[发明专利]一种激光导航机器人的工作区域构建方法

说明书

本发明公开一种激光导航机器人的工作区域构建方法，该工作区域构建方法包括:步骤1、根据机器人当前标记位置的预设检测方向上实时构建的激光地图的图像像素点统计信息，在对应方向上定位出轮廓边界线段；步骤2、从各个预设检测方向上选择距离机器人当前标记位置最近的轮廓边界线段，以框定出一个包围机器人当前标记位置的初始工作区域；步骤3、根据预定义的封闭区域的环境特征，删除初始工作区域的非墙体障碍物线段，并沿着初始工作区域的非墙体障碍物线段所处的预设检测方向拓展初始工作区域，直到该方向上定位出的轮廓边界线段与已经删除非墙体障碍物线段的初始工作区域的轮廓边界线段相交形成符合预定义的封闭区域的环境特征的工作区域。

技术领域

本发明涉及机器人激光即时定位和同步建图的技术领域，尤其涉及一种激光导航机器人的工作区域构建方法。

背景技术

机器人在室内地面自主导航移动的过程中，可以对室内地面轮廓边界(墙体围成的封闭区域的环境轮廓)、室内摆放的家居设备(可以称为非墙体障碍物)的摆放位置等进行检测，根据检测结果绘制室内地图并存储该室内地图，以便于后续根据存储的室内地图清扫室内地面。相关技术中，移动机器人可以检测障碍物(墙体或者非墙体障碍物)的位置，将障碍物的位置作为墙体的位置，将包括至少一个墙体围成的封闭区域作为室内地面区域，但是难以确保室内地面区域的轮廓边界位置处都是墙体，也不利于控制机器人后续进行沿墙行走。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明利用激光数据排除非墙体障碍物线段的干扰，实时分割区域的新的区域规划算法，让机器人在当前构建的局部工作区域内能够沿着墙壁行走。具体技术方案包括：

一种激光导航机器人的工作区域构建方法，该工作区域构建方法包括:步骤1、根据机器人当前标记位置的预设检测方向上实时构建的激光地图的图像像素点统计信息，在对应方向上定位出轮廓边界线段，使得这些轮廓边界线段相交形成激光地图上相邻接的工作区域，其中，预设检测方向不跟随机器人当前移动方向的变化而改变；步骤2、从各个预设检测方向上选择距离机器人当前标记位置最近的轮廓边界线段，以框定出一个包围机器人当前标记位置的初始工作区域；步骤3、当初始工作区域不符合预定义的封闭区域的环境特征，删除初始工作区域的非墙体障碍物线段，并沿着初始工作区域的非墙体障碍物线段所处的预设检测方向拓展初始工作区域，直到该方向上定位出的轮廓边界线段与已经删除非墙体障碍物线段的初始工作区域的轮廓边界线段相交形成符合预定义的封闭区域的环境特征的工作区域，其中，非墙体障碍物线段包括围成初始工作区域的不属于墙壁的轮廓边界线段和围成拓展后的初始工作区域的不属于墙壁的轮廓边界线段。

与现有技术相比，本技术方案利用激光扫描获取的地图图像像素信息实时构建机器人工作区域，并在拓展机器人工作区域的过程中反复迭代处理机器人工作区域的墙体边界，使得墙体边界对应的地图框定区域轮廓贴近实际环境，提高机器人区分墙体与非墙体障碍物的准确性和智能化水平，从而确保室内地面上形成的封闭区域的轮廓边界位置处都是墙体，提高机器人沿着先后拓展形成的封闭区域的边界墙壁导航至目标位置的效率。

进一步地，所述步骤1包括：在机器人实时构建的激光地图的图像上，从所述机器人当前标记位置开始，以第一预定数量的像素点个数对应长度为距离间隔，沿着所述预设检测方向上进行所述障碍物的直方图统计，获得对应方向上的障碍物线段与机器人当前标记位置的相对位置信息，再在所述激光地图的图像上标记定位所述预设检测方向上的所述轮廓边界线段和孤立障碍物线段，并让所述轮廓边界线段相交形成所述激光地图上相邻接的不同工作区域；其中，所述预设检测方向包括世界坐标系的X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向和Y轴负方向；或所述预设检测方向包括分别与世界坐标系的坐标轴方向成同一偏转方向上的预设角度设置的4个像素统计方向；其中，障碍物线段包括所述轮廓边界线段和孤立障碍物线段。该技术方案为所述障碍物的直方图统计提供4个有效的方向，较为全面地划分出所述激光地图上相邻接的不同工作区域。