[发明专利]基于激光点的机器人悬空判断方法、地图更新方法及芯片

说明书

本发明公开基于激光点的机器人悬空判断方法、地图更新方法及芯片，该机器人悬空判断方法包括控制激光传感器发射的激光束扫描待探测区域，获取激光束模拟线段；同时获取预先构建的栅格地图；根据激光束模拟线段在测距误差允许范围内经过的障碍物栅格的数目，获取具备判断作用的激光束模拟线段，并对具备判断作用的激光束模拟线段进行计数；根据具备判断作用的激光束模拟线段的数目在所有激光束模拟线段的数目中所占的比值，判断移动机器人是否处于悬空状态，或判断所述移动机器人在其行进平面的前方是否存在变为悬空状态的趋势。

技术领域

本发明涉及栅格地图优化处理的技术领域，特别是基于激光点的机器人悬空判断方法、悬空规避方法及芯片。

背景技术

在家居环境下，移动机器人的行进平面可能存在台阶、斜坡等不平坦平面，所以，移动机器人在运行中会出现被抬起或跌落的情况，此时，对于用激光定位的移动机器人，其驱动轮会离地悬空，让移动机器人脱离了原来的运行平面，而该移动机器人仍然持续建图。

目前，虽然利用跌落传感器去检测驱动轮的抬起现象、利用悬崖传感器去检测驱动轮的跌落现象，但在检测到抬起时，移动机器人已经悬在空中，会采集到几帧错误激光点云并叠加到预先构建的地图上，引起地图重叠或地图模糊。具体地，移动机器人在越障（跨越低矮的玩具障碍物、斜坡、门槛）时，由于本身的高度增加有可能扫射到墙体以外的激光点云信息，这样叠加到预先构建的地图后，可能会出现原本应该是阻挡机器人前进的墙体障碍物却变为墙体背面的点云信息的现象；另外，移动机器人在从台阶上跌落时，由于探测的高度降低有可能扫射到水平地面的激光点云信息，这样叠加到预先构建的地图后，实际获得的定位信息全是水平地面的点云信息。从而在地图中实际标记的是目标探测区域以外的位置信息，引起地图重叠或地图模糊，从而影响移动机器人使用地图进行正常的导航定位。

发明内容

机器人在其行进平面中可能被抬升或跌落的场景下，为了克服由于现有技术中的相关检测方法滞后或一些无法检测场景引起的地图重叠模糊问题，本发明结合激光点云和栅格地图，判断机器人可能被抬起、跌落的情况并及时调整地图的更新策略，避免出现构建的地图与真正需要探测的区域不符的现象。具体的技术方案如下：

基于激光点的机器人悬空判断方法，该机器人悬空判断方法适用于安装有激光传感器的移动机器人，机器人悬空判断方法包括控制激光传感器发射的激光束扫描待探测区域，获取激光束模拟线段；同时获取预先构建的栅格地图；根据激光束模拟线段在测距误差允许范围内经过的障碍物栅格的数目，获取具备判断作用的激光束模拟线段，并对具备判断作用的激光束模拟线段进行计数；根据具备判断作用的激光束模拟线段的数目在所有激光束模拟线段的数目中所占的比值，判断移动机器人是否处于悬空状态。

进一步地，所述根据具备判断作用的激光束模拟线段的数目在所有激光束模拟线段的数目中所占的比值，判断移动机器人是否处于悬空状态的方法包括控制所述激光束在所述栅格地图中映射为所述激光束模拟线段，其中，在获取一帧激光点云时，所述激光传感器在所述待探测区域内的位置是不变的；在所述一帧激光点云内，当获取的所述具备判断作用的激光束模拟线段的数目与映射出的所有激光束模拟线段的数目的比值小于或等于预设比值阈值时，确定所述移动机器人不处于悬空状态；在所述一帧激光点云内，当获取的所述具备判断作用的激光束模拟线段的数目与映射出的所有激光束模拟线段的数目的比值大于预设比值阈值时，确定所述移动机器人处于悬空状态。

进一步地，所述悬空状态包括所述移动机器人的机体前侧部分被倾斜抬升，以确定移动机器人在移动过程中相对于当前行进平面被抬升，且让所述移动机器人的驱动轮变为悬空状态；所述悬空状态还包括所述移动机器人的机体前侧部分向下倾斜，以确定移动机器人在移动过程中相对于当前行进平面出现跌落，且让所述移动机器人的驱动轮变为悬空状态。