[发明专利]一种扫地机器人及其避障路径确定方法

权利要求书

1.一种扫地机器人的避障路径确定方法，其特征在于，包括：

获取扫地机器人在环境空间的三维地图；

利用与三维地图中地面/扫地机器人底部平行的一个平面，对所述三维地图截取一个截面，所述截面与所述地面或扫地机器人底部的距离大于等于所述扫地机器人的高度；

基于所述截面确定扫地机器人在所述三维地图中的避障路径，包括：

根据所述截面，确定障碍物在所述截面中的边界轮廓；

基于所述障碍物的边界轮廓确定扫地机器人在所述三维地图中通过所述障碍物的路径/绕开所述障碍物的路径；

其中，在所述障碍物为倾斜物体时，如果扫地机器人验证在不同高度位置的截面中所述倾斜物体的边界轮廓移动，则确定扫地机器人不会与所述倾斜物体发生碰撞；

在所述障碍物为镂空物体时，根据所述截面，如果确定所述镂空物体在所述截面中的边界轮廓之间的距离能够允许扫地机器人通过，则确定扫地机器人在所述三维地图中通过所述镂空物体的路径。

2.根据权利要求1所述的扫地机器人的避障路径确定方法，其特征在于，所述三维地图包括：

基于激光点云数据和深度数据确定的虚拟三维地图；或者，

基于深度数据和RGB数据确定三维语义地图。

3.根据权利要求1所述的扫地机器人的避障路径确定方法，其特征在于，基于所述障碍物的边界轮廓确定扫地机器人在所述三维地图中通过所述障碍物的路径/绕开所述障碍物的路径，包括：

计算障碍物与其他障碍物之间的距离；

判断所述距离是否能够允许所述扫地机器人通过：

若是，则确定扫地机器人在所述三维地图中通过所述障碍物的路径；

若否，则确定扫地机器人在所述三维地图中绕开所述障碍物的路径。

4.根据权利要求3所述的扫地机器人的避障路径确定方法，其特征在于，判断所述距离是否能够允许所述扫地机器人通过，包括：

沿所述障碍物的边界轮廓向外膨胀预设宽度，得到所述障碍物的膨胀边界轮廓，其中，所述预设宽度大于等于所述扫地机器人的直径；

判断所述障碍物的膨胀边界轮廓与其他障碍物的边界轮廓是否交叉/重叠；

若是，则确定所述扫地机器人不能通过所述障碍物与其他障碍物之间的距离；

若否，则确定所述扫地机器人能通过所述障碍物与其他障碍物之间的距离。

5.根据权利要求3所述的扫地机器人的避障路径确定方法，其特征在于，确定扫地机器人在所述三维地图中通过所述障碍物的路径，包括：

沿所述障碍物的边界轮廓向外膨胀预设宽度，得到所述障碍物的膨胀边界轮廓，其中，所述预设宽度大于等于所述扫地机器人的半径；

沿同一方向获取所述膨胀边界轮廓的有序边缘像素序列；

根据所述有序边缘像素序列，在所述三维地图中确定所述扫地机器人通过所述障碍物的避障路径。

6.根据权利要求3所述的扫地机器人的避障路径确定方法，其特征在于，确定扫地机器人在所述三维地图中绕开所述障碍物的路径，包括：

确定所述障碍物与其他障碍物之间的公切线线段；

沿所述公切线线段以及对应的多个障碍物的边界轮廓向外膨胀预设宽度，得到所述多个障碍物和公切线线段的共同膨胀边界轮廓，其中，所述预设宽度大于等于所述扫地机器人的半径；

沿同一方向获取所述共同膨胀边界轮廓的有序边缘像素序列；

根据所述有序边缘像素序列，在所述三维地图中确定所述扫地机器人绕过所述障碍物的避障路径。

7.根据权利要求3所述的扫地机器人的避障路径确定方法，其特征在于，确定扫地机器人在所述三维地图中绕开所述障碍物的路径，包括：

沿所述障碍物和其他障碍物的边界轮廓分别向外膨胀预设宽度，得到所述多个障碍物的膨胀边界轮廓，其中，所述预设宽度大于等于所述扫地机器人的半径；

确定相交/重叠的膨胀边界轮廓之间的公切线线段；

沿同一方向获取所述公切线线段和膨胀边界轮廓的有序边缘像素序列；

根据所述有序边缘像素序列，在所述三维地图中确定所述扫地机器人绕过所述障碍物的避障路径。

8.一种扫地机器人，至少包括：清扫组件、图像获取组件和主控模块，所述清扫组件和图像获取组件分别连接于所述主控模块，其特征在于，在所述扫地机器人中还包括：避障路径确定装置，所述避障路径确定装置，至少包括：

三维图像构建模块，被配置为获取扫地机器人在环境空间的三维地图；

三维地图截图模块，被配置为利用与三维地图中地面/扫地机器人底部平行的一个平面，对所述三维地图截取的一个截面，所述截面与所述地面或扫地机器人底部的距离大于等于所述扫地机器人的高度；

避障路径规划模块，被配置为基于所述截面确定扫地机器人在所述三维地图中的避障路径，包括：根据所述截面，确定障碍物在所述截面中的边界轮廓；基于所述障碍物的边界轮廓确定扫地机器人在所述三维地图中通过所述障碍物的路径/绕开所述障碍物的路径，其中，在所述障碍物为倾斜物体时，如果扫地机器人验证在不同高度位置的截面中所述倾斜物体的边界轮廓移动，则确定扫地机器人不会与所述倾斜物体发生碰撞；在所述障碍物为镂空物体时，根据所述截面，如果确定所述镂空物体在所述截面中的边界轮廓之间的距离能够允许扫地机器人通过，则确定扫地机器人在所述三维地图中通过所述镂空物体的路径。