CN105115490A - 一种确定室内可活动区域的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种确定室内可活动区域的方法及装置，包括：确定室内范围；在所述室内范围内选取若干个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点处测得的可活动区域；根据所述每个测绘点处测得的可活动区域，确定室内可活动区域。由于本申请实施例中在室内范围内的各个测绘点进行360度扫描，根据每个测绘点测得的可活动区域，即可确定出室内可活动区域，无需机器人贴墙行进中不断发射红外线或超声波来检测，效率较高，并且由于本申请实施例不是依靠贴墙行走检测，而是依靠各个测绘点的360度扫描，因此本申请实施例对于不贴墙的物体也能正确的检测到，确保室内可活动区域的准确性较高。

Description

一种确定室内可活动区域的方法及装置

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种确定室内可活动区域的方法及装置。

背景技术

目前，随着智能技术的发展，机器人已经较为普遍的走进了家庭生活中，例如：扫地机器人、擦地机器人等等。

现有机器人大多是采用红外或超声波等探测方式，按照机器人本身的路线算法或贴墙走一周，通过在行进中不断发射红外线或超声波，并接收墙面或物体反射波，来确保机器人本身不撞墙，在行进中不断修正以得到房间大体轮廓。

然后，现有的方式由于需要在行进中不断发射红外线或超声波并接收墙面或物体反射波，耗时较长、效率较低，而且准确性不高，对房间中心不贴墙的物体通常无法正确检测。

现有技术不足在于：

现有机器人探测房间内轮廓所需时间较长，且准确性较低。

发明内容

本申请实施例提出了一种确定室内可活动区域的方法及装置，以解决现有技术中机器人探测房间内轮廓所需时间较长，且准确性较低的技术问题。

本申请实施例提供了一种确定室内可活动区域的方法，包括如下步骤：

确定室内范围；

在所述室内范围内选取若干个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点处测得的可活动区域；

根据所述每个测绘点处测得的可活动区域，确定室内可活动区域。

本申请实施例提供了一种确定室内可活动区域的装置，包括：

第一确定模块，用于确定室内范围；

测绘模块，用于在所述室内范围内选取若干个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点处测得的可活动区域；

第二确定模块，用于根据所述每个测绘点处测得的可活动区域，确定室内可活动区域。

有益效果如下：

本申请实施例所提供的确定室内可活动区域的方法及装置，首先确定室内范围，在室内范围内选取若干个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点处测得的可活动区域，根据每个测绘点处测得的可活动区域，即可确定室内可活动区域，由于本申请实施例中在室内范围内的各个测绘点进行360度扫描，根据每个测绘点处测得的可活动区域确定室内可活动区域，无需机器人贴墙行进中不断发射红外线或超声波来检测，效率较高，并且由于本申请实施例不是依靠贴墙行走检测，而是依靠各个测绘点的360度扫描，因此本申请实施例对于不贴墙的物体也能正确的检测到，确保室内可活动区域的准确性较高。

附图说明

下面将参照附图描述本申请的具体实施例，其中：

图1示出了本申请实施例中确定室内可活动区域的方法实施的流程示意图；

图2示出了本申请实施例中在室内任意点进行扫描的示意图；

图3示出了本申请实施例中确定室内范围的示意图；

图4示出了本申请实施例中房间内摆设的平面示意图；

图5示出了本申请实施例中房间内各点所在位置示意图；

图6示出了本申请实施例中B点激光测距的轮廓示意图；

图7示出了本申请实施例中A点和B点所测轮廓的叠加示意图；

图8示出了本申请实施例中确定室内可活动区域的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

针对现有技术的不足，本申请实施例提出了一种确定室内可活动区域的方法及装置，下面进行说明。

图1示出了本申请实施例中确定室内可活动区域的方法实施的流程示意图，如图所示，所述确定室内可活动区域的方法可以包括如下步骤：

步骤101、确定室内范围；

步骤102、在所述室内范围内选取若干个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点处测得的可活动区域；

步骤103、根据所述每个测绘点处测得的可活动区域，确定室内可活动区域。

本申请实施例首先确定室内范围，室内范围可以为房间的整体轮廓，也即由墙面、玻璃等遮挡物围起来的空间。在室内范围内，可能有较多的摆放物品，导致室内可活动区域一般会小于室内范围，为避免碰撞墙壁或物品，机器人一般是在室内可活动区域进行清洁、打扫等工作。例如：在家居生活的房间内，房间本来的面积为18平，房间内可能放置有床、柜子等家具，这些家具占据了一定的面积，因此，房间的可活动区域则为去掉这些家具所在位置的部分，也即机器人的行走范围。

本申请实施例所提供的方法，考虑到室内范围内可能存在一些贴墙或不贴墙的物体，因此，在室内范围内选取若干个测绘点，机器人可以移动到每个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描。在具体实施中，可以利用现有技术中的激光测距、红外线测距、超声波测距等方式进行扫描，本申请对扫描的具体过程在此不做赘述。

机器人移动到每个测绘点去扫描时，可以首先在当前位置进行360激光测距等扫描初步判断自身所在位置以及自身与测绘点的位置关系，然后可以朝向某个测绘点行进，在行进过程中可以根据转向和行走距离等参数，实时确定自身与测绘点的位置关系，从而最终可以移动到指定地点(也即测绘点)。如果因为某些原因产生了误差，可以随即在当前位置进行360度测距，再次确定自身所在位置、自身与测绘点的位置关系。

在每个测绘点进行360扫描，得到每个测绘点测得的可活动区域，每个测绘点测得的可活动区域之间可能存在重叠部分、也可能存在一个测绘点测到而另一个测绘点没有测到的部分。本申请实施例中认为每一个测绘点可以测到的区域都在室内可活动区域之内，从而最终确定室内可活动区域。

本申请实施例在确定室内范围后，通过在所述室内范围内选取若干个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描得到每个测绘点处测得的可活动区域，从而最终得到室内可活动区域。由于本申请实施例所提供的方法，只需要在选取的测绘点处进行360度扫描即可确定室内可活动区域，无需贴墙或其他算法绕房间行进并不断发射红外线等持续检测，检测的时间较短、效率较高，可以很快的确定出室内可活动区域，极大的节省了时间。

另外，由于本申请实施例所提供的方法，是利用若干个测绘点360度扫描，根据每个测绘点测得的可活动区域来确定室内可活动区域，并不是贴墙走或按一定规则行走等方式(这些方式只能检测走过的区域，且目前一般只能贴障碍物的边缘行走)，可以有效的检测出室内放置的物品所在位置(也即所有测绘点均不能测到的区域)，相比现有技术准确性更高。在得到准确度很高的室内可活动区域后，后续可以据此规划处完美的遍历/行走路线。

除此之外，由于本申请实施例得到了室内可活动区域的精确轮廓，机器人在任意当前位置进行360度测距后，将360度测距得到的数据与所述室内可活动区域的精确轮廓进行重合对比，即可得到自身在室内可活动区域的精确位置。也即，机器人可以在任意时刻确定自身在房间中的精确位置。

实施中，所述确定室内范围，具体可以为：在室内任意点进行360度扫描，将得到的轮廓中横向相距最远的两条平行线与纵向相距最远的两条平行线所围成的矩形确定为室内范围。

在具体实施中，机器人可以在室内的任意点进行360度激光测距，扫描得到具有一定形状的轮廓，图2示出了本申请实施例中在室内任意点进行扫描的示意图，如图所示，虚线所表示的轮廓即为在A点进行360度激光测距后的结果。

得到上述轮廓后，本申请实施例将该轮廓中横向相距最远的两条平行线与纵向相距最远的两条平行线所围成的矩形确定为室内范围，图3示出了本申请实施例中确定室内范围的示意图，如图所示，横向相距最远的两条平行线MP、NQ与纵向相距最远的两条平行线MN、PQ所围成的矩形MNQP，则为本申请实施例所确定的室内范围。

本申请实施例通过上述方式确定室内范围，可以测绘得到房间的最大面积，从而可以为后续可活动区域测绘提供良好的支撑，避免由于室内范围确定不准确导致测绘点选取不当，进而导致室内可活动区域的检测结果不准确。

实施中，所述在所述室内范围内选取若干个测绘点，具体可以为：在所述室内范围内，以所述室内范围的中点为中心，选取若干个等距测绘点。

本申请实施例在选取测绘点时，可以以上述确定的室内范围的中点为中心，选取若干个等距的测绘点。如果室内范围为矩形、正方形，则可以以对角线的交点作为中心；如果室内范围为圆形，则可以以圆心为中心；其他形状同理。

本申请实施例通过以室内范围的中点为中心，选取等距测绘点，可以使得测绘点的设置更加合理，确保后续在每个测绘点进行扫描时，可以合理、准确的扫描到室内所有可以被扫描到的地方。

实施中，所述测绘点可以不少于4个，每两个测绘点之间的间距可以不小于所述室内范围宽度的1/3。

在具体实施中，考虑到目前一般的室内建筑大多为正方形、长方形等四边形，因此，本申请实施例中测绘点可以设置为不少于4个。每两个测绘点之间的间距可以不小于室内范围宽度的1/3，以避免由于测绘点之间过于接近导致测得的区域重叠较多、而室内其他区域却没有被扫描到的情况。

实施中，所述根据所述每个测绘点处测得的可活动区域，确定室内可活动区域，具体可以为：

将所述每个测绘点处测得的可活动区域进行叠加，得到室内物品摆放位置；所述室内物品摆放位置为所有测绘点均没有测到的室内区域；

所述室内可活动区域为去掉所述室内物品摆放位置的室内区域。

在具体实施中，每个测绘点处测得的可活动区域可以为不同形状的多边形，当这些多边形进行叠加时，可能出现部分区域是重叠的，有些区域可能是1个或几个测绘点测到的，这些所有测绘点测得的区域总体即可认为是室内可活动区域，而在室内范围内所有测绘点均没有测到的区域则认为是摆放有物品的位置，对于机器人来说可能为障碍物，相应的，去掉所有室内物品摆放位置后的区域也可以认为是室内可活动区域。

为了便于本申请的实施，下面以实例进行说明。

图4示出了本申请实施例中房间内摆设的平面示意图，如图所示，假设房间内包括电视柜和沙发。

本申请实施例可以首先在当前房间内任意一点进行360度激光扫描，从而可以得到一个轮廓，同时还可以得到机器人自身在该轮廓中的位置。如图4所示，图中虚线框为在点A处进行360度激光扫描测绘得到的房间轮廓。

将得到的轮廓中横向相距最远的两条平行线与纵向相距最远的两条平行线围起来的矩形，初步判定为房间的墙壁或者实际可活动区域。

将上述初步判定的可活动区域的中点暂时作为房间的中心点，并以此点为中心，选取若干个等距测绘点。一般情况下，测绘点的数量可以不少于4个，两个测绘点的间距可以不少于预判可活动区域宽度的1/3。

图5示出了本申请实施例中房间内各点所在位置示意图，如图所示，假设房间的中心为图5黑点所示位置，点A、B、C、D分别为距离房间中心等距的4个测绘点。

根据机器人的自身位置以及测距得到的绝对距离和角度，机器人可以依次移动到上述4个测绘点上。在具体实施中，如果直线无法到达下一个点，则可以按照贴边移动法或者其他算法移动到所述下一个测绘点；如果最终依然没有办法移动到所述下一个测绘点，则选取离该测绘点最近的点作为替代测绘点。

机器人可以在各个测绘点依次进行360度激光测距，得到各个测绘点上测得的距离信息。

例如：机器人从A点移动到B点，在B点进行360度激光测距，图6示出了本申请实施例中B点激光测距的轮廓示意图。机器人可以再从B点移动到C点、D点分别进行360度激光测距，本申请未以图示。

将这4个点的测绘数据叠加，得到以下几种类型：

1)重叠部分，为两个点或者更多点都可以看到的区域；

2)有数据但没有重叠的部分，为只在1个点可以看到的区域；

3)完全没有包含的部分，为房间内摆放物体的区域。

图7示出了本申请实施例中A点和B点所测轮廓的叠加示意图，如图所示，以房间上半部分为例进行说明，电视柜与沙发中间的八边形为重叠部分，也即在A点和B点都能看到的区域；电视柜两侧的三角区域为有数据但没有重叠的部分，也即在A点或B点才能看到的区域；而电视柜所在的区域则为完全没有包含的部分，从而可以确定该区域摆放有物体(障碍物)。

再进一步分别在C点和D点进行360度激光测距后，可以得到4个点都没有包含的部分为电视柜和沙发所在区域，据此，机器人可以确定这两个位置为物品摆放位置(存在障碍物)，不能碰撞或通过，只能绕行。

综上，叠加取测绘的最大面积，即可得到房间相对准确的轮廓和物品摆放数据。在具体实施中，精确度的高低取决于测绘点的多少、测绘点的间距以及房间的复杂程度。

机器人可以根据自身的转向和行进距离等确定自身任意时刻在房间中的位置，即便因某些情况产生了误差，也可以在任意当前位置进行360度环形测距，根据新数据和之前预判出的房间轮廓进行重合对比，即可得到当前自身的精确位置。

在得到上述精确数据后，机器人即可按照自身算法对房间进行遍历，打扫卫生等，确保机器人不会撞到墙壁。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种确定室内可活动区域的装置，由于这些设备解决问题的原理与一种确定室内可活动区域的方法相似，因此这些设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图8示出了本申请实施例中确定室内可活动区域的装置的结构示意图，如图所示，所述确定室内可活动区域的装置可以包括：

第一确定模块801，用于确定室内范围；

测绘模块802，用于在所述室内范围内选取若干个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点测得的可活动区域；

第二确定模块803，用于根据所述每个测绘点测得的可活动区域，确定室内可活动区域。

实施中，所述第一确定模块具体用于在室内任意点进行360度扫描，将得到的轮廓中横向相距最远的两条平行线与纵向相距最远的两条平行线所围成的矩形确定为室内范围。

实施中，所述测绘模块具体用于在所述室内范围内，以所述室内范围的中点为中心，选取若干个等距测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点测得的可活动区域。

实施中，所述测绘模块选取的测绘点不少于4个，每两个测绘点之间的间距不小于所述室内范围宽度的1/3。

实施中，所述第二确定模块具体用于将所述每个测绘点测得的可活动区域进行叠加，得到室内物品摆放位置；所述室内物品摆放位置为所有测绘点均没有测到的室内区域，所述室内可活动区域为去掉所述室内物品摆放位置的室内区域。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

Claims (10)

1.一种确定室内可活动区域的方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定室内范围；

在所述室内范围内选取若干个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点处测得的可活动区域；

根据所述每个测绘点处测得的可活动区域，确定室内可活动区域。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定室内范围，具体为：在室内任意点进行360度扫描，将得到的轮廓中横向相距最远的两条平行线与纵向相距最远的两条平行线所围成的矩形确定为室内范围。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述室内范围内选取若干个测绘点，具体为：在所述室内范围内，以所述室内范围的中点为中心，选取若干个等距测绘点。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测绘点不少于4个，每两个测绘点之间的间距不小于所述室内范围宽度的1/3。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个测绘点处测得的可活动区域，确定室内可活动区域，具体为：

将所述每个测绘点处测得的可活动区域进行叠加，得到室内物品摆放位置；所述室内物品摆放位置为所有测绘点均没有测到的室内区域；

所述室内可活动区域为去掉所述室内物品摆放位置的室内区域。

6.一种确定室内可活动区域的装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定室内范围；

测绘模块，用于在所述室内范围内选取若干个测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点处测得的可活动区域；

第二确定模块，用于根据所述每个测绘点处测得的可活动区域，确定室内可活动区域。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于在室内任意点进行360度扫描，将得到的轮廓中横向相距最远的两条平行线与纵向相距最远的两条平行线所围成的矩形确定为室内范围。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述测绘模块具体用于在所述室内范围内，以所述室内范围的中点为中心，选取若干个等距测绘点，在每个测绘点进行360度扫描，得到每个测绘点处测得的可活动区域。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述测绘模块选取的测绘点不少于4个，每两个测绘点之间的间距不小于所述室内范围宽度的1/3。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块具体用于将所述每个测绘点处测得的可活动区域进行叠加，得到室内物品摆放位置；所述室内物品摆放位置为所有测绘点均没有测到的室内区域，所述室内可活动区域为去掉所述室内物品摆放位置的室内区域。