[发明专利]一种基于激光栅格地图的分割方法

说明书

本发明公开一种基于激光栅格地图的分割方法，该分割方法根据激光数据扫描的轮廓信息只确定一个启动工作位置，并规划出沿着激光栅格地图内标记的最长连通区域的延伸方向拓展的弓字形路径，然后机器人从一个启动工作位置开始沿着所述弓字形路径，实时根据遍历过的栅格面积和连通区域的宽度设置地图坐标轴方向上的区域分割线，能在限定激光栅格地图的分割次数的基础上实现对室内工作环境中的长廊区域的分割以及各个相邻接的房间区域的有效分割，避免分割获得的新的工作区域出现局部区域面积过大或开口通道过小而影响机器人的工作效率，使得在分割地图中存在走廊的分割与真实环境一致，提高机器人的工作效率。

技术领域

本发明涉及栅格地图分割的技术领域，尤其涉及一种基于激光栅格地图的分割方法。

背景技术

用于机器人自主定位导航技术中最常见的地图类型是栅格地图。栅格地图中的自由区域表示机器人可以通过的区域，获得具有栅格标记信息的区域有助于机器人建立工作区域、全局定位和路径规划。现有技术对栅格地图的分割算法基本都需要预先确定每个房间区域的中心位置才能对室内区域进行分割，并且现有的形态学分割可能会因为障碍物边界的影响而把走廊和邻近的区域合并，使得在分割地图中存在走廊的分割与真实环境不一致的情况。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于激光栅格地图的分割方法，具体的技术方案如下：

一种基于激光栅格地图的分割方法，包括：步骤1、控制机器人通过激光传感器扫描室内工作环境，获取用激光线段描述的室内工作环境的轮廓信息，并构建起激光栅格地图；步骤2、根据室内工作环境的轮廓信息控制机器人移动至距离机器人启动位置最近且激光线段最长的栅格位置，然后从该栅格位置开始以弓字形路径遍历室内工作环境，其中，该弓字形路径沿着激光栅格地图内标记的最长连通区域的延伸方向拓展；步骤3、当机器人沿着步骤2所述的弓字形路径遍历过的栅格面积的增量处于分割面积阈值范围内，且激光传感器扫描到的当前遍历位置所处的连通区域在激光栅格地图的竖直坐标轴方向或水平坐标轴方向的宽度处于分界长度阈值范围内时，在机器人当前遍历位置处沿着对应的坐标轴方向设置区域分割线，从室内工作环境中分割出新的工作区域，其中，这个新的工作区域是未遍历过的区域；步骤4、控制机器人继续沿着步骤2所述的弓字形路径遍历室内工作环境的所述最长连通区域；步骤5、当机器人开始遍历分割出的所述新的工作区域时，重新记录机器人在这个新的工作区域沿着步骤2所述的弓字形路径遍历过的栅格面积的增量和激光传感器扫描到的当前遍历位置所处的的连通区域的宽度，然后重复上述步骤3至4，直到机器人保持步骤2所述的弓字形路径遍历完所述最长连通区域。

与现有技术相比，本发明根据激光数据扫描的轮廓信息只确定一个启动工作位置，并规划出沿着激光栅格地图内标记的最长连通区域的延伸方向拓展的弓字形路径，就能让机器人从一个启动工作位置开始沿着所述弓字形路径对室内工作环境中的长廊区域以及各个相邻接的房间区域进行分割；然后本技术方案中的机器人在沿着弓字形路径遍历长廊区域的过程中，实时根据遍历过的栅格面积和连通区域的宽度设置地图坐标轴方向上的区域分割线，实现激光栅格地图的分割，减少激光栅格地图中标记的个别障碍物信息对区域分割的影响。

此外，机器人遍历过的栅格面积和所处遍历位置的连通区域的宽度的设置能够限定激光栅格地图的分割次数，避免分割获得的新的工作区域出现局部区域面积过大或开口通道过小而影响机器人的工作效率，从而实现对室内工作环境中的长廊区域的分割以及各个相邻接的房间区域的有效分割，使得在分割地图中存在走廊的分割与真实环境一致，提高机器人的工作效率。