一种绘制区域地图的方法和装置与流程

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种绘制区域地图的方法和装置。

背景技术：

当机器人进入一个新的环境的时候，对于新环境的布局信息是完全一无所知，这时机器人根据新的环境的具体布局信息对自己的移动路径做出规划是非常困难的。

现有技术中机器人移动路径主要来源于以下两种：

编程设定巡航方案：由设计人员通过编程软件预先编写好机器人的巡航路径，然后将编写好的路径程序保存到机器人里，最后机器人通过加载程序来自己完成巡航。

人工控制巡航：人工观察周边的环境的布局，然后利用遥控器控制机器人进行巡航。

由此可知，现有技术中机器人的路径通常是由设计人员提前将路径信息存储在机器人中，或者人为根据环境去对机器人的路径进行规划，但是现实生活中，由于每个机器人所处的室内的布局是千差万别的，如果按照设定的方案进行巡航，机器人无法进行有效的路径规划，因而，如何获取室内的布局信息对于机器人路径规划是一个重要的前提。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种绘制区域地图的方法和装置，能够使 运动装置在移动过程中不仅能够绘制出区域的边界地图信息，而且还能通过移动得到区域边界内的布局信息，从而有助于运动装置路径规划的可行性。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种绘制区域地图的方法。

本发明的绘制区域地图的方法，所述区域的边界设置有信号源，该方法包括：运动装置确定当前最强信号的方向，然后按该方向移动；当移动到所述区域的第一边界的点时，所述运动装置从该点起沿所述第一边界以固定绕行方向移动，直到返回该点，在移动过程中保持所述运动装置与最近的所述区域的边界的距离为第一预设值不变；在移动过程中所述运动装置记录所经点的坐标以得到所述区域的地图。

可选地，还包括：运动装置以保持与最近的区域边界的距离为第二预设值的方式移动，该第二预设值大于所述第一预设值；在移动过程中，遇到障碍物时，所述运动装置沿该障碍物的边界移动，直到与所述最近的区域边界的距离恢复为第二预设值，然后继续以保持与最近的区域边界的距离为第二预设值的方式移动；在移动过程中所述运动装置记录所经点的坐标以得到所述区域边界内的地图。

可选地，还包括所述运动装置按照绘制地图模式从第一预设点移动到第二预设点；所述绘制地图模式为：所述运动装置根据第一预设点的坐标与第二预设点的坐标计算得到两点连线与水平方向之间的第一夹角，并按照所述第一夹角从第一预设点沿直线移动到第二预设点；在移动过程中，遇到障碍物时，所述运动装置沿着障碍物的边界移动，当达到该障碍物边界与所述直线相交的点时，自该点起沿所述直线继续移动，直到到达所述第二预设点。

可选地，还包括所述运动装置按照非绘制地图模式从第一预设点 移动到第二预设点：所述非绘制地图模式为：所述运动装置自第一预设点起横向或纵向移动，直到所述运动装置的横坐标或纵坐标与所述第二预设点的横坐标或纵坐标相同，然后沿着纵向或横向继续移动，直到到达第二预设点；在移动过程中，当所述运动装置遇到障碍物时：所述运动装置沿着障碍物的边界移动，并在移动过程中判断是否移动到与第二预设值横坐标或纵坐标相同的点；若是，则判断是否能够沿纵向或横向移动，若能，则沿纵向或横向移动到第二预设点，若不能，则继续沿着障碍物的边界移动，直到移动到与第二预设点的横坐标或纵坐标相同的另外一点，然后自该另外一点起沿纵向或横向移动到第二预设点；否则，所述运动装置继续沿着障碍物的边界移动，直到该障碍物的边界上的点的纵坐标或横坐标与所述第一预设点的纵坐标或横坐标相同，然后继续沿着横向或纵向移动，直到与第二预设点的横坐标或纵坐标相同，然后沿着纵向或横向继续移动，直到到达第二预设点。

根据本发明的另一方面，提供了一种绘制区域地图的装置。

本发明的绘制区域地图的装置，所述区域的边界设置有信号源，其特征在于，该装置包括：运动控制模块，设置于运动装置中，用于确定当前最强信号的方向，然后控制运动装置按该方向移动；当移动到所述区域的第一边界的点时，控制所述运动装置从该点起沿所述第一边界以固定绕行方向移动，直到返回该点，并在移动过程中控制所述运动装置保持与最近的所述区域的边界的距离为第一预设值不变；记录模块，设置于所述运动装置中，用于在移动过程中记录所述运动装置所经点的坐标以得到所述区域的地图。

可选地，所述运动控制模块还用于：控制运动装置以保持与最近的区域边界的距离为第二预设值的方式运动，该第二预设值大于所述第一预设值；当所述运动装置在移动过程中遇到障碍物时，控制所述运动装置沿该障碍物的边界移动，直到所述最近的区域边界的距离恢 复为第二预设值，然后控制运动装置继续以保持与最近的区域边界的距离为第二预设值的方式运动；所述记录模块还用于在移动过程中记录所述运动装置所经点的坐标以得到所述区域边界内的地图。

可选地，所述运动控制模块还用于控制所述运动装置按照绘制地图模式从第一预设点移动到第二预设点；所述绘制地图模式为：所述运动装置根据第一预设点的坐标与第二预设点的坐标计算得到两点连线与水平方向之间的第一夹角，并按照所述第一夹角从第一预设点沿直线移动到第二预设点；在移动过程中，遇到障碍物时，所述运动装置沿着障碍物的边界移动，当达到该障碍物边界与所述直线相交的点时，自该点起沿所述直线继续移动，直到到达所述第二预设点。

可选地，所述运动控制模块还用于控制所述运动装置按照非绘制地图模式从第一预设点移动到第二预设点；所述非绘制地图模式为：所述运动装置自第一预设点起横向或纵向移动，直到所述运动装置的横坐标或纵坐标与所述第二预设点的横坐标或纵坐标相同，然后沿着纵向或横向继续移动，直到到达第二预设点；在移动过程中，当所述运动装置遇到障碍物时：所述运动装置沿着障碍物的边界移动，并在移动过程中判断是否移动到与第二预设点横坐标或纵坐标相同的点；若是，则判断是否能够沿纵向或横向移动，若能，则沿纵向或横向移动到第二预设点，若不能，则继续沿着障碍物的边界移动，直到移动到与第二预设点的横坐标或纵坐标相同的另外一点，然后自该另外一点起沿纵向或横向移动到第二预设点；否则，所述运动装置继续沿着障碍物的边界移动，直到该障碍物的边界上的点的纵坐标或横坐标与所述第一预设点的纵坐标或横坐标相同，然后继续沿着横向或纵向移动，直到与第二预设点的横坐标或纵坐标相同，然后沿着纵向或横向继续移动，直到到达第二预设点。

根据本发明的技术方案，运动装置能够根据最强信号确定靠近区域的边界的点，然后以该点起以第一设定距离沿着区域边界绕行，并 在移动的过程中记录所经过的点的坐标，从而绘制出所经过的区域的边界的地图，得到该区域的边界信息；但是，由于根据边界地图无法得知区域内的具体布局信息，因此，控制运动装置以大于第一设定距离的第二设定距离沿着区域边界移动，能够得到区域边界以内的布局信息；因此，本发明实施例的技术方案，即能够得到区域的布局信息，也能够在一定程度上有助于提高运动装置路径规划的可行性。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的一种绘制区域地图的方法的示意图；

图2是根据本发明实施例的另一种绘制区域地图的方法的示意图；

图3是根据本发明实施例的运动装置在绘制地图模式下的移动示意图；

图4是根据本发明实施例的运动装置在非绘制地图模式下的移动示意图；

图5是根据本发明实施例的一种绘制区域地图的装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本发明实施例的一种绘制区域地图的方法的示意图。如图1所示，在图1所示的区域中，所述区域的边界设置有信号源，设定区域1的每个边界2上都安装有一个信号源3(如图1中的A、B、C、以及D)，每一个信号源代表一个方向，所述信号源(即蓝牙模块)安装在区域内的墙上，图中A、B、C、以及D为上述信号源在平面上的投影，该方法主要包括：运动装置(即机器人)获取当前每个信号 源的信号强度，然后确定最强信号的方向，并按该方向移动；当移动到所述区域1的第一边界的点时，所述运动装置从该点起沿所述第一边界以固定绕行方向移动，直到返回该点，在移动过程中保持所述运动装置与最近的所述区域的边界的距离为第一预设值不变；在移动过程中所述运动装置记录所经点的坐标以得到所述区域的地图。

假设当前最强的信号点为B点，则当前最强信号的方向为图1中箭头所示的方向，运动装置按照箭头所示的方向移动，当移动到E点(即，所述区域的边界的点)时，运动装置从E点开始沿着边界以固定绕行方向移动，直到返回E点，其中，固定绕行方向既可以为图中所示的绕行方向(图中4个箭头所示方向)，也可以为顺时针的绕行方向；且运动装置在移动的过程中保持与最近的区域的边界的距离为d不变，并且运动装置在移动过程中记录所经点的坐标以得到所述区域的地图；其中，可以按图1中Z点或A至D中任一点作为直角坐标系原点，横向和纵向分别作为该直角坐标系的横轴和纵轴，这样所述运动装置所经点在上述直角坐标系中的坐标由多个信号源与运动装置之间的距离来确定，运动装置根据所述信号源所提供的距离得到所述位置的坐标，例如(15、15、15、15)，并通过换算得到直角坐标系下的坐标；另外，由于运动装置是无法紧贴着边界进行运动，因而，运动装置与区域边界的距离存在一个距离d，如果d的值设置的越小，那么所得到的区域边界地图就越精确。

图2是根据本发明实施例的另一种绘制区域地图的方法的示意图。如图2所示，运动装置以保持与最近的区域边界的距离为第二预设值的方式移动，该第二预设值大于所述第一预设值；在移动过程中，遇到障碍物时，所述运动装置沿该障碍物的边界移动，直到与所述最近的区域边界的距离恢复为第二预设值，然后继续以保持与最近的区域边界的距离为第二预设值的方式移动；在移动过程中所述运动装置记录所经点的坐标以得到所述区域边界内的地图。

运动装置在移动的过程中，始终保持与区域的边界2的距离为d1(即第二预设值)，但在移动过程中遇到障碍物时，运动装置从S点起沿着障碍物的边界移动，移动路线如图2中显示的两种路线(路线21和22)，当移动过程中运动装置到达N点时，与区域边界的距离恢复为d1，此时继续以保持与区域边界的距离为d1的方式移动(即沿虚线23运动)，并且所述运动装置在移动过程中记录所经点的坐标，从而得到区域边界内的地图。

上述是运动装置在移动过程中遇到一个障碍物时的具体移动路径，如果运动装置在移动过程中遇到多个障碍物，只要重复执行上述移动的方法即可。

图3是根据本发明实施例的运动装置在绘制地图模式下的移动示意图。如图3所示，运动装置按照绘制地图模式从第一预设点移动到第二预设点；所述绘制地图模式即在运动装置移动的过程中，记录所经过的点的坐标从而形成地图。

所述运动装置根据第一预设点的坐标与第二预设点的坐标计算得到两点连线与水平方向之间的第一夹角，并按照所述第一夹角从第一预设点沿直线移动到第二预设点；在移动过程中，遇到障碍物时，所述运动装置沿着障碍物的边界移动，当达到该障碍物边界与所述直线相交的点时，自该点起沿所述直线继续移动，直到到达所述第二预设点。

如图3(a)所示，当运动装置按照绘制地图模式从第一预设点(即图中的F点)移动到第二预设点(即图中的G点)，运动装置根据F点和G点的坐标计算得到直线FG和水平方向的第一夹角α，然后按照第一夹角α从F点沿直线移动到G点。

如图3(b)所示，在移动过程中，如果遇到障碍物，即运动装置 运动到H点时，沿着障碍物的边界移动，直到到达该障碍物边界与直线FG相交的点(即J点)，然后自J点起，运动装置沿着直线FG继续移动，直到到达G点；在此过程中，运动装置能够以两种路线移动(即路线31和32)。

图4是根据本发明实施例的运动装置在非绘制地图模式下的移动示意图。如图4所示，运动装置按照非绘制地图模式从第一预设点移动到第二预设点。

所述非绘制地图模式为：所述运动装置自第一预设点起横向或纵向移动，直到所述运动装置的横坐标或纵坐标与所述第二预设点的横坐标或纵坐标相同，然后沿着纵向或横向继续移动，直到到达第二预设点；在移动过程中，当所述运动装置遇到障碍物时：所述运动装置沿着障碍物的边界移动，并在移动过程中判断是否移动到与第二预设点纵坐标或横坐标相同的点；

若是，则判断是否可以沿纵向或横向移动，若可以，则沿纵向或横向移动到第二预设点，若不可以，则继续沿着障碍物的边界移动，直到移动到与第二预设点的纵坐标或横坐标相同的另外一点，然后自该另外一点起沿纵向或横向移动到第二预设点；

否则，所述运动装置继续沿着障碍物的边界移动，直到该障碍物的边界上的点的纵坐标或横坐标与所述第一预设点的纵坐标或横坐标相同，然后继续沿着横向或纵向移动，直到与第二预设点的横坐标或纵坐标相同，然后沿着纵向或横向继续移动，直到到达第二预设点。

如图4(a)所示，当运动装置以非绘制地图的模式从第一预设点(即图中的K点)移动到第二预设点(即图中的L点)时，以K点为起点横向或者纵向移动：

以运动装置自K点横向移动为例，当运动装置移动到点M时，M点的横坐标与L点的横坐标相同，然后运动装置沿着纵向继续移动，直到到达L点。

以运动装置自K点纵向移动为例，当运动装置移动到点N时，N点的纵坐标与L点的纵坐标相同，然后运动装置沿着横向继续移动，直到到达L点。

以运动装置自K点起先横向移动为例，如果运动装置在从K点移动到L点的过程中遇到障碍物(即运动装置移动到U点时)，自U点起运动装置沿着障碍物的边界移动，并在移动过程中判断是否移动到与L点横坐标相同的点。

在移动到与L点横坐标相同的点的情况下，如图4(b)所示，当运动装置以路线41移动到O点时，O点的横坐标与L点的横坐标相同，则运动装置判断在O点是否能够沿纵向移动，运动装置在O点不可以沿纵向移动，则继续沿着障碍物的边界移动，直到移动到P点，然后从P点开始沿着纵向移动到L点；如果运动装置以路线42移动到P点时，P点的横坐标与L点的横坐标相同，运动装置判断在P点可以沿纵向移动，则运动装置自P点开始沿纵向移动到L点。

图4(b)中是运动装置在沿障碍物边界有与L点横坐标相同的点的情况，但是如图4(c)所示的情况，运动装置沿着障碍物边界移动是无法到达L点的情况，因此，在这样的情况下，运动装置移动到U点碰到障碍物以后，自U点起以路线(43或44)继续沿着障碍物的边界移动，当运动装置移动到Q点时，Q点的纵坐标与K点的纵坐标相同，然后自Q点起沿着横向继续移动，直到到达与L点横坐标相同的R点，然后从R点开始沿着纵向移动，直到到达L点。

运动装置自K点起先纵向移动的原理与横向移动的原理相同，不再赘述。

图5是根据本发明实施例的一种绘制区域地图的装置的示意图。 如图5所示，该绘制区域地图的装置50主要包括运动控制模块51和记录模块52。运动控制模块51设置于运动装置中，用于确定当前最强信号的方向，然后控制运动装置按该方向移动；当移动到所述区域的第一边界的点时，控制所述运动装置从该点起沿所述第一边界以固定绕行方向移动，直到返回该点，并在移动过程中控制所述运动装置保持与最近的所述区域的边界的距离为第一预设值不变；记录模块52设置于所述运动装置中，用于在移动过程中记录所述运动装置所经点的坐标以得到所述区域的地图。

所述绘制区域地图的装置50的运动控制模块51还可用于，控制运动装置以保持与最近的区域边界的距离为第二预设值的方式运动，该第二预设值大于所述第一预设值；当所述运动装置在移动过程中遇到障碍物时，控制所述运动装置沿该障碍物的边界移动，直到所述最近的区域边界的距离恢复为第二预设值，然后控制运动装置继续以保持与最近的区域边界的距离为第二预设值的方式运动；所述记录模块52还可用于在移动过程中记录所述运动装置所经点的坐标以得到所述区域边界内的地图。

所述绘制区域地图的装置50的运动控制模块51还可用于控制所述运动装置按照绘制地图模式从第一预设点移动到第二预设点；所述绘制地图模式为：所述运动装置根据第一预设点的坐标与第二预设点的坐标计算得到两点连线与水平方向之间的第一夹角，并按照所述第一夹角从第一预设点沿直线移动到第二预设点；在移动过程中，遇到障碍物时，所述运动装置沿着障碍物的边界移动，当达到该障碍物边界与所述直线相交的点时，自该点起沿所述直线继续移动，直到到达所述第二预设点。

所述绘制区域地图的装置50的运动控制模块51还可用于控制所述运动装置按照非绘制地图模式从第一预设点移动到第二预设点；所述非绘制地图模式为：所述运动装置自第一预设点起横向或纵向移动， 直到所述运动装置的横坐标或纵坐标与所述第二预设点的横坐标或纵坐标相同，然后沿着纵向或横向继续移动，直到到达第二预设点；在移动过程中，当所述运动装置遇到障碍物时：所述运动装置沿着障碍物的边界移动，并在移动过程中判断是否移动到与第二预设点横坐标或纵坐标相同的点；若是，则判断是否能够沿纵向或横向移动，若能，则沿纵向或横向移动到第二预设点，若不能，则继续沿着障碍物的边界移动，直到移动到与第二预设点的横坐标或纵坐标相同的另外一点，然后自该另外一点起沿纵向或横向移动到第二预设点；否则，所述运动装置继续沿着障碍物的边界移动，直到该障碍物的边界上的点的纵坐标或横坐标与所述第一预设点的纵坐标或横坐标相同，然后继续沿着横向或纵向移动，直到与第二预设点的横坐标或纵坐标相同，然后沿着纵向或横向继续移动，直到到达第二预设点。

根据本发明实施例的技术方案，运动装置能够根据最强信号确定靠近区域的边界的点，然后以该点起以第一设定距离沿着区域边界绕行，并在移动的过程中记录所经过的点的坐标，从而绘制出所经过的区域的边界的地图，得到该区域的边界信息；但是，由于根据边界地图无法得知区域内的具体布局信息，因此，控制运动装置以大于第一设定距离的第二设定距离沿着区域边界移动，能够得到区域边界以内的布局信息；因此，本发明实施例的技术方案，即能够得到区域的布局信息，也能够在一定程度上有助于提高运动装置路径规划的可行性。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。