障碍物形状绘制方法、装置、移动机器人及存储介质与流程

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种障碍物形状绘制方法、装置、移动机器人及存储介质。

背景技术：

1、随着科技的发展，越来越多人使用机器人辅助日常生活和办公活动，当前，智能扫地机器人利用激光雷达、视觉扫描或激光-视觉融合技术生成栅格地图或语义栅格地图进行避障清洁。

2、此时，栅格地图的可视化效果程度低，只能区分有无障碍物，无法分辨障碍物具体是哪种物体，影响用户使用过程中的视觉体验。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种障碍物形状绘制方法、装置、移动机器人及存储介质，用于解决栅格地图可视化程度低的问题，提高用户的视觉体验。

2、本发明第一方面提供了一种障碍物形状绘制方法，包括：获取语义栅格地图，从所述语义栅格地图中提取目标类别的语义点；对所述目标类别的语义点进行聚类，得到至少一个目标类别物体；根据第一预设规则对所述至少一个目标类别物体中的特殊语义物体进行障碍物形状绘制，得到第一绘制结果，所述特殊语义物体为靠墙角放置的方形物体；根据第二预设规则对所述至少一个目标类别物体中的非特殊语义物体进行障碍物形状绘制，得到第二绘制结果；根据所述第一绘制结果和/或所述第二绘制结果生成可视化栅格地图。

3、可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述根据第一预设规则对所述至少一个目标类别物体中的特殊语义物体进行障碍物形状绘制，得到第一绘制结果，包括：当所述至少一个目标类别物体中包含特殊语义物体时，筛选出所述至少一个目标类别物体中的特殊语义物体，得到至少一个目标类别特殊物体；检测出所述至少一个目标类别特殊物体中每个目标类别特殊物体的一对对角点，基于对角点绘制矩形，得到至少一个特殊物体轮廓；将所述至少一个特殊物体轮廓内部用所述目标类别物体对应的预设颜色填充，生成第一绘制结果。

4、可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述检测出所述至少一个目标类别特殊物体中每个目标类别特殊物体的一对对角点，基于对角点绘制矩形，得到至少一个特殊物体轮廓，包括：提取所述至少一个目标类别特殊物体的初始轮廓，基于所述至少一个目标类别特殊物体的初始轮廓进行角点检测；将所述至少一个目标类别特殊物体的初始轮廓旋转至水平位置，从旋转后的初始轮廓上选择形成对角的角点，得到至少一对对角点；基于每对对角点的两个角点生成穿过角点的水平线和竖直线，将水平线和竖直线形成的方形轮廓确定为对应的目标类别特殊物体的特殊物体轮廓，得到至少一个特殊物体轮廓，将所述至少一个特殊物体轮廓分别逆旋转至对应初始轮廓的位置。

5、可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述将所述至少一个目标类别特殊物体的初始轮廓旋转至水平位置，包括：检测出所述至少一个目标类别特殊物体中每个目标类别特殊物体的初始轮廓上最长的直线；计算每条最长直线与水平方向的夹角，将所述夹角确定为摆正角度，得到至少一个摆正角度，所述至少一个摆正角度与所述至少一个目标类别特殊物体一一对应；将所述至少一个目标类别特殊物体的初始轮廓分别旋转对应的摆正角度。

6、可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述根据第二预设规则对所述至少一个目标类别物体中的非特殊语义物体进行障碍物形状绘制，得到第二绘制结果，包括：当所述至少一个目标类别物体中包含非特殊语义物体时，筛选出所述至少一个目标类别物体中的非特殊语义物体，得到至少一个目标类别常规物体；根据所述至少一个目标类别常规物体的预设形状属性计算每个目标类别常规物体的最小外接轮廓，得到至少一个物体轮廓；根据所述至少一个物体轮廓进行障碍物形状绘制，生成第二绘制结果。

7、可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述根据所述至少一个目标类别常规物体的预设形状属性计算每个目标类别常规物体的最小外接轮廓，得到至少一个物体轮廓，包括：当所述至少一个目标类别常规物体中存在预设形状属性为方形的物体时，计算所述至少一个目标类别常规物体中预设形状属性为方形的目标类别常规物体的最小外接矩形，得到至少一个矩形物体轮廓；当所述至少一个目标类别常规物体中存在预设形状属性为圆形的物体时，计算所述至少一个目标类别常规物体中预设形状属性为圆形的目标类别常规物体的最小拟合圆，得到至少一个圆形物体轮廓。

8、可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述根据所述至少一个物体轮廓进行障碍物形状绘制，生成第二绘制结果，包括：当得到至少一个矩形物体轮廓时，将每个矩形物体轮廓向内收缩，得到至少一个新的矩形物体轮廓，将所述至少一个新的矩形物体轮廓内部用所述目标类别物体对应的预设颜色填充，得到至少一个矩形形状；当得到至少一个圆形物体轮廓时，将所述至少一个圆形物体轮廓内部用所述目标类别物体对应的预设颜色填充，得到至少一个圆形形状；根据所述至少一个矩形形状和/或所述至少一个圆形形状，生成第二绘制结果。

9、可选的，在本发明第一方面的第七种实现方式中，所述当得到至少一个矩形物体轮廓时，将每个矩形物体轮廓向内收缩，得到至少一个新的矩形物体轮廓，包括：当得到至少一个矩形物体轮廓时，获取每个矩形物体轮廓的四个角点，将所述四个角点分别向矩形中心点方向在水平和竖直两个维度上分别缩减预设数量的像素点。

10、可选的，在本发明第一方面的第八种实现方式中，所述对所述目标类别的语义点进行聚类，得到至少一个目标类别物体，包括：读取预设物体清单中所述目标类别的聚类半径和最小样本数；调用预设聚类算法，将所述聚类半径和所述最小样本数作为所述预设聚类算法的输入，得到至少一个语义点序列；将所述至少一个语义点序列中的每个语义点序列确认为对应的一个目标类别物体，得到至少一个目标类别物体。

11、可选的，在本发明第一方面的第九种实现方式中，所述获取语义栅格地图，从所述语义栅格地图中提取目标类别的语义点，包括：获取语义栅格地图；读取预设物体清单中目标类别的灰度像素值；从所述语义栅格地图中提取所述目标类别的灰度像素值对应的语义点，得到目标类别的语义点。

12、可选的，在本发明第一方面的第十种实现方式中，所述根据所述第一绘制结果和/或所述第二绘制结果生成可视化栅格地图，包括：当仅存在所述第一绘制结果时，将所述第一绘制结果确认为可视化栅格地图；当仅存在所述第二绘制结果时，将所述第二绘制结果确认为可视化栅格地图；当同时存在所述第一绘制结果和所述第二绘制结果时，将所述第一绘制结果和所述第二绘制结果进行叠加，得到可视化栅格地图。

13、可选的，在本发明第一方面的第十一种实现方式中，在获取语义栅格地图之前，还包括：设置物体清单，所述物体清单包括类别、灰度像素值、填充颜色值、形状、聚类半径和最小样本数；调用预置的地图绘制算法，根据所述物体清单生成语义栅格地图，所述语义栅格地图包括多种类别的语义点，不同类别的语义点用不同的灰度像素值展示。

14、本发明第二方面提供了一种障碍物形状绘制装置，包括：获取模块，用于获取语义栅格地图，从所述语义栅格地图中提取目标类别的语义点；聚类模块，用于对所述目标类别的语义点进行聚类，得到至少一个目标类别物体；第一绘制模块，用于根据第一预设规则对所述至少一个目标类别物体中的特殊语义物体进行障碍物形状绘制，得到第一绘制结果，所述特殊语义物体为靠墙角放置的方形物体；第二绘制模块，用于根据第二预设规则对所述至少一个目标类别物体中的非特殊语义物体进行障碍物形状绘制，得到第二绘制结果；生成模块，用于根据所述第一绘制结果和/或所述第二绘制结果生成可视化栅格地图。

15、可选的，在本发明第二方面的第一种实现方式中，所述第一绘制模块包括：第一筛选子模块，用于当所述至少一个目标类别物体中包含特殊语义物体时，筛选出所述至少一个目标类别物体中的特殊语义物体，得到至少一个目标类别特殊物体；第一绘制子模块，用于检测出所述至少一个目标类别特殊物体中每个目标类别特殊物体的一对对角点，基于对角点绘制矩形，得到至少一个特殊物体轮廓；填充子模块，用于将所述至少一个特殊物体轮廓内部用所述目标类别物体对应的预设颜色填充，生成第一绘制结果。

16、可选的，在本发明第二方面的第二种实现方式中，所述第一绘制子模块包括：提取单元，用于提取所述至少一个目标类别特殊物体的初始轮廓，基于所述至少一个目标类别特殊物体的初始轮廓进行角点检测；选择单元，用于将所述至少一个目标类别特殊物体的初始轮廓旋转至水平位置，从旋转后的初始轮廓上选择形成对角的角点，得到至少一对对角点；确定单元，用于基于每对对角点的两个角点生成穿过角点的水平线和竖直线，将水平线和竖直线形成的方形轮廓确定为对应的目标类别特殊物体的特殊物体轮廓，得到至少一个特殊物体轮廓，将所述至少一个特殊物体轮廓分别逆旋转至对应初始轮廓的位置。

17、可选的，在本发明第二方面的第三种实现方式中，所述选择单元具体用于：检测出所述至少一个目标类别特殊物体中每个目标类别特殊物体的初始轮廓上最长的直线；计算每条最长直线与水平方向的夹角，将所述夹角确定为摆正角度，得到至少一个摆正角度，所述至少一个摆正角度与所述至少一个目标类别特殊物体一一对应；将所述至少一个目标类别特殊物体的初始轮廓分别旋转对应的摆正角度。

18、可选的，在本发明第二方面的第四种实现方式中，所述第二绘制模块包括：第二筛选子模块，用于当所述至少一个目标类别物体中包含非特殊语义物体时，筛选出所述至少一个目标类别物体中的非特殊语义物体，得到至少一个目标类别常规物体；计算子模块，用于根据所述至少一个目标类别常规物体的预设形状属性计算每个目标类别常规物体的最小外接轮廓，得到至少一个物体轮廓；第二绘制子模块，用于根据所述至少一个物体轮廓进行障碍物形状绘制，生成第二绘制结果。

19、可选的，在本发明第二方面的第五种实现方式中，所述计算子模块具体用于：当所述至少一个目标类别常规物体中存在预设形状属性为方形的物体时，计算所述至少一个目标类别常规物体中预设形状属性为方形的目标类别常规物体的最小外接矩形，得到至少一个矩形物体轮廓；当所述至少一个目标类别常规物体中存在预设形状属性为圆形的物体时，计算所述至少一个目标类别常规物体中预设形状属性为圆形的目标类别常规物体的最小拟合圆，得到至少一个圆形物体轮廓。

20、可选的，在本发明第二方面的第六种实现方式中，所述第二绘制子模块包括：收缩单元，用于当得到至少一个矩形物体轮廓时，将每个矩形物体轮廓向内收缩，得到至少一个新的矩形物体轮廓，将所述至少一个新的矩形物体轮廓内部用所述目标类别物体对应的预设颜色填充，得到至少一个矩形形状；填充单元，用于当得到至少一个圆形物体轮廓时，将所述至少一个圆形物体轮廓内部用所述目标类别物体对应的预设颜色填充，得到至少一个圆形形状；生成单元，用于根据所述至少一个矩形形状和/或所述至少一个圆形形状，生成第二绘制结果。

21、可选的，在本发明第二方面的第七种实现方式中，所述收缩单元具体用于：当得到至少一个矩形物体轮廓时，获取每个矩形物体轮廓的四个角点，将所述四个角点分别向矩形中心点方向在水平和竖直两个维度上分别缩减预设数量的像素点；将所述至少一个新的矩形物体轮廓内部用所述目标类别物体对应的预设颜色填充，得到至少一个矩形形状。

22、可选的，在本发明第二方面的第八种实现方式中，所述聚类模块具体用于：读取预设物体清单中所述目标类别的聚类半径和最小样本数；调用预设聚类算法，将所述聚类半径和所述最小样本数作为所述预设聚类算法的输入，得到至少一个语义点序列；将所述至少一个语义点序列中的每个语义点序列确认为对应的一个目标类别物体，得到至少一个目标类别物体。

23、可选的，在本发明第二方面的第九种实现方式中，所述获取模块具体用于：获取语义栅格地图；读取预设物体清单中目标类别的灰度像素值；从所述语义栅格地图中提取所述目标类别的灰度像素值对应的语义点，得到目标类别的语义点。

24、可选的，在本发明第二方面的第十种实现方式中，所述生成模块具体用于：当仅存在所述第一绘制结果时，将所述第一绘制结果确认为可视化栅格地图；当仅存在所述第二绘制结果时，将所述第二绘制结果确认为可视化栅格地图；当同时存在所述第一绘制结果和所述第二绘制结果时，将所述第一绘制结果和所述第二绘制结果进行叠加，得到可视化栅格地图。

25、可选的，在本发明第二方面的第十一种实现方式中，在所述获取模块之前还包括设置模块，所述设置模块具体用于：设置物体清单，所述物体清单包括类别、灰度像素值、填充颜色值、形状、聚类半径和最小样本数；调用预置的地图绘制算法，根据所述物体清单生成语义栅格地图，所述语义栅格地图包括多种类别的语义点，不同类别的语义点用不同的灰度像素值展示。

26、本发明第三方面提供了一种移动机器人，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述移动机器人执行上述的障碍物形状绘制方法。

27、本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的障碍物形状绘制方法。

28、本发明提供的技术方案中，获取语义栅格地图，从所述语义栅格地图中提取目标类别的语义点；对所述目标类别的语义点进行聚类，得到至少一个目标类别物体；根据第一预设规则对所述至少一个目标类别物体中的特殊语义物体进行障碍物形状绘制，得到第一绘制结果，所述特殊语义物体为靠墙角放置的方形物体；根据第二预设规则对所述至少一个目标类别物体中的非特殊语义物体进行障碍物形状绘制，得到第二绘制结果；根据所述第一绘制结果和/或所述第二绘制结果生成可视化栅格地图。本发明实施例中，利用像素值将不同语义物体分类，提高从语义栅格地图中提取同类语义点的效率，对同类别的语义点进行基于密度的聚类，整理出地图中包含的各种语义物体的数量，分别绘制每个物体的轮廓，并用相应颜色填充，方便用户识别障碍物的种类和数量，增加栅格地图可视化效果，提高用户的视觉体验。