控制方法和电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了控制方法和电子设备。该控制方法应用于用于一环境内的地图构建和路径导航的一个或多个电子设备，包括：获取环境内路径节点的特征信息，其中，路径节点是环境内需要进行路径选择或者具有路径转折的节点；获取具有相同特征信息的多个节点中每个节点的编号信息；获取有关各个路径节点的距离信息和方位角信息；以及，基于路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行环境内的地图构建和路径导航。通过根据本发明实施例的控制方法和电子设备，可以在不需要路径节点的精确坐标的情况下实现精确的路径识别，并降低整体成本。
【专利说明】1'在自身定位的基础上建造增量式地图，从
0的过程中，以及在后续的根据构建的地图标来进行定位和导航。在某些情况下，例如标，但是，在某些不易于获得精确坐标的情
备径的自动识别的控制方法和电子设备。和需求做出本发明。
竹去和电子设备，其能够在不需要精确的坐
'一种控制方法，应用于一个或多个电子设径导航，所述控制方法包括:获取所述环境听述环境内需要进行路径选择或者具有路？点中每个节点的编号信息；获取有关各个息、编号信息、距离信息和方位角信息进行路径导航。
[0013]在上述控制方法中，所述路径节点的特征信息和距离信息用于彼此相互校正。
[0014]在上述控制方法中，所述获取有关各个路径节点的距离信息和方位角信息的步骤具体为:以低精度获取有关各个路径节点的距离信息和方位角信息。
[0015]根据本发明实施例的另一方面，提供了一种电子设备，用于一环境内的地图构建和路径导航，包括:特征获取单元，配置为获取所述环境内路径节点的特征信息，其中，所述路径节点是所述环境内需要进行路径选择或者具有路径转折的节点；计数器，配置为获取具有相同特征信息的多个节点中每个节点的编号信息；里程计，配置为获取有关各个路径节点的距离信息；角度计，配置为获取有关各个路径节点的方位角信息；以及，控制器，配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行所述环境内的地图构建和路径导航。
[0016]在上述电子设备中，所述路径节点的特征信息具体是所述路径节点的形状特征或深度信息。
[0017]在上述电子设备中，所述有关各个路径节点的距离信息和方位角信息是各个路径节点相对于相邻路径节点的相对距离信息和相对方位角信息。
[0018]在上述电子设备中，所述控制器具体配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息和方位角信息进行路径导航。
[0019]在上述电子设备中，所述控制器具体配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行路径导航。
[0020]在上述电子设备中，所述路径节点的特征信息和距离信息用于彼此相互校正。
[0021]在上述电子设备中，所述里程计和所述角度计是低精度的里程计和低精度的角度计。
[0022]通过根据本发明实施例的控制方法和电子设备，可以在不需要路径节点的精确坐标的情况下，通过路径节点的特征信息结合距离和方位角信息实现路径的精确识别，在保证了地图构建和路径导航的精度的同时降低了整体成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是根据本发明实施例的控制方法的示意性流程图；
[0025]图2是示出根据本发明实施例的控制方法中的具体路径的示意图；
[0026]图3是根据本发明实施例的电子设备的示意性框图。
【具体实施方式】
[0027]下面，将结合附图详细描述根据本发明实施例的控制方法和电子设备。
[0028]根据本发明实施例的一个方面，提供了一种控制方法，应用于一个或多个电子设备，所述电子设备用于一环境内的地图构建和路径导航，所述控制方法包括:获取所述环境内路径节点的特征信息，其中，所述路径节点是所述环境内需要进行路径选择或者具有路径转折的节点；获取具有相同特征信息的多个节点中每个节点的编号信息；获取有关各个路径节点的距离信息和方位角信息；以及，基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行所述环境内的地图构建和路径导航。
[0029]图1是根据本发明实施例的控制方法的示意性流程图。如图1所示，根据本发明实施例的控制方法应用于一个或多个电子设备，该电子设备用于一环境内的地图构建和路径导航，该控制方法包括:31，获取环境内路径节点的特征信息，其中，路径节点是环境内需要进行路径选择或者具有路径转折的节点；32，获取具有相同特征信息的多个节点中每个节点的编号信息；33，获取有关各个路径节点的距离信息和方位角信息；以及，34，基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行所述环境内的地图构建和路径导航。
[0030]通过根据本发明实施例的控制方法，电子设备并不需要获得各个路径节点的精确的坐标就能够实现精确的地图构建和路径导航，这在促进了用户的便利的同时降低了整体成本。
[0031]在根据本发明实施例的控制方法中，电子设备可以是之前现有技术中所述的机器人，也可以是其它电子设备，比如可移动的家用电器等。这里，本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的控制方法可以应用于各种需要在一定环境中进行地图构建和路径导航的电子设备，本发明实施例并不意在对此进行任意限制。
[0032]下面，为了描述的方便，将以机器人为例对根据本发明实施例的控制方法进行具体描述。
[0033]如上所述，在导航过程中，如果可以通过例如即3的方式获得机器人的当前位置和目标位置的具体坐标，以及路径中一些关键点的具体坐标，则可以实现机器人的精确的路径导航。但是，在某些情况下，例如，在不易于获得精确坐标的地区，比如室内⑶3信号受到建筑物的屏蔽而很弱无法实施定位，或者由于成本等的考虑不愿意获得精确坐标时，贝0需要考虑通过其它途径的导航方式。
[0034]这里，可以借助于人们在日常生活中描述路径的方式，例如，当人们觉得无法描述某些特征时，或者这些特征不易于描述清楚的时候，就会以别的特征，例如路口的形状特征来进行描述，如十字路口、丁字路口、I性拐弯等，例如，过一个十字路口，丁字路口左拐，再过一个十字路口，等等。此外，人们还可以采用某些其它标志性特征来进行描述，如最常见的，人们会说:过两个红绿灯路口，然后左拐过一个红绿灯，等等。
[0035]因此，在本发明的实施例中，定义路径节点的概念用于机器人的导航，具体地说，在导航过程中，对于机器人来说，沿着单一路径直线前行是默认的行进方式，而当出现路径的转折时，就需要机器人调整行进的方向，或者，当出现多个可选择路径时，就需要机器人进行路径选择，并在需要时调整行进的方向。因此，在本发明的实施例中，将路径节点定义为需要进行路径选择或者路径出现转折的节点，这样，当机器人到达某路径节点时，就需要根据具体的路径导航进行除了默认行进以后的其它动作，例如选择路径和改变方向。这里，本发明实施例中的路径节点就是人们常说的十字路口、丁字路口或者路的转弯处等。
[0036]如上所述，对于人类来说，可以通过路径节点的抽象特征来进行描述，例如，十字路口、丁字路口 4形拐弯等。但是，对于机器人来说，路径节点的抽象特征本身是没有意义的，机器人无法仅通过诸如十字路口、丁字路口、或者红绿灯路口这样的抽象特征来识别出路径节点。因此，除了赋予路径节点标识信息以区分不同路径节点，例如第一路径节点、第二路径节点之外，还需要向路径节点赋予机器人能够识别的具体特征。例如，对于以路口形状作为路径节点的特征来说，当机器人行进到某路径节点时，它并没有十字路口、丁字路口这类描述路径节点的形状的抽象特征的概念，而是可以通过例如单目摄像机之类的图像采集装置来获得周围环境的图像
[0037]具体地说，当机器人通过单目摄像机判断在当前路径节点有另外三条可选择的行进路径时，可以确定该路径节点的特征为具有三条可选择路径；同样，如果机器人通过单目摄像机判断在当前路径节点有另外两条可选择的行进路径时，可以确定该路径节点的特征为具有两条可选择路径；而当机器人通过单目摄像机判断在当前路径节点有仅有一条可选择的行进路径时，可以确定该路径节点的特征为具有一条可选择路径，这分别对应于十字路口、丁字路口和[形拐弯的抽象概念的情况。
[0038]此外，除了路径节点的形状以外，也可以通过路径节点的其它物理性标志特征来进行路径节点的识别，进而实现路径导航。例如，人们常常以标志性建筑来描述某个路口，例如，某某建筑所在的路口，以及最常见的，某个方向上的第几个红绿灯。因此，也可以以其它的物理特征，例如具有某标志性建筑来作为路径节点的特征。
[0039]此外，机器人还可以通过深度摄像机来获取路径节点周围环境的深度信息，这里，上述深度信息可用于判断路径节点的形状或者标志物，也可以直接用作路径节点的特征信
肩、0
[0040]因此，在根据本发明实施例的控制方法中，路径节点的特征信息具体是路径节点的形状特征或特征信息。这样，用户可以根据具体需要来使用不同检测设备检测路径节点的特征，从而获得路径节点的不同的特征信息，从而促进了用户的便利。这里，本领域技术人员可以理解，只要上述特征信息可以实现不同特征的路径节点的分类即可，并不对特征信息的具体种类进行任意限制。
[0041]如上所述，在路径节点处，判断的条件之一为原有路径是否存在可以拐弯的路径选择，并且，机器人在拐弯的时候，可以检测到方位角的改变，因此，可以以方位角来辅助对具有不同特征的路径节点进行分类。
[0042]这里，本领域技术人员可以理解，对于诸如单目摄像机之类的成像设备来说，判断出有几条可选择路径比判断出是否有某标志性建筑以及该标志性建筑具体是什么建筑要简单很多，由此，从节省成本的角度考虑，根据本发明实施例的控制方法优选地使用路径节点的形状特征作为上述路径节点的特征。
[0043]此外，机器人通过获取并识别路径节点的特征，仅能够区分具有不同特征的路径节点，但无法在具有相同特征的路径节点之间进行区分，因此，可以对于具有相同特征的路径节点配置计数器，以区分具有相同特征的路径节点。
[0044]如上所述，对于机器人来说，并没有如人类的十字路口、丁字路口和I形路口的概念，因此，在本发明的实施例中，仅需要向具有不同特征的路径节点赋予不同标识，而向具有相同特征的路径节点赋予相同标识，并定义每个标识所对应的不同的特征即可。例如，将十字路口定义为八类节点，并定义八类节点的特征为具有三条可选择路径，将丁字路口定义为8类节点，并定义8类节点的特征为具有两条可选择路径，而将[形拐弯定义为类节点，口 1，并且测量出八点到起点的距离为00，八0点时，通过探测出有两条可选择路径，将「该路径节点标识为丁字路口 1，此外，测量八点的方位角为90度。再继续行进到0点茂点抽象为[形路口，并在自身地图上将该导、的距离为02，测量出0点关于 点的方位良两条可选择路径，将该路径节点抽象为丁堅在0点时计数了 1，所以在自身地图上将
0点的距离仍为01，并且测量出8点关于0时，通过探测出有三条可选择路径，将该路8点的距离仍为02，并且测量出八点关于8前标识为十字路口 1的路径节点重合，便不二机器人已经完成了 一圈，并且识别出了原或者角度计可能存在误差，因此在识别路径匿过上述方式，机器人实现了区域内的地图通过探测出有两条可选择路径，并结合方位角相对于八点为90度，判断出该节点为丁字路口 1，从而以方位角180度向前行进。当行进到0点时，通过探测出仅有一条可选择路径，并结合方位角相对于点为180度，判断出该节点为I形拐弯1，从而以方位角270度向前行进。当行进到8点时，通过探测出有两条可选择路径，并结合方位角相对于0点为270度，判断出该节点为丁字路口 2，从而以方位角0度向前行进，最终回到4点。
[0050]也就是说，通过上述地图构建，^点的信息为(十字路口 1，距起点距离00，相对于起点方位角90度点的信息为(丁字路口 1，距八点距离01，相对于八点方位角90度),0点的信息为1形拐弯1，距点距离02，相对于点方位角180度)，8点的信息为(丁字路口 2，距0点距离01，相对于0点方位角270 ^)0在具体的路径导航过程中，上述信息中的一些可能是冗余的，例如上述示例中的距离信息。但是，在其它路径导航的示例中，也可以使用距离信息来进行导航，例如，当机器人从起点开始向前行进并行进到八点时，探测出有三条可选择路径，并结合相对于起点的距离为00，可以判断出该节点为十字路口 1。本领域技术人员可以理解在根据本发明实施例的控制方法中进行了地图构建之后，应用各路径节点的特征以及距离和方位角信息进行路径导航可以有各种方式。
[0051]在根据本发明实施例的控制方法中，可以仅基于路径节点的特征信息、编号信息和方位角信息进行路径导航。此外，也可以基于路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行路径导航，这样，路径节点的特征信息和距离信息可以用于彼此相互校正。
[0052]具体地说，在本发明的实施例中，可以以路径节点的特征与所获得的距离和方位角参数进行相互校正，以实现精确的地图构建和路径导航。
[0053]具体地说，以图2所示的示例为例，当机器人从八点行进到点时，其实际距离为02，并且点相对于八点的方位角为90度，假设里程计对于距离02具有八0的误差，即，当里程计显示距离为02时，实际上从4点行进02-八0的距离。此时，由于机器人可以通过路径节点的特征，判断出无法探测到对应于路径节点(6:的特征，即，具有两条可选择路径，贝0机器人做出继续前进的动作。这样，直到继续前进八0距离时，机器人才探测到对应于路径节点的特征，即，具有两条可选择路径，从而以方位角90度进行转动(即，如图2所示的向右转动)并继续向0点前进。这样，防止了机器人在之前距离八点02-八0距离的位置就向右转动，造成错误，就是说，如果不以路径节点的特征进行校正，而仅以距离和方位角参数确定机器人的行进动作，则机器人在从六点向点行进距离02-八0时，就会认为已经到达了点，从而做出向右转动的动作，而引起错误。
[0054]当然，这里本领域技术人员也可以理解，除了使用路径节点的特征信息校正距离信息之外，也可以使用距离信息校正特征信息。
[0055]这样，通过以路径节点的特征信息和距离信息进行交互校正，可以实现更加精确的地图构建和路径导航。并且，在对精度需要不高的情况下，也可以仅基于路径节点的特征信息、编号信息和方位角信息进行路径导航，从而促进了用户选择的便利。
[0056]此外，除了路径节点的特征信息与距离信息的相互校正之外，路径节点的特征信息也可以以类似的方式与方位角信息进行相互校正，为了避免冗余便不再赘述。
[0057]在本发明的实施例中，可以使用里程计来测量距离参数，并使用角度计来测量方位角参数。例如，移动机器人通常配置有码盘，用于测量机器人行走的距离，通常，码盘是安装在转轴上，检测轮子转动的角度，转数，根据轮子的周长，就可以算出轮子压过的距离，但是由于轮子和地面之间会存在打滑的现象，因此存在误差。此外，可以使用比如磁罗盘的角度计，磁罗盘是利用地磁场固有的指向性测量空间姿态角度的，其可以测量载体三维姿态数据:水平航向、俯仰、横滚，可以广泛地用于需要获取平台(或载体)姿态角度的场合，比如航海、石油钻井、水下平台作业、飞机姿态测量、机器人控制等领域。此外，还有一些更加精确的角度方位计，比如陀螺仪等。
[0058]实际上，本领域技术人员可以理解，在地图构建和路径导航的过程当中，如果里程计和角度计足够准确，那么可以仅通过里程计所获得的距离和角度计所获得的方位角，就可以进行精确的地图构建和路径导航。但是，在根据本发明的实施例中，由于里程计和角度计所获得的距离和方位角信息仅是用于辅助，因此并不需要十分精确。例如，在本发明的实施例中，可以采用具有相对低的精度的光电码盘，磁罗盘等。
[0059]此外，在本发明的实施例中，各个路径节点的距离和方位角信息可以是相对于某个坐标原点的绝对距离和绝对方位角信息，也可以是如图2所示的示例中，关于相邻节点的相对距离和相对方位角信息。但是，由于在本发明的实施例中，距离和方位角信息仅起到辅助路径导航的作用，并不需要太高精度，因此优选地采用各个路径节点相对于相邻节点的相对距离和方位角信息来作为各个路径节点的距离和方位角信息，以避免由于误差的累积而使得上述信息的误差过大。
[0060]即，在根据本发明实施例的控制方法中，所述有关各个路径节点的距离信息和方位角信息是各个路径节点相对于相邻路径节点的相对距离信息和相对方位角信息。
[0061]也就是说，在根据本发明实施例的控制方法中，通过检测路径节点的特征，例如，形状特征和深度信息，可以相对降低里程计和角度计的精度，而仅仅获得大致的距离和角度即可。这是因为在根据本发明实施例的控制方法中，地图的构建主要依赖于标识出地图中的各个路径节点，并根据距离和角度参数大致构建出各个路径节点之间的相互关系，从而实现精确的导航。这就如同人类在导航路径时，常常只需要说走过某几个路口，在第几个路口向某方向拐，在走过某几个路口即可，而不需要精确的距离和方位信息，这样，根据本发明实施例的电子设备中，并不需要采用具有高精度的里程计和角度计，显著降低了成本。
[0062]并且，在存储容量受限的情况下，由于根据本发明实施例的控制方法并不需要存储各个路径节点的精确的坐标信息，可以节省存储空间。
[0063]此外，随着云计算技术的成熟，在根据本发明实施例的控制方法中，可以通过云计算的性能来获取路径节点的相关信息以实现地图构建，并且控制电子设备的移动以进行路径导航，例如，可以通过云计算的图像搜索性能等来实现根据本发明实施例的控制方法。
[0064]根据本发明实施例的另一方面，提供了 一种电子设备，用于一环境内的地图构建和路径导航，包括:特征获取单元，配置为获取所述环境内路径节点的特征信息，其中，所述路径节点是所述环境内需要进行路径选择或者具有路径转折的节点；计数器，配置为获取具有相同特征信息的多个节点中每个节点的编号信息；里程计，配置为获取有关各个路径节点的距离信息；角度计，配置为获取有关各个路径节点的方位角信息；以及，控制器，配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行所述环境内的地图构建和路径导航。
[0065]图3是根据本发明实施例的电子设备的示意性框图。如图3所示，根据本发明实施例的电子设备100用于一环境内的地图构建和路径导航，包括:特征获取单元101，配置为获取所述环境内路径节点的特征信息，其中，所述路径节点是所述环境内需要进行路径选择或者具有路径转折的节点；计数器102，配置为获取具有相同特征信息的多个节点中每个节点的编号信息；里程计103，配置为获取有关各个路径节点的距离信息；角度计104，配置为获取有关各个路径节点的方位角信息；以及，控制器105，配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行所述环境内的地图构建和路径导航。
[0066]在上述电子设备中，所述路径节点的特征信息具体是所述路径节点的形状特征或深度信息。
[0067]在上述电子设备中，所述有关各个路径节点的距离信息和方位角信息是各个路径节点相对于相邻路径节点的相对距离信息和相对方位角信息。
[0068]在上述电子设备中，所述控制器具体配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息和方位角信息进行路径导航。
[0069]在上述电子设备中，所述控制器具体配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行路径导航。
[0070]在上述电子设备中，所述路径节点的特征信息和距离信息用于彼此相互校正。
[0071]在上述电子设备中，所述里程计和所述角度计是低精度的里程计和低精度的角度计。
[0072]这里，本领域技术人员可以理解，上述电子设备的其它细节与之前关于根据本发明实施例的控制方法的描述中的相应细节相同，为了避免冗余便不再赘述。
[0073]通过根据本发明实施例的控制方法和电子设备，可以在不需要路径节点的精确坐标的情况下，通过路径节点的特征信息结合距离和方位角信息实现路径的精确识别，在保证了地图构建和路径导航的精度的同时降低了整体成本。
[0074]本发明已经参考具体实施例进行了详细说明。然而，很明显，在不背离本发明的精神的情况下，本领域技术人员能够对实施例执行更改和替换。换句话说，本发明用说明的形式公开，而不是被限制地解释。要判断本发明的要旨，应该考虑所附的权利要求。
【权利要求】
1.一种控制方法，应用于一个或多个电子设备，所述电子设备用于一环境内的地图构建和路径导航，所述控制方法包括: 获取所述环境内路径节点的特征信息，其中，所述路径节点是所述环境内需要进行路径选择或者具有路径转折的节点； 获取具有相同特征信息的多个节点中每个节点的编号信息； 获取有关各个路径节点的距离信息和方位角信息；以及 基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行所述环境内的地图构建和路径导航。
2.如权利要求1所述的控制方法，其中， 所述路径节点的特征信息具体是所述路径节点的形状特征或深度信息。
3.如权利要求1所述的控制方法，其中， 所述有关各个路径节点的距离信息和方位角信息是各个路径节点相对于相邻路径节点的相对距离信息和相对方位角信息。
4.如权利要求1所述的控制方法，其中，基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行所述环境内的地图构建和路径导航的步骤具体包括: 基于所述路径节点的特征信息、编号信息和方位角信息进行路径导航。
5.如权利要求1所述的控制方法，其中，基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行所述环境内的地图构建和路径导航的步骤具体包括: 基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行路径导航。
6.如权利要求5所述的控制方法，其中，所述路径节点的特征信息和距离信息用于彼此相互校正。
7.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述获取有关各个路径节点的距离信息和方位角信息的步骤具体为:以低精度获取有关各个路径节点的距离信息和方位角信息。
8.一种电子设备，用于一环境内的地图构建和路径导航，包括: 特征获取单元，配置为获取所述环境内路径节点的特征信息，其中，所述路径节点是所述环境内需要进行路径选择或者具有路径转折的节点； 计数器，配置为获取具有相同特征信息的多个节点中每个节点的编号信息； 里程计，配置为获取有关各个路径节点的距离信息； 角度计，配置为获取有关各个路径节点的方位角信息；以及 控制器，配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行所述环境内的地图构建和路径导航。
9.如权利要求8所述的电子设备，其中， 所述路径节点的特征信息具体是所述路径节点的形状特征或深度信息。
10.如权利要求8所述的电子设备，其中， 所述有关各个路径节点的距离信息和方位角信息是各个路径节点相对于相邻路径节点的相对距离信息和相对方位角信息。
11.如权利要求8所述的电子设备，其中，所述控制器具体配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息和方位角信息进行路径导航。
12.如权利要求8所述的电子设备，其中，所述控制器具体配置为基于所述路径节点的特征信息、编号信息、距离信息和方位角信息进行路径导航。
13.如权利要求12所述的电子设备，其中，所述路径节点的特征信息和距离信息用于彼此相互校正。
14.如权利 要求8所述的电子设备，其中，所述里程计和所述角度计是低精度的里程计和低精度的角度计。
【文档编号】G05D1/02GK103838240SQ201210492410
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】李众庆 申请人:联想(北京)有限公司