一种基于GPS和在线地图的割草机器人电子地图构建方法与流程

本发明涉及一种基于gps和在线地图的割草机器人电子地图构建方法，属于移动机器人领域。

背景技术：

移动机器人的作业过程需要一个重要的数据，即环境地图。基于环境地图，移动机器人可以实现路径规划和任务规划，不仅可以保证任务的完成，还可以实现效率最大化。目前，电子地图主要采用两种形式：栅格地图和拓扑图。栅格地图是将工作环境划分为一个一个的、面积相等的格子，并映射到计算机内存中。因此栅格地图的大小跟工作环境的面积成正比。而拓扑图将工作环境中的重要组成部分进行抽象化，并通过拓扑关系连接起来，形成一种跟工作环境面积不相关的地图形式。这两种地图形式都需要通过机器人配置的测距传感器进行工作环境范围内的测量，技术难度大，耗费时间长，并且还存在误差。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提出一种基于gps和在线地图的割草机器人电子地图构建方法，采用gps与在线地图相结合的方式，快速建立割草机器人的环境地图，算法简单有效，易于计算机实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于gps和在线地图的割草机器人电子地图构建方法，所述的室外割草机器人内部设置进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的定位模块和局域网络通讯模块，还包括可以与所述的处理器建立通讯连接的手持终端，以及设置在所述的处理器中的电子地图构建方法，所述的电子地图构建方法包括以下步骤：

(1)所述的处理器通过所述的定位模块获取当前的位置数据；

(2)所述的移动终端通过所述的局域网络通讯模块与所述的处理器建立通讯连接，并根据所述的处理器获取的位置数据从广域网络下载在线地图；

(3)操作者在所述的移动终端上通过画出工作区域的边界，从而限定所述的室外割草机器人的工作区域，并返回给所述的处理器；

(4)所述的处理器在所述的在线地图上按照从下往上，从左往右的顺序进行扫描：从左往右的扫描过程中，当奇数次扫描到边界后，则等间距选取坐标点p(xi,yi)，如果p(xi,yi)在所述的在线地图中的颜色为绿色，则将(xi,yi,1)存入数据列表a中，表示点p为草坪区域，否则将(xi,yi,0)存入数据列表a，表示点p为工作区域内的非草坪区域；当偶数次扫描到边界后，不进行坐标点选取；

(5)所述的处理器完成构建电子地图，即数据列表a={(x1,y1,s1)，(x2,y2,s2)，…(xi,yi,si)….}，其中si为0或者1，表示是否为草坪。

所述的步骤(4)中，从下往上的扫描间距和坐标选取间距设置为k，其中，k设置为小于所述的割草机器人的车身半宽度的距离值。

实施本发明的积极效果是：1、采用gps进行位置测量，并根据位置信息获取在线地图，可迅速而可靠地获得环境地图；2、基于在线地图进行地图建立，可获得适用于割草机器人的地图表达形式。

附图说明

图1是割草机器人电子地图的示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1，一种基于gps和在线地图的割草机器人电子地图构建方法，所述的室外割草机器人内部设置进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的定位模块和局域网络通讯模块，还包括可以与所述的处理器建立通讯连接的手持终端。所述的定位模块设置为gnss模块，即全球导航卫星定位模块，可以设置为美国gps，或者俄罗斯glonass、欧盟galileo和中国北斗卫星导航系统，以及相互的组合，不影响专利的实施。所述的局域网络通讯模块设置为wifi或者蓝牙模块，用于与所述的手持终端连接。所述的手持终端具有连接广域网络功能，设置为手机，也可以设置为pad，不影响专利的实施。

还包括设置在所述的处理器中的电子地图构建方法，所述的电子地图构建方法包括以下步骤：

(1)所述的处理器通过所述的定位模块获取当前的位置数据；

由于技术的不断发展，通过gps定位技术，可迅速准确地获得当前位置，并且今后定位精度还会越来越高。

(2)所述的移动终端通过所述的局域网络通讯模块与所述的处理器建立通讯连接，并根据所述的处理器获取的位置数据从广域网络下载在线地图；

步骤(2)为初始化阶段，所述的移动终端根据所述的处理器获取的位置数据获取在线地图。所述的在线地图可以是百度地图，googlemap，或者高德地图，不影响专利的实施，所述的在线地图设置为地球模式，具有位置数据和俯视图像。

(3)操作者在所述的移动终端上通过画出工作区域的边界，从而限定所述的室外割草机器人的工作区域，并返回给所述的处理器；

步骤(3)需要操作者参与设置，通过所述的移动终端的操作界面设定工作区域的边界。

(4)所述的处理器在所述的在线地图上按照从下往上，从左往右的顺序进行扫描：从左往右的扫描过程中，当奇数次扫描到边界后，则等间距选取坐标点p(xi,yi)，如果p(xi,yi)在所述的在线地图中的颜色为绿色，则将(xi,yi,1)存入数据列表a中，表示点p为草坪区域，否则将(xi,yi,0)存入数据列表a，表示点p为工作区域内的非草坪区域；当偶数次扫描到边界后，不进行坐标点选取；

步骤(4)是所述的处理器将工作区域的内部坐标点进行等间距采样保存，并且根据所述的在线地图中的颜色，标注是否为草坪。

(5)所述的处理器完成构建电子地图，即数据列表a={(x1,y1,s1)，(x2,y2,s2)，…(xi,yi,si)….}，其中si为0或者1，表示是否为草坪。

数据列表a为线性链表格式，其中隐含了坐标点之间的相互顺序关系：从下到上，从左到右的顺序，为所述的割草机器人的路径规划提供遍历。

所述的步骤(4)中，从下往上的扫描间距和从右到左的坐标选取间距设置为k，其中，k设置为小于所述的割草机器人的车身半宽度的距离值。因此，工作区域被划分为网格，数据列表a中的坐标点就对应了网格的中心位置；当所述的割草机器人在工作过程中，所述的处理器获取的位置数据经过了数据列表a中的坐标点时，可以确定数据列表a中的坐标点对应的网格区域已经得到处理。

技术特征：

1.一种基于gps和在线地图的割草机器人电子地图构建方法，所述的室外割草机器人内部设置进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的定位模块和局域网络通讯模块，其特征在于：还包括可以与所述的处理器建立通讯连接的手持终端，以及设置在所述的处理器中的电子地图构建方法，所述的电子地图构建方法包括以下步骤：

(1)所述的处理器通过所述的定位模块获取当前的位置数据；

(2)所述的移动终端通过所述的局域网络通讯模块与所述的处理器建立通讯连接，并根据所述的处理器获取的位置数据从广域网络下载在线地图；

(3)操作者在所述的移动终端上通过画出工作区域的边界，从而限定所述的室外割草机器人的工作区域，并返回给所述的处理器；

(4)所述的处理器在所述的在线地图上按照从下往上，从左往右的顺序进行扫描：从左往右的扫描过程中，当奇数次扫描到边界后，则等间距选取坐标点p(xi,yi)，如果p(xi,yi)在所述的在线地图中的颜色为绿色，则将(xi,yi,1)存入数据列表a中，表示点p为草坪区域，否则将(xi,yi,0)存入数据列表a，表示点p为工作区域内的非草坪区域；当偶数次扫描到边界后，不进行坐标点选取；

(5)所述的处理器完成构建电子地图，即数据列表a={(x1,y1,s1)，(x2,y2,s2)，…(xi,yi,si)….}，其中si为0或者1，表示是否为草坪。

2.根据权利要求1所述的室外割草机器人基于gps和在线地图的草坪边缘界定方法，其特征是：所述的步骤(4)中，从下往上的扫描间距和坐标选取间距设置为k，其中，k设置为小于所述的割草机器人的车身半宽度的距离值。

技术总结
本发明公开了一种基于GPS和在线地图的割草机器人电子地图构建方法，室外割草机器人内部设置进行集中控制的处理器，与处理器连接的定位模块和局域网络通讯模块，还包括可以与处理器建立通讯连接的手持终端，以及设置在处理器中的电子地图构建方法，包括以下步骤：(1)处理器获取当前的位置数据；(2)移动终端根据处理器获取的位置数据下载在线地图；(3)操作者在移动终端上通过画出工作区域的边界，并返回给处理器；(4)处理器在所述的在线地图上按照从下往上，从左往右的顺序进行扫描：选取工作区域内的坐标点P，并根据点P在所述的在线地图中的颜色确定是否为草坪，将(xi,yi,si)存入数据列表A；(5)处理器完成构建电子地图。

技术研发人员：刘瑜
受保护的技术使用者：杭州晶一智能科技有限公司
技术研发日：2019.11.18
技术公布日：2020.04.17