[发明专利]用于机器人探索未知区域的地图探索方法、芯片及机器人

说明书

本发明公开用于机器人探索未知区域的地图探索方法、芯片及机器人，该地图探索方法包括：步骤S1：利用基于快速探索随机树算法的边界检测器获取符合预设通行条件的边界点；步骤S2：对步骤S1获取的边界点中的用于探索未知区域的边界点进行过滤；步骤S3：基于机器人在当前位置处探索的边界点的导航代价及其对应的收益信息，并考虑到边界点的可通行条件，从步骤S2过滤出的边界点中选择利润最高的边界点并将其配置为目标点，再控制机器人从当前位置移动至目标点，从而建立机器人的局部地图；步骤S4：重复步骤S1至步骤S4，直到建立的机器人的局部地图覆盖到整个工作区域。形成高效的RRT的地图探索算法。

技术领域

本发明涉及机器人地图探测的技术领域，涉及一种用于机器人探索未知区域的地图探索方法、芯片及机器人。

背景技术

智能移动机器人如今还是海内外研究和市场的热点，而移动机器人相关的技术很多都是围绕着地图而展开的。而地图的获取有很多种方式，然而在扫地机器人上的建图是在清扫过程中逐步的建图，这样的建图方式并不适用于机器人需要快速获取未知区域的地图的场景中，影响机器人的导航工作效率。

中国专利CN110221614A使用滤波器对边界检测器检测到的边界点进行滤波后，使用基于市场经济的多机器人任务分配策略将利润最高的边界点分配给机器人以建立起局部地图，然后共享并融合多个机器人所得到的地图信息从而得到最终的地图。在该专利是适用于调控多个机器人在同一工作环境内的信息交互延迟问题，使其消耗计算量较大的分配指令，而且没有考虑到机器人建图区域的可通行性。

发明内容

为了解决上述技术缺陷，本发明技术方案公开一种基于RRT算法改进的用于机器人探索未知区域的地图探索方法，通过较少计算量帮助机器人在未知区域内顺畅地扫描获取地图，具体的技术方案如下：

一种用于机器人探索未知区域的地图探索方法，包括：步骤1：利用基于快速探索随机树算法的边界检测器获取符合预设通行条件的边界点；步骤2：对步骤1获取的边界点中用于机器人探索未知区域的边界点的探索重复性进行检查，再根据检查结果将不符合探索重复性的边界点存入边界点列表；步骤3：基于边界点的导航代价及其对应的收益信息，并考虑到边界点的可通行条件，从边界点列表存有的边界点中选择利润最高的边界点并将其配置为目标点，再控制机器人从当前位置移动至目标点，以引导机器人在未知区域内建立地图。

与现有技术公开的中国专利CN110221614A相比，本技术方案在边界检测器的检测环节探索出符合预设通行条件的边界点，以使机器人后续遍历这些边界点的过程中远离障碍物；本技术方案在过滤边界点的环节步骤中针对用于探索未知区域的边界点进行检测筛选以获取利润最高且具备周边区域符合预设通行条件的边界点，再将其配置为目标点，相对于现有技术的边界点聚类过滤和多任务分配探索路径的方法，省去大量的计算量，形成高效的RRT的地图探索算法，具有低计算量和快速性的优点。

进一步地，所述步骤1具体包括：步骤11：基于边界检测器构建的随机树在预先创建的地图区域内随机探索出第一随机节点，然后进入步骤12；步骤12:在容器中寻找离第一随机节点最近的参考边界点，然后进入步骤13；其中，容器是机器人内部设置的支持连续存放数据信息的内存空间；容器存储有预先设定的边界点的栅格信息；栅格信息包括坐标位置信息和栅格状态信息；步骤13：自参考边界点出发朝向第一随机节点的射线上，搜索出与参考边界点相距一个预设探测半径的探索节点，然后进入步骤14；其中，预设探测半径是所述边界检测器配置的探测距离信息；步骤14：控制边界检测器在探索节点与参考边界点之间的线段上检查并获取符合预设通行条件的边界点。

与现有技术相比，该技术方案能够利用RRT算法控制机器人尽可能往不同方向探索出第一随机节点，再基于容器预先存储的节点信息在寻找属于第一随机节点附近的参考边界点，再在参考边界点与第一随机节点的连线上获取到一个以参考边界点为圆心而扫描探测到的探索节点，实现利用这个探索节点与参考边界点的连线上的符合预设通行条件的边界点，来引导机器人优先向附近具备通行条件的区域探索，且不受探索方向的约束。