扫地机器人作业路线的规划方法、装置和芯片与流程

本发明涉及智能机器人技术领域，具体而言，本发明涉及一种扫地机器人作业路线的规划方法、装置和芯片。

背景技术：

随着科技发展，越来越多的用户开始使用扫地机器人对生活区域或者工作区域进行清理，这在很大程度上减少了人力投入，在节约用户时间的基础上，保证了生活或工作环境的清洁卫生。现有技术中，当使用扫地机器人时，往往需要手动标记障碍物，或通过在扫地机器人上安装相应的传感器以实时识别障碍物，从而避免扫地机器人在作业的过程中因碰到障碍物而导致扫地机器人受损。其中，当采取通过手动标记障碍物时，由于作业区域内的部分障碍物的位置是不固定的，若障碍物的位置改变，则需要重新标记障碍物，使用较为不便。而通过在扫地机器人上安装传感器以实时识别障碍物的方式，则可能存在无法及时识别的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种扫地机器人作业路线的规划方法、装置和芯片，通过确定目标区域的三维图像，获取障碍物的分布信息和高度信息，从而便于规划扫地机器人的作业路线。具体技术方案如下：

一种扫地机器人作业路线的规划方法，包括：在目标区域内选取预设点为坐标原点建立坐标系，在扫地机器人移动的过程中按照预设高度对目标区域进行立体扫描，同时记录扫地机器人的移动轨迹；其中，所述坐标原点为所述目标区域内地面的中心点或所述目标区域边界上的一个端点；结合扫地机器人移动轨迹与所述坐标原点的映射关系，根据立体扫描结果生成与目标区域关联的三维图像；基于所述三维图像，确定所述目标区域中至少一个障碍物的障碍物信息，其中，所述障碍物信息包括所述至少一个障碍物在所述目标区域内的分布信息，以及所述至少一个障碍物的高度信息；基于所述分布信息确定所述至少一个所述障碍物的坐标信息，以及，若所述至少一个障碍物的高度信息大于第一预设值，则结合所述坐标信息和所述高度信息规定扫地机器人的作业路线绕过所述至少一个障碍物。

进一步地，所述障碍物信息还包括所述至少一个障碍物的宽度信息，所述扫地机器人作业路线的规划方法还包括：若所述至少一个障碍物的宽度信息大于第二预设值，则规定所述作业路线绕过所述至少一个障碍物。

进一步地，所述结合扫地机器人移动轨迹与所述坐标原点的映射关系，包括：选取所述移动轨迹中的多个固定点，确定所述移动轨迹中的多个固定点与所述坐标原点的相对位置。

进一步地，所述方法还包括：在预设时间段内，若所述目标区域内所述至少一个障碍物与所述坐标原点的相对位置保持不变，则控制所述扫地机器人按预设频率沿所述作业路线进行作业。

一种扫地机器人作业路线的规划装置，包括：执行模块，被配置为在目标区域内选取预设点为坐标原点建立坐标系，在扫地机器人移动的过程中按照预设高度对目标区域进行立体扫描，同时记录扫地机器人的移动轨迹；其中，所述坐标原点为所述目标区域内地面的中心点或所述目标区域边界上的一个端点；图像生成模块，被配置为结合扫地机器人移动轨迹与所述坐标原点的映射关系，根据立体扫描结果生成与目标区域关联的三维图像；确定模块，被配置为基于所述三维图像，确定所述目标区域中至少一个障碍物的障碍物信息，其中，所述障碍物信息包括所述至少一个障碍物在所述目标区域内的分布信息，以及所述至少一个障碍物的高度信息；路线生成模块，被配置为基于所述分布信息确定所述至少一个所述障碍物的坐标信息，以及，若所述至少一个障碍物的高度信息大于第一预设值，则结合所述坐标信息和所述高度信息规定扫地机器人的作业路线绕过所述至少一个障碍物。

进一步地，所述障碍物信息还包括所述至少一个障碍物的宽度信息，所述路线生成模块还包括：规划单元，被配置为若所述至少一个障碍物的宽度信息大于第二预设值，则规定所述作业路线绕过所述至少一个障碍物。

进一步地，所述图像模块包括：选取单元，被配置为选取所述移动轨迹中的多个固定点，确定所述移动轨迹中的多个固定点与所述坐标原点的相对位置。

进一步地，所述装置还包括：控制单元，被配置为在预设时间段内，若所述目标区域内所述至少一个障碍物与所述坐标原点的相对位置保持不变，则控制所述扫地机器人按预设频率沿所述作业路线进行作业。

一种芯片，存储有计算机程序，所述计算机程序用于控制扫地机器人执行上述的扫地机器人作业路线的规划方法。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

本发明通过在目标区域内选取预设点为坐标原点建立坐标系，在扫地机器人移动的过程中对目标区域进行立体扫描，同时记录扫地机器人的移动轨迹；结合扫地机器人移动轨迹与所述坐标原点的映射关系，根据立体扫描结果生成与目标区域关联的三维图像；基于所述三维图像，确定所述目标区域中至少一个障碍物的障碍物信息，其中，所述障碍物信息包括至少一个障碍物在所述目标区域内的分布信息，以及所述至少一个障碍物的宽度信息和/或至少一个障碍物的高度信息；结合所述三维图像与所述障碍物信息生成作业路线。利用三维图像确定目标区域的障碍物，可以较为全面地反映障碍物的信息，根据从而便于扫地机器人基于障碍物的分布信息和障碍物的高度信息规划作业路线，解决了扫地机器人在作业过程中的避障问题。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的扫地机器人作业路线的规划方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的扫地机器人作业路线的规划装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，凡是使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可理解为包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

请参考附图1，本发明提供了一种扫地机器人作业路线的规划方法，包括如下步骤：

步骤s11，在目标区域内选取预设点为坐标原点建立坐标系，在扫地机器人移动的过程中按照预设高度对目标区域进行立体扫描，同时记录扫地机器人的移动轨迹；其中，所述坐标原点为所述目标区域内地面的中心点或所述目标区域边界上的一个端点。

所述目标区域即扫地机器人要进行清洁作业的区域，而无论是利用扫地机器人进行室内作业还是室外作业，都可以将需要作业的区域设定为目标区域。在本发明的一些可选实施例中，首先，在确定所述目标区域后，可基于所述目标区域建立坐标系，可选地，可在目标区域内选择一个特定的预设点作为该坐标系的原点，例如，可以选择该目标区域内地面的中心点作为该坐标系的原点，也可以选择该目标区域某一条边界上的某个端点为该坐标系的原点。建立坐标系后，规定一个度量精度如米、分米、厘米等，以确定所述目标区域内各位置点与所述原点的相对位置。然后，移动扫地机器人以对所述目标区域进行立体扫描，而由于扫地机器人的作业高度有限，因此，优选地，仅需在预设高度内对所述目标区域进行立体扫描，该预设高度可在扫地机器人出厂时设定，也可由操作者根据实际情况调整或设定；当然，也可对所述目标区域所对应的空间进行立体扫描，例如，所述目标区域为客厅时，扫地机器人除了对客厅地面及靠近地面的环境进行扫描外，还可以对墙壁、天花板等进行扫描；同时，还扫地机器人扫描的过程中，还需要记录扫地机器人的移动轨迹。特别地，需要记录扫地机器人进行扫描时所对应的多个固定点，以确定所述移动轨迹中的多个固定点与所述坐标原点的相对位置。

步骤s12，结合扫地机器人移动轨迹与所述坐标原点的映射关系，根据立体扫描结果生成与目标区域关联的三维图像。

扫地机器人进行立体扫描时，扫描区域内各位置点与扫地机器人的相对位置是确定的；并且，由于扫地机器人的移动轨迹与所述坐标系的原点的相对位置也是固定的，因此能够确定扫地机器人在其移动轨迹上不同位置点所对应的扫描区域与所述坐标系原点的相对位置。基于此，根据里扫描结果则可以生成三维图像。

步骤s13，基于所述三维图像，确定所述目标区域中至少一个障碍物的障碍物信息，其中，所述障碍物信息包括所述至少一个障碍物在所述目标区域内的分布信息，以及所述至少一个障碍物的高度信息。

确定了所述三维图像后，则所述目标区域内各物体的轮廓即可以确定。进一步地，再结合所述目标区域内各物体与所述坐标系原点的相对位置，则可以确定该目标区域内的障碍物，进而可确定至少一个障碍物的障碍物信息。其中，所述障碍物信息包括至少一个障碍物在所述目标区域内的分布信息，所述分布信息包括至少一个障碍物在所述坐标系内的坐标信息、多个障碍物在所述目标区域内的相对位置等；此外，所述障碍物信息还包括所述至少一个障碍物的高度信息。

步骤s14，基于所述分布信息确定所述至少一个所述障碍物的坐标信息，以及，若所述至少一个障碍物的高度信息大于第一预设值，则结合所述坐标信息和所述高度信息规定扫地机器人的作业路线绕过所述至少一个障碍物。

所述三维图像可同时呈现地面信息和障碍物信息，基于此，可结合地面信息和障碍物信息规划并生成扫地机器人的作业路线。

根据前文所述，由于所述分布信息包括所述至少一个障碍物在所述坐标系内的坐标信息，因此，可基于所述分布信息确定至少一个所述障碍物的坐标信息，该坐标信息即表示该障碍物中心点与所述坐标系原点的相对位置。另一方面，由于扫地机器人对目标区域进行了立体扫描，得到了对应于所述目标区域的三维图像，因此，对于已经确定的障碍物，其高度值是可以确定的，或者，当障碍物的高度大于扫地机器人扫描的高度时，障碍物在该三维图像中的高度也是可以确定的。通常，对于高度值较低的障碍物而言，理论上扫地机器人可以越过障碍物继续前行；而当障碍物的高度值大于第一预设值时，扫地机器人会受到障碍物的阻挡而无法前行。其中，所述第一预设值可由用户设定，也可根据扫地机器人的构造而设定，例如所述第一预设值为8.0mm，10.0mm，等等。因此，基于障碍物的坐标信息及障碍物的高度信息，则可规划扫地机器人的作业路线，当障碍物的高度大于第一预设值时，规定该作业路线绕过所述障碍物，反之则不绕过所述障碍物。

进一步地，由于扫地机器人对目标区域进行了立体扫描，得到了对应于所述目标区域的三维图像，因此，对于已经确定的障碍物，其宽度值是可以确定的。当障碍物的宽度值大于第二预设值时，扫地机器人会受到障碍物的阻挡而无法前行。其中，所述第二预设值可由用户设定，也可根据扫地机器人的构造而设定，例如所述第二预设值为大于扫地机器人宽度的值，或者大于扫地机器人宽度的一半的值，等等。因此，基于障碍物的坐标信息及障碍物的宽度信息，则可规划扫地机器人的作业路线，当障碍物的宽度大于第二预设值时，规定该作业路线绕过所述障碍物，反之则不绕过所述障碍物。

需要说明的是，针对不同的障碍物，由于障碍物的长和宽没有明确的限定，因此所述宽度信息是一个统称，既可以指障碍物的宽度值，也可以指障碍物的长度值，还可以同时包括障碍物的宽度值和高度值。

此外，在一定的预设时间段内，若所述目标区域内的障碍物固定不动，即障碍物与所述目标区域内所述坐标原点的相对位置是保持不变的，则在该预设时间段内，所述扫地机器人可依照已经确定的作业路线进行作业，从而可避免每次作业前都要重新规划作业路线，使用更加便捷。

本发明的扫地机器人作业路线的规划方法，通过利用三维图像确定目标区域的障碍物，可以较为全面地反映障碍物的坐标信息和高度信息，从而便于扫地机器人基于障碍物的信息规划作业路线，解决了扫地机器人在作业过程中的避障问题。

根据模块化程序设计理念，本发明还为上述各方法提供相应的装置，下面将进行详细介绍。

请参考图2，本发明的扫地机器人作业路线的规划装置，包括执行模块11、图像生成模块12、确定模块13及路线生成模块14。所述规划装置通常按照执行模块11、图像生成模块12、确定模块13及路线生成模块14来运行。其具体实施方式将在以下内容中说明。

执行模块11，被配置为在目标区域内选取预设点为坐标原点建立坐标系，在扫地机器人移动的过程中按照预设高度对目标区域进行立体扫描，同时记录扫地机器人的移动轨迹；其中，所述坐标原点为所述目标区域内地面的中心点或所述目标区域边界上的一个端点。

所述目标区域即扫地机器人要进行清洁作业的区域，而无论是利用扫地机器人进行室内作业还是室外作业，都可以将需要作业的区域设定为目标区域。在本发明的一些可选实施例中，首先，在确定所述目标区域后，可基于所述目标区域建立坐标系，可选地，可在目标区域内选择一个特定的预设点作为该坐标系的原点，例如，可以选择该目标区域内地面的中心点作为该坐标系的原点，也可以选择该目标区域某一条边界上的某个端点为该坐标系的原点。建立坐标系后，规定一个度量精度如米、分米、厘米等，以确定所述目标区域内各位置点与所述原点的相对位置。然后，移动扫地机器人以对所述目标区域进行立体扫描，而由于扫地机器人的作业高度有限，因此，优选地，仅需在预设高度内对所述目标区域进行立体扫描，该预设高度可在扫地机器人出厂时设定，也可由操作者根据实际情况调整或设定；当然，也可对所述目标区域所对应的空间进行立体扫描，例如，所述目标区域为客厅时，扫地机器人除了对客厅地面及靠近地面的环境进行扫描外，还可以对墙壁、天花板等进行扫描；同时，还扫地机器人扫描的过程中，还需要记录扫地机器人的移动轨迹。特别地，需要记录扫地机器人进行扫描时所对应的多个固定点，以确定所述移动轨迹中的多个固定点与所述坐标原点的相对位置。

图像生成模块12，被配置为结合扫地机器人移动轨迹与所述坐标原点的映射关系，根据立体扫描结果生成与目标区域关联的三维图像。

所述图像生成模块还包括选取单元，所述选取单元被配置为选取所述移动轨迹中的多个固定点，确定所述移动轨迹中的多个固定点与所述坐标原点的相对位置。扫地机器人进行立体扫描时，扫描区域内各位置点与扫地机器人的相对位置是确定的；并且，由于扫地机器人的移动轨迹与所述坐标系的原点的相对位置也是固定的，因此能够确定扫地机器人在其移动轨迹上不同位置点所对应的扫描区域与所述坐标系原点的相对位置。基于此，根据里扫描结果则可以生成三维图像。

确定模块13，被配置为基于所述三维图像，确定所述目标区域中至少一个障碍物的障碍物信息，其中，所述障碍物信息包括所述至少一个障碍物在所述目标区域内的分布信息，以及所述至少一个障碍物的高度信息。

确定了所述三维图像后，则所述目标区域内各物体的轮廓即可以确定。进一步地，再结合所述目标区域内各物体与所述坐标系原点的相对位置，则可以确定该目标区域内的障碍物，进而可确定至少一个障碍物的障碍物信息。其中，所述障碍物信息包括至少一个障碍物在所述目标区域内的分布信息，所述分布信息包括至少一个障碍物在所述坐标系内的坐标信息、多个障碍物在所述目标区域内的相对位置等；此外，所述障碍物信息还包括所述至少一个障碍物的高度信息。

路线生成模块14，被配置为基于所述分布信息确定所述至少一个所述障碍物的坐标信息，以及，若所述至少一个障碍物的高度信息大于第一预设值，则结合所述坐标信息和所述高度信息规定扫地机器人的作业路线绕过所述至少一个障碍物。

所述三维图像可同时呈现地面信息和障碍物信息，基于此，可结合地面信息和障碍物信息规划并生成扫地机器人的作业路线。

根据前文所述，由于所述分布信息包括所述至少一个障碍物在所述坐标系内的坐标信息，因此，可基于所述分布信息确定至少一个所述障碍物的坐标信息，该坐标信息即表示该障碍物中心点与所述坐标系原点的相对位置。另一方面，由于扫地机器人对目标区域进行了立体扫描，得到了对应于所述目标区域的三维图像，因此，对于已经确定的障碍物，其高度值是可以确定的，或者，当障碍物的高度大于扫地机器人扫描的高度时，障碍物在该三维图像中的高度也是可以确定的。通常，对于高度值较低的障碍物而言，理论上扫地机器人可以越过障碍物继续前行；而当障碍物的高度值大于第一预设值时，扫地机器人会受到障碍物的阻挡而无法前行。其中，所述第一预设值可由用户设定，也可根据扫地机器人的构造而设定，例如所述第一预设值为8.0mm，10.0mm，等等。因此，基于障碍物的坐标信息及障碍物的高度信息，则可规划扫地机器人的作业路线，当障碍物的高度大于第一预设值时，规定该作业路线绕过所述障碍物，反之则不绕过所述障碍物。

进一步地，所述路线生成模块还包括规划单元，其被配置为若所述至少一个障碍物的宽度信息大于第二预设值，则规定所述作业路线绕过所述至少一个障碍物。由于扫地机器人对目标区域进行了立体扫描，得到了对应于所述目标区域的三维图像，因此，对于已经确定的障碍物，其宽度值是可以确定的。当障碍物的宽度值大于第二预设值时，扫地机器人会受到障碍物的阻挡而无法前行。其中，所述第二预设值可由用户设定，也可根据扫地机器人的构造而设定，例如所述第二预设值为大于扫地机器人宽度的值，或者大于扫地机器人宽度的一半的值，等等。因此，基于障碍物的坐标信息及障碍物的宽度信息，则可规划扫地机器人的作业路线，当障碍物的宽度大于第二预设值时，规定该作业路线绕过所述障碍物，反之则不绕过所述障碍物。

需要说明的是，针对不同的障碍物，由于障碍物的长和宽没有明确的限定，因此所述宽度信息是一个统称，既可以指障碍物的宽度值，也可以指障碍物的长度值，还可以同时包括障碍物的宽度值和高度值。

此外，所述装置还包括控制单元，其被配置为在预设时间段内，若所述目标区域内所述至少一个障碍物与所述坐标原点的相对位置保持不变，则控制所述扫地机器人按预设频率沿所述作业路线进行作业。通常，在一定的预设时间段内，若所述目标区域内的障碍物固定不动，即障碍物与所述目标区域内所述坐标原点的相对位置是保持不变的，则在该预设时间段内，所述扫地机器人可依照已经确定的作业路线进行作业，从而可避免每次作业前都要重新规划作业路线，使用更加便捷。

本发明的扫地机器人作业路线的规划方法，通过利用三维图像确定目标区域的障碍物，可以较为全面地反映障碍物的坐标信息和高度信息，从而便于扫地机器人基于障碍物的信息规划作业路线，解决了扫地机器人在作业过程中的避障问题。

本发明实施例还提供了一种芯片，存储有计算机程序，所述计算机程序用于控制扫地机器人执行上述的扫地机器人作业路线的规划方法。

此外，本发明实施例还提供了一种扫地机器人，装配有处理器，所述处理器用于运行程序。其中，在程序运行时执行所述扫地机器人作业路线的规划方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本发明实施例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，本发明实施例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。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备（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终端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终端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装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端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终端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。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。