环形路径对应的避障处理过程示意图，该初始第一环形路径对应的避障处理过程可以包括以下步骤：
步骤2051、判断初始第一环形路径上是否存在障碍。
由于存在障碍的栅格点的代价值非零，未存在障碍的栅格点代价值为零，因此可以遍历初始第一环形路径上的所有路径点的代价值，判断初始第一环形路径上是否存在代价值非零的路径点。当初始第一环形路径上存在代价值非零的路径点时，确定初始第一环形路径上存在障碍。当初始第一环形路径上不存在代价值非零的路径点时，确定初始第一环形路径上不存在障碍。
步骤2052、当初始第一环形路径上存在障碍时，将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径的代价值均确定为m，得到初始第一环形路径对应的障碍区域，m＞0。
膨胀半径可以为机器人的半径或者机器人中心与边缘的最大距离，本发明实施例对此不做限定。这样在将障碍物按照膨胀半径进行膨胀后，能够保证机器人在行驶时不会触碰到障碍，从而提高机器人的避障效果。示例地，m可以为254或255等，本发明实施例对此不做限定。
步骤2053、将目标区域内，无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径，第一环形路径属于目标区域内的无障碍区域，第一环形路径为机器人的行驶路径。
该第一环形路径上无障碍且与初始第一环形路径对应的障碍区域的间隔较小，机器人在按照第一环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，从而提高了机器人的清洁效果。
示例地，请参考图9，图9为本发明实施例提供的一种环形路径的示意图，图9示出了目标区域D、初始第一环形路径(即目标区域D的外轮廓)d1、初始第一环形路径d1上的障碍对应的区域d2(图中未标示)。初始第一环形路径d1上的障碍对应的区域包括障碍d21和障碍膨胀区域d22。初始第一环形路径d1和初始第一环形路径d1上的障碍对应的区域d2组成初始第一环形路径d1对应的障碍区域。
图9还示出了第一环形路径d3，第一环形路径d3属于目标区域D内的无障碍区域，且贴近初始第一环形路径d1和初始第一环形路径上的障碍对应的区域d2的边缘。
需要说明的是，当初始第一环形路径上不存在障碍时，可以直接将初始第一环形路径确定为第一环形路径。
本发明实施例中，在得到第一环形路径后，还可以直接生成第一环形路径围成的区域内的规划路径，该规划路径用于供机器人在第一环形路径围成的区域内行驶，以对第一环形路径围成的区域喷洒清洗剂以执行擦地过程。
步骤206、将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离，得到初始第二环形路径。
机器人在按照第一环形路径以及规划路径行驶以执行擦地过程时，需要喷洒清洗剂，在擦地过程中清洗剂的泡沫可能会外溢，该初始第二环形路径用于供机器人对外溢的泡沫进行擦洗以执行吸沫过程。
前述第一环形路径包括多个路径点，每个路径点具有切线，切线方向与各个路径点的排列顺序有关。示例地，请参考图10和图11，图10为本发明实施例提供的一种第一环形路径示意图，图11为本发明实施例提供的另一种第一环形路径示意图。图10以第一环形路径上各个路径点按照顺时针方向排列为例，此时各个路径点的切线方向如图10中的实线箭头所示。图11以第一环形路径上各个路径点按照逆时针方向排列为例，此时各个路径点的切线方向如图11中的实线箭头所示。
第一环形路径上的任一路径点对应的扩展方向与任一路径点的切线方向存在夹角且远离目标区域。示例地，可以确定每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离后的坐标点，之后将一系列坐标点连接组成初始第二环形路径。以下以两种情况为例对确定每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离后的坐标点的过程进行说明。
第一种情况：各个路径点按照顺时针方向排列，任一路径点平移后的坐标点可以利用如下方式计算得到：
v_x＝cos(close_path[i].yaw+θ)*offset_dis；
v_y＝sin(close_path[i].yaw+θ)*offset_dis；
x＝close_path[i].x+v_x；
y＝close_path[i].y+v_y；
第二种情况：各个路径点按照逆时针方向排列，任一路径点平移后的坐标点可以利用如下方式计算得到：
v_x＝cos(close_path[i].yaw－θ)*offset_dis；
v_y＝sin(close_path[i].yaw－θ)*offset_dis；
x＝close_path[i].x+v_x；
y＝close_path[i].y+v_y；
其中，v_x和v_y分别表示横纵坐标的改变量，close_path[i].yaw表示第i个路径点的切线方向的方向角度数，θ表示任一路径点对应的扩展方向与任一路径点的切线方向的夹角的度数，offset_dis表示平移的第一距离，x和y分别表示平移后的坐标点的横坐标和纵坐标。
可选地，任一路径点对应的扩展方向可以与该任一路径点的切线方向垂直。此时前述公式中的θ＝π/2，π＝180度。以θ＝π/2为例，如前述图10和图11所示，各个路径点的平移方向如图10和图11中的虚线箭头所示，虚线箭头与实线箭头的夹角为π/2。
该第一平移距离可以处于第一平移范围，第一平移范围可以包括[e1，e2]，e1可以包括清洗剂的泡沫外溢距离的1/2，e2可以包括机器人的半径或者机器人中心与边缘的最大距离，本发明实施例对此不做限定。
步骤207、将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径。
第三平移距离大于第二平移距离，机器人在按照第二环形路径行驶以执行擦地过程时，部分泡沫会外溢，该初始第三环形路径用于供机器人对外溢的泡沫进行进一步擦洗以执行洗地过程。
该过程可以参考前述步骤206，本发明实施例在此不做赘述。
步骤208、对初始第二环形路径执行对应的避障处理过程，得到第二环形路径。
其中，初始第二环形路径对应的避障处理过程包括：判断初始第二环形路径上是否存在障碍。当初始第二环形路径上存在障碍时，将初始第二环形路径上的障碍对应的区域以及初始第二环形路径，确定为初始第二环形路径对应的障碍区域。将初始第二环形路径围成的区域内，无障碍区域与初始第二环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第二环形路径。第二环形路径属于初始第二环形路径围成的区域内的无障碍区域，第二环形路径为机器人的行驶路径。
示例地，如前述图9所示，图9还示出了初始第二环形路径d4和第二环形路径d5，初始第一环形路径d1上的障碍对应的区域d2也为初始第二环形路径d4上的障碍对应的区域。第二环形路径d5属于初始第二环形路径d4围成的区域内的无障碍区域，且贴近初始第二环形路径d4和初始第二环形路径d4上的障碍对应的区域d2的边缘。
初始第二环形路径对应的避障处理过程可以参考前述初始第一环形路径对应的避障处理过程，本发明实施例在此不做赘述。需要说明的是，当初始第二环形路径上不存在障碍时，可以直接将初始第二环形路径确定为第二环形路径。
步骤209、对初始第三环形路径执行对应的避障处理过程，得到第三环形路径。
初始第三环形路径对应的避障处理过程包括：判断初始第三环形路径上是否存在障碍。当初始第三环形路径上存在障碍时，将初始第三环形路径上的障碍对应的区域以及初始第三环形路径，确定为初始第三环形路径对应的障碍区域。将初始第三环形路径围成的区域内，无障碍区域与初始第三环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第三环形路径。第三环形路径属于初始第三环形路径围成的区域内的无障碍区域，第三环形路径为所述机器人的行驶路径。
示例地，如前述图9所示，图9还示出了初始第三环形路径d6和第三环形路径d7，初始第一环形路径d1上的障碍对应的区域d2也为初始第三环形路径d6上的障碍对应的区域。第三环形路径d7属于初始第三环形路径d6围成的区域内的无障碍区域，且贴近初始第三环形路径d6和初始第三环形路径d6上的障碍对应的区域d2的边缘。
可选地，还可以将初始第三环形路径之外的一定范围也确定为初始第三环形路径对应的障碍区域。这样能够避免确定的第三环形路径位于初始第三环形路径围成的区域之外。
初始第三环形路径对应的避障处理过程可以参考前述初始第一环形路径对应的避障处理过程，本发明实施例在此不做赘述。需要说明的是，当初始第三环形路径上不存在障碍时，可以直接将初始第三环形路径确定为第二环形路径。
进一步地，在确定了规划路径、第一环形路径、第二环形路径以及第三环形路径后，还可以将各个路径上的路径点映射到世界坐标系，并对锯齿状的各个路径进行滤波平滑处理。
可选地，滤波平滑处理过程包括：对于前述确定的各个路径中的任一路径，确定该任一路径上的一个点作为起始点，之后从该任一路径上的第2个点开始遍历到该任一路径上倒数第2个点，得到第2个点至倒数第2个点中每个点的横坐标和纵坐标。再根据第2个点至倒数第2个点中每个点的横坐标和纵坐标，更新第n个点的横坐标和纵坐标，n≥2。可以先按照第2个点到倒数第2个点的方向遍历并更新每个点的横坐标和纵坐标，再按照倒数第2个点到第2个点的方向遍历并更新每个点的横坐标和纵坐标，完成滤波平滑处理。
示例地，可以按照以下公式更新第n个点的横坐标和纵坐标：第n个点更新后的横坐标为(x1+x2)*0.5－第n个点的横坐标；第n个点更新后的纵坐标为(y1+y2)*0.5－第n个点的纵坐标。其中第n个点属于第2个点至倒数第2个点，x1表示遍历方向中第n个点前一个点的横坐标，x2表示遍历方向中第n个点后一个点的横坐标。y1表示遍历方向中第n个点前一个点的纵坐标，y2表示遍历方向中第n个点后一个点的纵坐标。
在发明实施例中，清洁任务开始时即可确定所有目标区域的第一环形路径以及规划路径。之后在对任一目标区域执行清洁任务时，再确定该任一目标区域对应的第二环形路径和第三环形路径。由于初始区域的面积通常较大，障碍也会实时变化，因此在对任一目标区域执行清洁任务时，能够根据实时障碍确定该任一目标区域对应的第二环形路径和第三环形路径，提高了对障碍的变化做出路径变化的响应程度，能够保证第二环形路径和第三环形路径有效绕开障碍。
请参考图12和图13，图12为本发明实施例提供的一种用于机器人行驶的路径示意图，图13为本发明实施例提供的另一种用于机器人行驶的路径示意图。以下以图12和图13为例对本发明实施例中确定的路径进行说明。图12中以初始区域包括一个目标区域为例，图13中以初始区域包括四个目标区域为例。如图12所示，目标区域对应有规划路径f1、第一环形路径f2、第二环形路径f3以及第三环形路径f4。如图13所示，初始区域G包括四个目标区域G1至G4以及障碍对应的区域G5(包括图13中的白色圆形区域和黑色圆环区域)。当前正在对目标区域G1执行清洁任务，目标区域G1对应有规划路径g11、第一环形路径g12、第二环形路径g13以及第三环形路径g14。其他目标区域未开始执行清洁任务，因此仅对应有规划路径和第一环形路径。
可以由控制模块控制机器人执行清洁任务，控制模块可以基于用户的开始指令控制机器人开始执行清洁任务。示例地，存储模块存储有各个目标区域对应的路径，控制模块可以控制存储模块通过机器人操作***服务(Robot Operating System service，rosservice)将各个目标区域对应的路径发送至机器人决策层，以使机器人按照各个目标区域对应的路径执行清洁任务。
示例地，请参考图14，图14为本发明实施例提供的另一种控制模块的交互界面示意图，该交互界面a包括设置区域a1和显示区域a2。设置区域包括“定位状态”对应的按键、“手动初始化”对应的按键、“循环次数”对应的按键以及“定时设置”对应的按键。显示区域a2包括“地图名称”对应的显示区域、“任务类型”对应的显示区域、“任务名称”对应的显示区域以及“预计剩余时间”对应的显示区域。显示区域a2还包括“开始任务”对应的按键，用户通过操作“开始任务”对应的按键向控制模块发送执行清洁任务的指令。
机器人在执行清洁任务时，按照规划路径和第一环形路径喷洒清洗剂以及进行擦地以执行擦地过程，按照第二环形路径执行吸沫过程，按照第三环形路径执行洗地过程。可以通过导航算法进行各个路径之间的切换。
前述实施例以将第一环形路径进行平移得到初始第二环形路径和初始第三环形路径为例进行说明。在一种示例中，可以将初始第一环形路径进行平移得到初始第二环形路径和初始第三环形路径；在另一种示例中，可以先将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离，得到初始第二环形路径。对初始第二环形路径执行对应的避障处理过程，得到第二环形路径。再将第二环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径。在又一种示例中，可以先将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径。对初始第三环形路径执行对应的避障处理过程，得到第三环形路径。再将第三环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向的反方向平移第一距离，得到初始第二环形路径。本发明实施例对此不做限定。
综上所述，本发明实施例提供的机器人的路径规划方法，确定初始区域中的无障碍区域的面积，当初始区域中的无障碍区域的面积处于面积范围内时，将初始区域确定为目标区域，当初始区域中的无障碍区域的面积未处于面积范围内时，将初始区域作为待分割区域，循环执行分割过程，直至满足分割结束条件，再将分割得到的任一子区域确定为目标区域。该面积范围可以包括大于面积阈值。这样可以对初始区域进行合理分区，保证目标区域的面积较小，使得在目标区域喷洒清洗剂后机器人能够及时清洁地面，避免了清洗剂在地面停留时间过长而挥发氧化失去去污功效的情况发生，提高了机器人的清洁效果。
之后可以对包括路径地图中目标区域的外轮廓的初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径。该避障处理过程包括：判断初始第一环形路径上是否存在障碍，当初始第一环形路径上存在障碍时，将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径，确定为初始第一环形路径对应的障碍区域，之后将目标区域内无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径。该第一环形路径上无障碍且靠近初始第一环形路径对应的障碍区域的边缘，可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小。机器人在按照第一环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，最大程度地覆盖可清洁区域，从而提高了机器人的清洁效果。
进一步地，将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离，得到初始第二环形路径，并对初始第二环形路径执行对应的避障处理过程，得到第二环形路径。该第二环形路径上无障碍并靠近初始第二环形路径对应的障碍区域的边缘，可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小。机器人在按照第二环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，最大程度地覆盖可清洁区域，以及能够对机器人在按照第一环形路径进行清洁作业时外溢的泡沫进行擦洗，从而进一步提高了机器人的清洁效果。
将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径，并对初始第三环形路径执行对应的避障处理过程，得到第三环形路径。该第三环形路径上无障碍并靠近初始第三环形路径对应的障碍区域的边缘，可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小。机器人在按照第三环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，最大程度地覆盖可清洁区域，以及能够对机器人在按照第二环形路径进行清洁作业时带出的泡沫进行洗地，从而进一步提高了机器人的清洁效果。
上述实施例提供的方法的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，例如步骤206和步骤208可以不执行，或者步骤207和步骤209可以不执行。本发明实施例对此不做限定。
可选地，上述实施例中是以机器人的路径规划装置执行机器人的路径规划方法为例进行说明的。在一种示例中，该机器人的路径规划方法中的不同步骤可以由不同的模块来执行。该不同的模块可以位于一个装置中，也可以位于不同的装置中。本发明实施例对执行机器人的路径规划方法的装置不做限定。例如控制模块和存储模块等可以位于一个装置中，也可以位于不同的装置中。当不同的模块均位于计算机设备中时，计算机设备需要将确定的目标区域对应的各个路径发送至机器人。
本发明实施例提供了一种机器人的路径规划装置，图15为本发明实施例提供的一种机器人的路径规划装置的框图，该机器人的路径规划装置30包括：
第一避障处理模块301，用于对初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径，其中，初始第一环形路径包括路径地图中目标区域的外轮廓。
请参考图16，图16为本发明实施例提供的一种第一避障处理模块的框图，该第一避障处理模块301，包括：
判断单元3011，用于判断初始第一环形路径上是否存在障碍。
第一确定单元3012，用于当初始第一环形路径上存在障碍时，将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径，确定为初始第一环形路径对应的障碍区域。
第二确定单元3013，用于将目标区域内，无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径，第一环形路径属于目标区域内的无障碍区域，第一环形路径为机器人的行驶路径。
综上所述，本发明实施例提供的机器人的路径规划装置，通过第一避障处理模块对包括路径地图中目标区域的外轮廓的初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径。通过判断单元判断初始第一环形路径上是否存在障碍，通过第一确定单元当初始第一环形路径上存在障碍时，将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径，确定为初始第一环形路径对应的障碍区域，之后通过第二确定单元将目标区域内无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径。该第一环形路径上无障碍且靠近初始第一环形路径对应的障碍区域的边缘，可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小。机器人在按照第一环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，从而提高了机器人的清洁效果。
可选地，请参考图17，图17为本发明实施例提供的另一种机器人的路径规划装置的框图，在图15的基础上，该机器人的路径规划装置30还包括：
第一确定模块302，用于确定初始区域中的无障碍区域的面积。
第二确定模块303，用于当初始区域中的无障碍区域的面积处于面积范围内时，将初始区域确定为目标区域。
分割模块304，用于当初始区域中的无障碍区域的面积未处于面积范围内时，将初始区域作为待分割区域，循环执行分割过程，直至满足分割结束条件。
第三确定模块305，用于将分割得到的任一子区域确定为目标区域。
请参考图18，图18为本发明实施例提供的一种分割模块的框图，该分割模块304，包括：
分割单元3041，用于对待分割区域进行分割，得到多个子区域。
第三确定单元3042，用于将多个子区域中无障碍区域的面积未处于面积范围的子区域，作为待分割区域。
分割结束条件包括：分割得到的各个子区域中无障碍区域的面积均处于面积范围内。
可选地，分割单元3041，用于：
将待分割区域进行规则化处理，得到多边形形状的待分割区域。
利用分割线对待分割区域进行分割，得到多个子区域。
其中，分割线的一个端点为待分割区域的最长边的中点，分割线的另一个端点为与最长边相对的顶点或者与最长边相对的边的中点。
可选地，第一环形路径包括多个路径点，请参考图19，图19为本发明实施例提供的再一种机器人的路径规划装置的框图，在图15的基础上，该机器人的路径规划装置30还包括：
平移模块306，用于将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离，得到初始第二环形路径。
和/或，将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径。
其中，第一环形路径上的任一路径点对应的扩展方向与任一路径点的切线方向存在夹角且远离目标区域。
可选地，请参考图20，图20为本发明实施例提供的又一种机器人的路径规划装置的框图，在图19的基础上，该机器人的路径规划装置30还包括：
第二避障处理模块307，用于当得到初始第二环形路径时，对初始第二环形路径执行对应的避障处理过程，得到第二环形路径。
第三避障处理模块308，用于当得到初始第三环形路径时，对初始第三环形路径执行对应的避障处理过程，得到第三环形路径。
其中，第二避障处理模块307，用于：
判断初始第二环形路径上是否存在障碍。
当初始第二环形路径上存在障碍时，将初始第二环形路径上的障碍对应的区域以及初始第二环形路径，确定为初始第二环形路径对应的障碍区域。
将初始第二环形路径围成的区域内，无障碍区域与初始第二环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第二环形路径；第二环形路径属于初始第二环形路径围成的区域内的无障碍区域，第二环形路径为机器人的行驶路径。
第三避障处理模块308，用于：
判断初始第三环形路径上是否存在障碍。
当初始第三环形路径上存在障碍时，将初始第三环形路径上的障碍对应的区域以及初始第三环形路径，确定为初始第三环形路径对应的障碍区域。
将初始第三环形路径围成的区域内，无障碍区域与初始第三环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第三环形路径；第三环形路径属于初始第三环形路径围成的区域内的无障碍区域，第三环形路径为机器人的行驶路径。
可选地，初始第一环形路径包括多个路径点，判断单元3011，用于：
判断初始第一环形路径上是否存在代价值非零的路径点。
当初始第一环形路径上存在代价值非零的路径点时，确定初始第一环形路径上存在障碍。
当初始第一环形路径上不存在代价值非零的路径点时，确定初始第一环形路径上不存在障碍。
可选地，无障碍区域的代价值为0，第一确定单元3012，用于：
将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径的代价值均确定为m，得到初始第一环形路径对应的障碍区域，m＞0。
综上所述，本发明实施例提供的机器人的路径规划装置，通过第一确定模块确定初始区域中的无障碍区域的面积，通过第二确定模块当初始区域中的无障碍区域的面积处于面积范围内时，将初始区域确定为目标区域，通过分割模块当初始区域中的无障碍区域的面积未处于面积范围内时，将初始区域作为待分割区域，循环执行分割过程，直至满足分割结束条件，再通过第三确定模块将分割得到的任一子区域确定为目标区域。该面积范围可以包括大于面积阈值。这样可以对初始区域进行合理分区，保证目标区域的面积较小，使得在目标区域喷洒清洗剂后机器人能够及时清洁地面，避免了清洗剂在地面停留时间过长而挥发氧化失去去污功效的情况发生，提高了机器人的清洁效果。
之后可以通过第一避障处理模块对包括路径地图中目标区域的外轮廓的初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径。通过判断单元判断初始第一环形路径上是否存在障碍，通过第一确定单元当初始第一环形路径上存在障碍时，将初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及初始第一环形路径，确定为初始第一环形路径对应的障碍区域，之后通过第二确定单元将目标区域内无障碍区域与初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径。该第一环形路径上无障碍且靠近初始第一环形路径对应的障碍区域的边缘，可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小。机器人在按照第一环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，最大程度地覆盖可清洁区域，从而提高了机器人的清洁效果。
进一步地，通过平移模块将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离，得到初始第二环形路径，并通过第二避障处理模块对初始第二环形路径执行对应的避障处理过程，得到第二环形路径。该第二环形路径上无障碍并靠近初始第二环形路径对应的障碍区域的边缘，可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小。机器人在按照第二环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，最大程度地覆盖可清洁区域，以及能够对机器人在按照第一环形路径进行清洁作业时外溢的泡沫进行擦洗，从而进一步提高了机器人的清洁效果。
通过平移模块将第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径，并通过第三避障处理模块对初始第三环形路径执行对应的避障处理过程，得到第三环形路径。该第三环形路径上无障碍并靠近初始第三环形路径对应的障碍区域的边缘，可以有效避开障碍且与障碍的间隔较小。机器人在按照第三环形路径行驶时，在有效绕开障碍物的同时能够对障碍物的边缘区域进行清洁，最大程度地覆盖可清洁区域，以及能够对机器人在按照第二环形路径进行清洁作业时带出的泡沫进行洗地，从而进一步提高了机器人的清洁效果。
本发明实施例提供的机器人的路径规划装置可执行上述实施例中的机器人的路径规划方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
本发明实施例提供了一种机器人，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现本发明实施例提供的机器人的路径规划方法。
图21为本发明实施例提供的一种机器人的结构图，该机器人可以是但不限于智能机器人，当机器人为智能机器人时，不限定其类型，例如可以是清洁机器人、医疗机器人、安防机器人或助残机器人等。如图21所示，该机器人包括处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43；机器人中处理器40的数量可以是一个或多个，图21中以一个处理器40为例；机器人中的处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43可以通过总线或其他方式连接，图21中以通过总线连接为例。
存储器41作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的机器人的路径规划方法对应的程序指令/模块(例如，机器人的路径规划装置30中的第一避障处理模块301)。处理器40通过运行存储在存储器41中的软件程序、指令以及模块，从而执行机器人的各种功能应用以及规划机器人的路径，即实现上述任一所述的机器人的路径规划方法。
存储器41可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器41可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器41可进一步包括相对于处理器40远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至机器人。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置42可用于接收输入的数字或字符信息(例如初始第一环形路径)，以及产生与机器人的分析人员设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置43可包括显示屏等显示设备、扬声器以及蜂鸣器等音频设备。
本发明实施例提供的机器人与上述实施例提供的机器人的路径规划方法属于同一构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例具备执行机器人的路径规划方法相同的有益效果。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的任一所述的机器人的路径规划方法。
图22为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质与处理器的交互示意图。计算机可读存储介质51上存储有计算机程序510，计算机程序510被处理器52执行时用于执行一种机器人的路径规划方法，该方法可以包括：
对初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径，其中，所述初始第一环形路径包括路径地图中目标区域的外轮廓；
所述初始第一环形路径对应的避障处理过程包括：判断所述初始第一环形路径上是否存在障碍；
当所述初始第一环形路径上存在障碍时，将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径，确定为所述初始第一环形路径对应的障碍区域；
将所述目标区域内，无障碍区域与所述初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径，所述第一环形路径属于所述目标区域内的无障碍区域，所述第一环形路径为所述机器人的行驶路径。
可选地，计算机程序510被处理器52执行时还可以用于执行本发明任意实施例所提供的机器人的路径规划方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质51，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质51例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质51的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质51可以是任何包含或存储程序的有形介质，计算机程序510可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于：电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、无线电频率(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
在本发明实施例中，“至少一个”指一个或多个，“多个”指两个或两个以上，“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。除非另有明确的限定。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种机器人的路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：
对初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径，其中，所述初始第一环形路径包括路径地图中目标区域的外轮廓；
所述初始第一环形路径对应的避障处理过程包括：判断所述初始第一环形路径上是否存在障碍；
当所述初始第一环形路径上存在障碍时，将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径，确定为所述初始第一环形路径对应的障碍区域；
将所述目标区域内，无障碍区域与所述初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径，所述第一环形路径属于所述目标区域内的无障碍区域，所述第一环形路径为所述机器人的行驶路径；
确定初始区域中的无障碍区域的面积；
当所述初始区域中的无障碍区域的面积处于面积范围内时，将所述初始区域确定为所述目标区域，其中，处于面积范围内指所述初始区域中的无障碍区域的面积大于面积阈值，面积阈值为机器人能够容置的最大容量的清洗剂所能清洗的面积；
当所述初始区域中的无障碍区域的面积未处于所述面积范围内时，将所述初始区域作为待分割区域，循环执行分割过程，直至满足分割结束条件；
所述第一环形路径包括多个路径点，所述方法还包括：
将所述第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离，得到初始第二环形路径，其中，所述第一环形路径上的任一路径点对应的扩展方向与所述任一路径点的切线方向存在夹角且远离所述目标区域；
和，将所述第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径；
当得到所述初始第二环形路径时，对所述初始第二环形路径执行对应的避障处理过程，得到第二环形路径；
当得到所述初始第三环形路径时，对所述初始第三环形路径执行对应的避障处理过程，得到第三环形路径；
其中，机器人在执行清洁任务时，按照规划路径和所述第一环形路径喷洒清洗剂以及进行擦地以执行擦地过程，按照所述第二环形路径执行吸沫过程，按照所述第三环形路径执行洗地过程；
其中，所述分割过程包括：对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域；
将所述多个子区域中无障碍区域的面积未处于所述面积范围的子区域，作为所述待分割区域；
其中，所述对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域，包括：
将所述待分割区域进行规则化处理，得到多边形形状的待分割区域，其中，所述规则化处理包括聚类相近点；
利用分割线对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域；
其中，所述分割线的一个端点为所述待分割区域的最长边的中点，所述分割线的另一个端点为与所述最长边相对的顶点或者与所述最长边相对的边的中点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将分割得到的任一子区域确定为所述目标区域；
所述分割结束条件包括：分割得到的各个子区域中无障碍区域的面积均处于所述面积范围内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始第二环形路径对应的避障处理过程包括：判断所述初始第二环形路径上是否存在障碍；
当所述初始第二环形路径上存在障碍时，将所述初始第二环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第二环形路径，确定为所述初始第二环形路径对应的障碍区域；
将所述初始第二环形路径围成的区域内，无障碍区域与所述初始第二环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第二环形路径；所述第二环形路径属于所述初始第二环形路径围成的区域内的无障碍区域，所述第二环形路径为所述机器人的行驶路径；
所述初始第三环形路径对应的避障处理过程包括：判断所述初始第三环形路径上是否存在障碍；
当所述初始第三环形路径上存在障碍时，将所述初始第三环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第三环形路径，确定为所述初始第三环形路径对应的障碍区域；
将所述初始第三环形路径围成的区域内，无障碍区域与所述初始第三环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第三环形路径；所述第三环形路径属于所述初始第三环形路径围成的区域内的无障碍区域，所述第三环形路径为所述机器人的行驶路径。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始第一环形路径包括多个路径点，所述判断所述初始第一环形路径上是否存在障碍，包括：
判断所述初始第一环形路径上是否存在代价值非零的路径点；
当所述初始第一环形路径上存在代价值非零的路径点时，确定所述初始第一环形路径上存在障碍；
当所述初始第一环形路径上不存在代价值非零的路径点时，确定所述初始第一环形路径上不存在障碍。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述无障碍区域的代价值为0，所述将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径，确定为所述初始第一环形路径对应的障碍区域，包括：
将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径的代价值均确定为m，得到所述初始第一环形路径对应的障碍区域，m＞0。
6.一种机器人的路径规划装置，其特征在于，所述装置包括：
避障处理模块，用于对初始第一环形路径执行对应的避障处理过程，得到第一环形路径，其中，所述初始第一环形路径包括路径地图中目标区域的外轮廓；
所述避障处理模块，包括：
判断单元，用于判断所述初始第一环形路径上是否存在障碍；
第一确定单元，用于当所述初始第一环形路径上存在障碍时，将所述初始第一环形路径上的障碍对应的区域以及所述初始第一环形路径，确定为所述初始第一环形路径对应的障碍区域；
第二确定单元，用于将所述目标区域内，无障碍区域与所述初始第一环形路径对应的障碍区域的分界线确定为第一环形路径，所述第一环形路径为所述机器人的行驶路径；
第一确定模块，用于确定初始区域中的无障碍区域的面积；
第二确定模块，用于当初始区域中的无障碍区域的面积处于面积范围内时，将初始区域确定为目标区域，其中，处于面积范围内指所述初始区域中的无障碍区域的面积小于面积阈值，面积阈值为机器人能够容置的最大容量的清洗剂所能清洗的面积；
分割模块，用于当初始区域中的无障碍区域的面积未处于面积范围内时，将初始区域作为待分割区域，循环执行分割过程，直至满足分割结束条件；
所述第一环形路径包括多个路径点，所述装置还包括：
平移模块，用于将所述第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第一距离，得到初始第二环形路径，其中，所述第一环形路径上的任一路径点对应的扩展方向与所述任一路径点的切线方向存在夹角且远离所述目标区域；
和，将所述第一环形路径上的每个路径点按照对应的扩展方向平移第二距离，得到初始第三环形路径；
第二避障处理模块，用于当得到所述初始第二环形路径时，对所述初始第二环形路径执行对应的避障处理过程，得到第二环形路径；
第三避障处理模块，用于当得到所述初始第三环形路径时，对所述初始第三环形路径执行对应的避障处理过程，得到第三环形路径；
其中，机器人在执行清洁任务时，按照规划路径和所述第一环形路径喷洒清洗剂以及进行擦地以执行擦地过程，按照所述第二环形路径执行吸沫过程，按照所述第三环形路径执行洗地过程；
其中，所述分割模块，包括：
分割单元，用于对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域；
第三确定单元，用于将所述多个子区域中无障碍区域的面积未处于所述面积范围的子区域，作为所述待分割区域；
其中，所述分割单元，用于：
将所述待分割区域进行规则化处理，得到多边形形状的待分割区域，其中，所述规则化处理包括聚类相近点；
利用分割线对所述待分割区域进行分割，得到多个子区域；
其中，所述分割线的一个端点为所述待分割区域的最长边的中点，所述分割线的另一个端点为与所述最长边相对的顶点或者与所述最长边相对的边的中点。
7.一种机器人，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5任一所述的机器人的路径规划方法。
8.一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，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一所述的机器人的路径规划方法。
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