基于地图的充电导航方法、装置、计算机设备及存储器与流程

1.本申请涉及智能电器导航技术领域，尤其涉及基于地图的充电导航方法、装置、计算机设备及存储器


背景技术：

2.扫地机器人能够自主的对一个区域进行清扫，大大降低了清洁工作所需消耗的人力。为了保证清扫工作的连续性，扫地机器人需要定期自行充电，优选的扫地机器人需要在导航系统的配合下运行到充电器所在的区域进行充电。充电器通常设置在固定的位置，但是扫地机器人和充电器之间的位置关系不固定；同时，每次需要清扫的区域以及区域中的障碍物摆放的状态不尽相同，因此无法设置一个固定的路径供扫地机器人返回充电座充电。现有的导航方法无法根据清扫区域的当前环境进行导航出错率高。


技术实现要素：

3.本申请实施例的目的在于提出一种导航成功率高的充电导航方法。
4.为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种基于地图的充电导航方法，采用了如下所述的技术方案：
5.一种基于地图的充电导航方法，包括下述步骤：
6.控制扫地机器人行走，并且将行走过的区域在坐标系中标记为可移动区域，将无法移动到的区域标记为障碍物区域；
7.持续接收充电器发射的红外信号，并且将能够接收到所述红外信号的区域在所述坐标系中标记或更新充电区域；
8.在控制扫地机器人行走至充电器进行充电的充电导航状态下，根据扫地机器人在坐标系中的当前位置和充电区域之间的可移动区域，控制扫地机器人行走至充电器。
9.进一步的，所述持续接收充电器发射的红外信号，并且将能够接收到所述红外信号的区域在所述坐标系中标记或更新充电区域，具体包括：
10.持续接收所述红外信号，并且控制扫地机器人避让能够接收到红外信号的区域；
11.将接收到红外信号的区域在所述坐标系中标记为充电区域，并且根据再次接收到红外信号的区域，更新充电区域在所述坐标系中的位置。
12.进一步的，所述将接收到红外信号的区域在所述坐标系中标记为充电区域，并且根据再次接收到红外信号的区域，更新充电区域在所述坐标系中的位置之后，该方法还包括：
13.在控制扫地机器人沿最外侧障碍物行走的沿墙状态时，持续接收所述红外信号；
14.在沿墙状态中接收到所述红外信号后进入绕弧状态，以避让充电器，并且在无法接收到红外信号时恢复到沿墙状态；
15.将扫地机器人进入绕弧状态时的区域在所述坐标系中标记为第一目标区域，将扫地机器人退出绕弧状态时的区域在所述坐标系中标记为第二目标区域。
16.进一步的，所述在控制扫地机器人行走至充电器进行充电的充电导航状态下，根据扫地机器人在坐标系中的当前位置和充电区域之间的可移动区域，控制扫地机器人行走至充电器，具体包括：
17.根据所述坐标系中扫地机器人的当前位置、所述第二目标区域的坐标以及可移动区域控制扫地机器人行走到所述第二目标区域，以接收所述红外信号并与充电器连接；
18.如果扫地机器人在所述第二目标区域没有接收到所述红外信号，则控制扫地机器人行走到所述第一目标区域，以接收所述红外信号与充电器连接。
19.进一步的，所述根据所述坐标系中扫地机器人的当前位置、所述第二目标区域的坐标以及可移动区域控制扫地机器人行走到所述第二目标区域，以接收所述红外信号并与充电器连接之后，该方法还包括：
20.如果扫地机器人无法行走到所述第二目标区域，确定所述坐标系中第二目标区域周围的空旷区域，所述空旷区域为连续的可移动区域面积大于预设值的区域。
21.驱动扫地机器人遍历所述空旷区域，并且连续接收所述红外信号，直到接收到第二目标区域附近的所述红外信号。
22.为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种基于地图的充电导航装置，采用了如下所述的技术方案：
23.一种基于地图的充电导航装置，包括：
24.第一标记模块，用于控制扫地机器人行走，并且将行走过的区域在坐标系中标记为可移动区域，将无法移动到的区域标记为障碍物区域；
25.第二标记模块，用于持续接收充电器发射的红外信号，并且将能够接收到所述红外信号的区域在所述坐标系中标记或更新充电区域；
26.导航模块，用于在控制扫地机器人行走至充电器进行充电的充电导航状态下，根据扫地机器人在坐标系中的当前位置和充电区域之间的可移动区域，控制扫地机器人行走至充电器。
27.进一步的，所述第二标记模块，具体包括：
28.规避子模块，用于持续接收所述红外信号，并且控制扫地机器人避让能够接收到红外信号的区域；
29.充电区域标记子模块，用于将接收到红外信号的区域在所述坐标系中标记为充电区域，并且根据再次接收到红外信号的区域，更新充电区域在所述坐标系中的位置。
30.进一步的，所述第二标记模块还包括：
31.沿墙移动子模块，用于在控制扫地机器人沿最外侧障碍物行走的沿墙状态时，持续接收所述红外信号；
32.绕弧子模块，用于在沿墙状态中接收到所述红外信号后进入绕弧状态，以避让充电器，并且在无法接收到红外信号时恢复到沿墙状态；
33.目标区域标记子模块，用于将扫地机器人进入绕弧状态时的区域在所述坐标系中标记为第一目标区域，将扫地机器人退出绕弧状态时的区域在所述坐标系中标记为第二目标区域。
34.为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机设备，采用了如下所述的技术方案：
35.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的基于地图的充电导航方法的步骤。
36.为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，采用了如下所述的技术方案：
37.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的基于地图的充电导航方法的步骤。
38.与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：通过将扫地机器人行走过后的区域标记在坐标系中，并且在坐标系中连续更新充电区域所在的位置，之后在充电导航的状态下控制机器人根据所述坐标系中的标记，移动到充电区域并且通过红外信号与充电器取得连接，通过绘制地图并且导航的方式使得扫地机器人能够有效适应清洁区域，连续更新充电区域，防止运动过程中产生的定位误差对寻址的影响，该方案对充电导航的成功率高。
附图说明
39.为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1根据本申请的一种基于地图的充电导航的方法的一个实施例的流程图；
41.图2是图1中步骤s200的流程图；
42.图3是图1中步骤s300的流程图；
43.图4是根据本申请的一种基于地图的充电导航的装置的一个实施例的结构示意图；
44.图5是根据本申请的计算机设备的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
45.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
46.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
47.为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
48.参考图1，示出了根据本申请的一种一种基于地图的充电导航的方法的一个实施
例的流程图。所述的基于地图的充电导航方法，包括以下步骤：
49.步骤s100：控制扫地机器人行走，并且将行走过的区域在坐标系中标记为可移动区域，将无法移动到的区域标记为障碍物区域；
50.步骤s200：持续接收充电器发射的红外信号，并且将能够接收到所述红外信号的区域在所述坐标系中标记或更新充电区域；
51.步骤s300：在控制扫地机器人行走至充电器进行充电的充电导航状态下，根据扫地机器人在坐标系中的当前位置和充电区域之间的可移动区域，控制扫地机器人行走至充电器。
52.具体的，扫地机器人在扫地过程中，在坐标系中对行走过得区域进行标记，形成了地图，地图中包括能够同行的点以及障碍物区域，扫地机器人和充电器之间的配合是通过红外信号配合的，当扫地机器人接收到充电器的红外信号的时候，即可和充电器进行配对充电，扫地机器人在行走的过程中将接收到红外信号的位置标记在地图上。因为颠簸、碰撞和轮子一定程度上产生的空转等原因的积累，行走过程中的定位可能出现误差，地图信息自然也会出现误差，所以当再次检测到充电区域时，更新充电区域在地图上的位置。
53.本申请实施例主要有以下有益效果：通过将扫地机器人行走过后的区域标记在坐标系中，并且在坐标系中连续更新充电区域所在的位置，之后在充电导航的状态下控制机器人根据所述坐标系中的标记，移动到充电区域并且通过红外信号与充电器取得连接，通过绘制地图并且导航的方式使得扫地机器人能够有效适应清洁区域，连续更新充电区域，防止运动过程中产生的定位误差对寻址的影响，该方案对充电导航的成功率高。
54.进一步的，所述步骤s200：持续接收充电器发射的红外信号，并且将能够接收到所述红外信号的区域在所述坐标系中标记或更新充电区域，具体包括：
55.步骤s201：持续接收所述红外信号，并且控制扫地机器人避让能够接收到红外信号的区域；
56.步骤s202：将接收到红外信号的区域在所述坐标系中标记为充电区域，并且根据再次接收到红外信号的区域，更新充电区域在所述坐标系中的位置。
57.具体的，在扫地过程当中，为了减少计划外的充电行为等误操作，扫地机器人在清扫的过程中，自行规避充电区域，并且每次经过充电区域时在地图上更新充电区域的位置。该方案能够精确定位充电位置，提升充电导航的准确度。
58.进一步的，所述步骤s202将接收到红外信号的区域在所述坐标系中标记为充电区域，并且根据再次接收到红外信号的区域，更新充电区域在所述坐标系中的位置之后，该方法还包括：
59.步骤s203：在控制扫地机器人沿最外侧障碍物行走的沿墙状态时，持续接收所述红外信号；
60.步骤s204：在沿墙状态中接收到所述红外信号后进入绕弧状态，以避让充电器，并且在无法接收到红外信号时恢复到沿墙状态；
61.步骤s205：将扫地机器人进入绕弧状态时的区域在所述坐标系中标记为第一目标区域，将扫地机器人退出绕弧状态时的区域在所述坐标系中标记为第二目标区域。
62.具体的，扫地机器人清扫过程的最后一个阶段是，沿着地图中的外层障碍物区域行走，以保证边缘区域的清洁，在此过程中必然经历充电区域，扫地机器人在充电围绕充电
区域以弧形路径行走，并且记录开始检测到红外信号的第一目标区域，和最后检测到红外信号的第二目标区域。通过两个目标区域的确定，更准确的记录充电区域的位置。该方案的回充导航准确率高。
63.进一步的，所述步骤s300：在控制扫地机器人行走至充电器进行充电的充电导航状态下，根据扫地机器人在坐标系中的当前位置和充电区域之间的可移动区域，控制扫地机器人行走至充电器，具体包括：
64.步骤s301：根据所述坐标系中扫地机器人的当前位置、所述第二目标区域的坐标以及可移动区域控制扫地机器人行走到所述第二目标区域，以接收所述红外信号并与充电器连接；
65.步骤s302：如果扫地机器人在所述第二目标区域没有接收到所述红外信号，则控制扫地机器人行走到所述第一目标区域，以接收所述红外信号与充电器连接。
66.扫地机器人分别在第一区域和第二区域寻找红外信号，一旦接受到红外信号，自行与充电器配对并进入到充电状态，该方案充电导航的成功率高。
67.进一步的，所述根据所述坐标系中扫地机器人的当前位置、所述第二目标区域的坐标以及可移动区域控制扫地机器人行走到所述第二目标区域，以接收所述红外信号并与充电器连接之后，该方法还包括：
68.步骤s303：如果扫地机器人无法行走到所述第二目标区域，确定所述坐标系中第二目标区域周围的空旷区域，所述空旷区域为连续的可移动区域面积大于预设值的区域。
69.步骤s304：驱动扫地机器人遍历所述空旷区域，并且连续接收所述红外信号，直到接收到第二目标区域附近的所述红外信号。
70.具体的，导航过程中，因为地图和扫地机器人位置的误差，扫地机器人可能无法返回到第二目标区域，在这种情况下，将导航机器人导航至第二目标区域附近的空位上，并做随机运动，在此过程中很有可能接收到红外信号从而与充电器配对，进入充电状态，该方案提升了充电导航的成功率。
71.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read
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only memory，rom)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
72.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。
73.进一步参考图2，作为对上述图1所示方法的实现，本申请提供了一种基于地图的充电导航装置的一个实施例，该装置实施例与图2 所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。
74.为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种基于地图的充电导航装置，采
用了如下所述的技术方案：
75.一种基于地图的充电导航装置，包括：
76.第一标记模块100，用于控制扫地机器人行走，并且将行走过的区域在坐标系中标记为可移动区域，将无法移动到的区域标记为障碍物区域；
77.第二标记模块200，用于持续接收充电器发射的红外信号，并且将能够接收到所述红外信号的区域在所述坐标系中标记或更新充电区域；
78.导航模块300，用于在控制扫地机器人行走至充电器进行充电的充电导航状态下，根据扫地机器人在坐标系中的当前位置和充电区域之间的可移动区域，控制扫地机器人行走至充电器。
79.具体的，扫地机器人在扫地过程中，在坐标系中对行走过得区域进行标记，形成了地图，地图中包括能够同行的点以及障碍物区域，扫地机器人和充电器之间的配合是通过红外信号配合的，当扫地机器人接收到充电器的红外信号的时候，即可和充电器进行配对充电，扫地机器人在行走的过程中将接收到红外信号的位置标记在地图上。因为颠簸、碰撞和轮子一定程度上产生的空转等原因的积累，行走过程中的定位可能出现误差，地图信息自然也会出现误差，所以当再次检测到充电区域时，更新充电区域在地图上的位置。
80.本申请实施例主要有以下有益效果：通过将扫地机器人行走过后的区域标记在坐标系中，并且在坐标系中连续更新充电区域所在的位置，之后在充电导航的状态下控制机器人根据所述坐标系中的标记，移动到充电区域并且通过红外信号与充电器取得连接，通过绘制地图并且导航的方式使得扫地机器人能够有效适应清洁区域，连续更新充电区域，防止运动过程中产生的定位误差对寻址的影响，该方案对充电导航的成功率高。
81.进一步的，所述第二标记模块，具体包括：
82.规避子模块，用于持续接收所述红外信号，并且控制扫地机器人避让能够接收到红外信号的区域；
83.充电区域标记子模块，用于将接收到红外信号的区域在所述坐标系中标记为充电区域，并且根据再次接收到红外信号的区域，更新充电区域在所述坐标系中的位置。
84.进一步的，所述第二标记模块还包括：
85.沿墙移动子模块，用于在控制扫地机器人沿最外侧障碍物行走的沿墙状态时，持续接收所述红外信号；
86.绕弧子模块，用于在沿墙状态中接收到所述红外信号后进入绕弧状态，以避让充电器，并且在无法接收到红外信号时恢复到沿墙状态；
87.目标区域标记子模块，用于将扫地机器人进入绕弧状态时的区域在所述坐标系中标记为第一目标区域，将扫地机器人退出绕弧状态时的区域在所述坐标系中标记为第二目标区域。
88.为解决上述技术问题，本申请实施例还提供计算机设备。具体请参阅图5，图5为本实施例计算机设备基本结构框图。
89.所述计算机设备3包括通过系统总线相互通信连接存储器61、处理器62、网络接口63。需要指出的是，图中仅示出了具有组件61
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63的计算机设备6，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算
和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(application specific integrated circuit， asic)、可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、数字处理器(digital signal processor，dsp)、嵌入式设备等。
90.所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
91.所述存储器61至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器61可以是所述计算机设备6的内部存储单元，例如该计算机设备6的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器61也可以是所述计算机设备6的外部存储设备，例如该计算机设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。当然，所述存储器61还可以既包括所述计算机设备6的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器61通常用于存储安装于所述计算机设备6的操作系统和各类应用软件，例如一种基于地图的充电导航方法的程序代码等。此外，所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
92.所述处理器62在一些实施例中可以是中央处理器(centralprocessing unit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器62通常用于控制所述计算机设备6的总体操作。本实施例中，所述处理器62用于运行所述存储器61中存储的程序代码或者处理数据，例如运行所述一种基于地图的充电导航方法的程序代码。
93.所述网络接口63可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口63通常用于在所述计算机设备6与其他电子设备之间建立通信连接。
94.本申请还提供了另一种实施方式，即提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一种基于地图的充电导航程序，所述一种基于地图的充电导航程序可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的一种基于地图的充电导航方法的步骤。
95.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
96.显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他
相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。