[发明专利]一种基于骨架图的快速找座方法、系统和芯片

说明书

本发明公开了一种基于骨架图的快速找座方法、系统和芯片，本发明所述的方法通过对表示全局地图连通性的骨架图上的空旷点和边界点进行排序，使得移动机器人可以有序地探索地图；通过空旷点进行移动，使得移动机器人避免不必要的碰撞，提高移动效率；通过边界点进行回座信号检测，且同一集合内的边界点不重复检测，使得移动机器人提高了找座效率。

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，具体涉及一种基于骨架图的快速找座方法、系统和芯片。

背景技术

移动机器人，诸如扫拖机器人、消毒机器人或宠物机器人等都配置有充电电池，在电池电量耗光之前，机器人必须回到充电座进行充电。目前，机器人一般采用自动找座的方法回座，常见的找座方法有随机找座、沿墙找座和RRT（快速扩展随机树算法）找座等。但是，上述找座方法不仅找座速度慢，还容易产生碰撞以及卡死的情况。比如，当通过沿墙方法找座时，机器人需要在整个空间的边沿移动，大大增加了移动距离，而且不可避免地会遇上位于墙边的障碍物。因此，需要对现有的找座方法进行改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于骨架图的快速找座方法、系统和芯片，可以在地图上没有记录充电座的信息，也没有充电座的信号的情况下，有序且快速地探索地图以实现回座。本发明的具体技术方案如下：

一种基于骨架图的快速找座方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1，移动机器人生成表示全局地图连通性的骨架图，然后找出骨架图上的边界点和空旷点并生成无向图；其中，移动机器人储存有全局地图步骤S2，基于所述无向图生成多叉树，然后遍历所述多叉树，得到待探索点序列；步骤S3，移动机器人移动到离其最近的空旷点，然后判断与待探索点序列中未探索的第一个边界点是否直线可达，若直线不可达则进入步骤S4，若直线可达则移动到该边界点检测回座信号，如果检测到回座信号则回座，如果没有检测到回座信号则进入步骤S5；步骤S4，移动机器人判断与待探索点序列中未探索的第一个边界点的前一个点是否直线可达，若否则继续对前一个点进行判断直至找到可以直达的点并移动到该点处，然后返回步骤S3；步骤S5，移动机器人将满足预设条件的边界点划分为同一个集和并对该集合中的全部边界点设置已探索标记，然后再次执行步骤S3直至回座或骨架图中所有的边界点都设置有已探索标记。与现有技术相比，本技术方案通过对骨架图上的空旷点和边界点进行排序，使得移动机器人可以有序地探索地图；通过空旷点进行移动，使得移动机器人避免不必要的碰撞，提高移动效率；通过边界点进行回座信号检测，且同一集合内的边界点不重复检测，使得移动机器人提高了找座效率。

进一步地，所述步骤S1中生成表示全局地图连通性的骨架图的方法具体包括：步骤S11，提取全局地图中障碍物的边缘点并进行判断，如果所述边缘点的八邻域内没有其它边缘点，则将该边缘点视为孤立点并删除，保留剩余的边缘点并进入步骤S12；步骤S12，基于步骤S11中剩余的边缘点构建 Delaunay 三角网，然后生成Delaunay 三角网中每个三角形每条边的中垂线；步骤S13，以所述中垂线为边、中垂线的交点为顶点构建泰森多边形，删除Delaunay 三角网后即可得到所述骨架图。删除孤立点，可以使地图变得尽量简单，方便后续找出空旷点和边界点；所述骨架图可以体现连通域信息。

进一步地，所述步骤S1中找出骨架图上的边界点和空旷点并生成无向图的方法具体包括：步骤S14，将所述骨架图叠加到全局地图上，然后依次以骨架图中的像素点为中心，判断作为中心的像素点的八邻域内像素变换次数是否为0，若是则将作为中心的像素点设置为空旷点，若否则将作为中心的像素点设置为边界点；其中，所述空旷点和边界点包含该点的地图坐标信息以及与该点连通的空旷点和/或边界点信息；步骤S15，根据所述空旷点和边界点的连通性进行连线，即可生成所述无向图；其中，所述连线为无向图的边。作为中心的像素点的八邻域内像素变换次数不为0，说明作为中心的像素点靠近障碍物，有可能是充电座，因此将其设置为边界点进行探索。