通行窄道的识别方法、装置、设备及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及移动机器人技术领域，尤其涉及通行窄道的识别方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

在公园、体育场以及高尔夫球场等场所具有大片的草坪，由于草坪上的绿草生长速度快，所以需要定期对草坪进行修剪。修剪大面积的草坪不仅花耗修剪工人大量工作时间，割草机工作时发出的噪音更是严重影响修剪工人的身体健康。故而，越来越多的大面积草坪拥有者使用自动割草机进行草坪修剪。

在控制割草机自动修剪草坪时，需要根据实际工作环境对割草机进行移动路径的规划。由于割草机的工作环境中不仅有草坪区域还有花坛、水池以及雕塑等障碍物组成的非草坪区域，非草坪区域将草坪区域切割为具有狭窄通道的多个小区域，并且在设置移动路径时，将割草机作为一个点来看待。所以，规划的移动路径中容易包含有狭窄通道。

割草机在行走过程中碰撞到边界线后会重新调整行进方向。由于狭窄通道的两条边界线间的距离较小，因此，割草机在狭窄通道内行走时容易碰撞到边界线，从而出现割草机在狭窄通道内通行时反复调整行进方向的现象，造成割草机的通行效率低，影响割草效果，同时，割草机反复调整行进方向在草坪上留下大量的车轮印，影响草坪的美观。因此，在对割草机进行路径规划前需要准确识别出工作环境中的窄道。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种通行窄道的识别方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在解决在对割草机进行路径规划前需要准确识别出工作环境中的窄道的技术问题。

本发明实施例是这样实现的，一种通行窄道的识别方法，所述通行窄道的识别方法包括：

获取栅格地图中的当前边界点以及所述当前边界点的相邻边界点；

根据所述当前边界点以及所述相邻边界点确定搜索方向；

获取所述搜索方向上的目标边界点；

当所述当前边界点与所述目标边界点间的距离在预设范围内时，将所述当前边界点所在通道判定为窄道。

更进一步的，所述根据所述当前边界点以及所述相邻边界点确定搜索方向的步骤包括：

根据所述当前边界点以及所述相邻边界点确定所述当前边界点所在边界线；

将所述边界线的垂直方向作为所述搜索方向。

更进一步的，所述获取所述搜索方向上的目标边界点的步骤包括：

以所述当前边界点为搜索起点，获取所述搜索方向上的目标边界点。

更进一步的，所述获取所述搜索方向上的目标边界点的步骤包括：

获取所述搜索方向上的边界点；

判断所述搜索方向上的边界点与所述当前边界点在所述搜索方向上是否存在空白区域；

当所述搜索方向上的边界点与所述当前边界点在所述搜索方向上不存在空白区域时，将所述搜索方向上的边界点作为所述目标边界点。

更进一步的，所述将所述当前边界点所在通道判定为窄道的步骤之前，还包括：

当所述当前边界点与所述目标边界点间的距离在预设范围内时，控制通行所述通道的装置按照预设推进方式在所述当前边界点所在通道内移动；

获取实时推进宽度，当所述实时推进宽度在所述预设范围内时，将所述当前边界点所在通道判定为窄道。

更进一步的，所述预设推进方式的路径为弓字型轨迹。

此外，本发明实施例还提出一种通行窄道的识别装置，所述装置包括：

边界点获取单元，用于获取栅格地图中的当前边界点以及所述当前边界点的相邻边界点；

搜索方向确定单元，用于根据所述当前边界点以及所述相邻边界点确定搜索方向；

目标边界点获取单元，用于获取所述搜索方向上的目标边界点；

窄道判定单元，用于当所述当前边界点与所述目标边界点间的距离在预设范围内时，将所述当前边界点所在通道判定为窄道。

更进一步的，所述搜索方向确定单元包括：

边界线确定模块，用于根据所述当前边界点以及所述相邻边界点确定所述当前边界点所在边界线；

搜索方向确定模块，用于将所述边界线的垂直方向作为所述搜索方向。

更进一步的，所述目标边界点获取单元，还用于以所述当前边界点为搜索起点，获取所述搜索方向上的目标边界点。

更进一步的，所述目标边界点获取单元还包括：

边界点获取模块，用于获取所述搜索方向上的边界点；

空白区域判断模块，用于判断所述搜索方向上的边界点与所述当前边界点在所述搜索方向上是否存在空白区域；

目标边界点获取模块，当所述搜索方向上的边界点与所述当前边界点在所述搜索方向上不存在空白区域时，将所述搜索方向上的边界点作为所述目标边界点。

更进一步的，所述装置还包括：

装置控制单元，用于控制通行所述通道的装置按照预设推进方式在所述当前边界点所在通道内移动；

宽度获取模块，用于获取实时推进宽度；

所述窄道判定单元，还用于当所述实时推进宽度在所述预设范围内时，所述当前边界点所在通道为窄道。

此外，本发明实施例还一种通行窄道的识别设备，所述通行窄道的识别设备包括如上任一项所述的通行窄道的识别装置。

此外，本发明实施例还一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有通行窄道的识别程序，所述通行窄道的识别程序被处理器执行时实现如上任一项所述的通行窄道的识别方法的步骤。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明根据栅格地图中栅格的标识获取当前边界点以及当前边界点的相邻边界点，根据当前边界点以及相邻边界点确定搜索方向，在搜索方向上寻找目标边界点。获取当前边界点与目标边界点间的距离，在当前边界点与目标边界点间的距离在预设范围内时，将当前边界点所在通道判定为窄道。采用栅格地图中通道两边的边界点间的距离确定该通道是否为窄道，在割草机的路径规划前准确识别出工作环境中的窄道，为割草机规划出高效通过的路径提供基础。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的通行窄道的识别方法的流程示意图；

图2是本发明通行窄道的识别方法涉及的环境示意图；

图3是本发明通行窄道的识别方法涉及的栅格地图示意图；

图4是本发明实施例二提供的通行窄道的识别方法的流程示意图；

图5是本发明实施例三提供的通行窄道的识别装置的模块示意图；

图6是本发明实施例四提供的通行窄道的识别装置的模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

请参阅图1，是本发明实施例一提供的通行窄道的识别方法的流程示意图，所述方法包括如下步骤：

步骤s10，获取栅格地图中的当前边界点以及所述当前边界点的相邻边界点。

利用栅格法对割草机的工作环境数据进行栅格化处理，即用编码的栅格来表示地图，将草地边界的栅格标记为边界点栅格，草坪区域的栅格标记为草地栅格，小路、障碍物、花坛、割草禁区等空白区域(不需要割草机割草的区域)的栅格标记为空白栅格。因而，可根据栅格标记获取到当前边界点以及当前边界的相邻边界点。此外，由于当前边界点具有两个相邻边界点，在本实施例中预设相邻方向(顺时针相邻或逆时针相邻)，所述相邻边界点为当前边界点在预设相邻方向上的相邻边界点。

例如，割草机的工作环境示意图如图2所示，工作环境包括草坪区域100以及非草坪区域200。对应的根据图2中的环境生成图3中的栅格地图，在栅格地图中，边界点栅格标记为“1”，草坪区域栅格标记为“2”，空白区域的栅格标记为“0”。根据栅格标记是否为“1”，获取栅格地图中的当前边界点以及当前边界点的相邻边界点。

步骤s20，根据所述当前边界点以及所述相邻边界点确定搜索方向。

步骤s30，获取所述搜索方向上的目标边界点。

步骤s40，当所述当前边界点与所述目标边界点间的距离在预设范围内时，将所述当前边界点所在通道判定为窄道。

根据当前边界点以及相邻边界点确定搜索方向，在搜索方向上寻找目标边界点。获取目标边界点与当前边界点间的距离，当前边界点与目标边界点间的距离在预设范围内时，将当前边界点所在的通道判定为窄道；当前边界点与目标边界点间的距离大于预设范围的最大值时，将当前边界点所在通道判定为正常通道；当前边界点与目标边界点间的距离小于预设范围的最小值时，将当前边界点所在通道判定为非通道。其中，预设范围可根据通行所述通道的割草机的宽度来确定。例如，割草机的宽度为30厘米，则预设范围可取30-100厘米。

为了确定当前边界点与目标边界点之间的距离就是当前边界点与目标边界点间通道的实际宽度，将垂直于当前边界点所在边界线的方向作为搜索方向，在该垂直方向上搜索目标边界点。具体地，根据当前边界点以及相邻边界点确定搜索方向的步骤包括：由当前边界点和相邻边界点可确定当前边界点所在的边界线，将垂直于当前边界点所在边界线的垂直方向作为搜索方向。

容易理解的是，在沿搜索方向搜索目标边界点时，以当前边界点为搜索起点，从而使得当前判断是否为窄道的通道是当前边界点所在的通道。

遍历整个栅格地图中所有边界点，确定各个边界点所在通道是否为窄道，统计所有所在通道为窄道的边界点位置信息，由上述为窄道的边界点位置信息组成窄道的位置信息。事先获取到栅格地图中的窄道信息，在为割草机确定割草路线时，放弃存在窄道的路线，避免割草机从窄道通过，从而能够保障割草机通行顺畅，顺利到达目标位置完成割草任务。如图2中控制割草机从a位置到达b位置时，获取到路线w1中包含窄道的位置信息，则控制割草机沿路线w2移动至b位置，保障割草机顺利通行。

例如，在如图3所示的栅格地图中遍历边界点确定窄道信息时，以栅格10为当前边界点，则相邻边界点为栅格20。栅格10和栅格20所在的直线为边界线，再将边界线的垂直方向作为搜索方向，获取到的目标边界点为栅格30。栅格10和栅格30之间的距离在预设范围内时，则将栅格10所在的通道确定为窄道。

此外，以垂直于边界线的方向为搜索方向，再以当前边界点为搜索起始点搜索目标边界点，因此，搜索方向存在边界线垂直向上和边界线垂直向下两个方向。为了唯一确定目标边界点，所述获取所述搜索方向上的目标边界点的步骤包括：获取搜索方向上的边界点，判断搜索方向上的边界点与所述当前边界点之间是否存在空白区域；当搜索方向上的边界点与当前边界点在搜索方向上不存在空白区域时，将所述搜索方向上的边界点作为所述目标边界点。

如图3所示，边界点栅格10和栅格20确定的边界线的垂直方向上搜索边界点时，搜索到栅格30和栅格40。其中，栅格30与栅格10之间不存标识为“0”的栅格(空白区域栅格标识为“0”)，栅格40与栅格10之间存标识为“0”的栅格，则将栅格30对应的边界点作为目标边界点。

进一步的，为了唯一确定搜索方向，以确保搜索到的目标边界点是唯一的。在另一实施例中，预设逆时针90°或顺时针90°方向为预设垂直方向，在确定搜索方向时，首先将由当前边界点至相邻边界点的方向作为边界线方向，再将边界线方向的逆时针90°或顺时针90°方向作为边界线的垂直方向，最后以此垂直方向作为搜索方向，搜索目标边界点。以图3为例，预设垂直方向为逆时针90°，在确定栅格10的搜索方向时，首先栅格10至栅格20确定边界线方向为水平向右，垂直向上(图3中箭头方向)为搜索方向，则唯一确定目标边界点30。

应当指出的是，本实施例所述的通行窄道的识别方法适用于割草机、扫地机、机器人以及移动小车等具有移动功能的移动装置，并不限定于本实施例举例中的割草机。

在本实施例中，根据栅格地图中栅格的标识获取当前边界点以及当前边界点的相邻边界点，根据当前边界点以及相邻边界点确定搜索方向，在搜索方向上寻找目标边界点。获取当前边界点与目标边界点间的距离，在当前边界点与目标边界点间的距离在预设范围内时，将当前边界点所在通道判定为窄道。采用栅格地图中通道两边的边界点间的距离确定该通道是否为窄道，在割草机的路径规划前准确识别出工作环境中的窄道，为割草机规划出高效通过的路径提供基础。

实施例二

请参阅图4，是本发明实施例二提供的一种通行窄道的识别方法的流程示意图，实施例二与实施例一区别在于，在实施例一中的步骤s40之前，该方法还包括：

步骤s50，当所述当前边界点与所述目标边界点间的距离在预设范围内时，控制通行所述通道的装置按照预设推进方式在所述当前边界点所在通道内移动。

步骤s60，获取实时推进宽度。

当所述实时推进宽度在所述预设范围内时，执行步骤s40，将所述当前边界点所在通道判定为窄道。

通行所述通道的装置包括割草机、扫地机、机器人以及移动小车等具有移动功能的移动装置。为了进一步确定当前边界点所在通道是否为窄道，当通行窄道的识别装置初步识别当前边界点与目标边界点间的距离在预设范围内时，向移动装置发送控制指令，控制移动装置移动至所述当前边界点所在位置，并控制移动装置在当前边界所在通道内按照预设推进方式推进。移动装置在通道内推进后，将实时推进宽度传输给识别装置，其中，实时推进宽度为当前边界点在搜索方向上的宽度。识别装置接收到的实时推进宽度后，判断实时推进宽度是否在预设范围内，当实时推进宽度依然在预设范围内，则将当前边界点所在通道最终判定为窄道；当实时推进宽度大于预设范围最大值时，则将当前边界点所在通道判定为正常通道；当实时推进宽度小于预设范围最小值时，则将当前边界点所在通道判定为非通道。通过将实体装置移动到验证通道是否为窄道，避免栅格地图绘制错误、系统出错以及实际工作环境改变等导致窄道误判现象的发生。

其中，预设推进方式的移动路径可以是弓字型轨迹，采用弓字型轨迹移动能够多次检测通道宽度，提高宽度检测的准确性。

在本实施例中，在获取到当前边界点与目标边界点间的距离在预设范围内时，向通行该通道的装置按照预设的推进方式在当前边界点所在通道内移动。通过装置在通道内移动获取实时推进宽度，进而判断实时推进宽度是否在预设范围内，当实时宽度在预设范围内时，将当前边界点所在通道最终判定为窄道。通过将实体装置移动到验证通道是否为窄道，避免栅格地图绘制错误、系统出错以及实际工作环境改变等导致窄道误判现象的发生。

实施例三

本发明另一方面还提出一种通行窄道的识别装置，请参阅图5，是本发明实施例三提供的一种通行窄道的识别装置的模块示意图，所述通行窄道的识别装置包括：

边界点获取单元10，用于获取栅格地图中的当前边界点以及所述当前边界点的相邻边界点。

利用栅格法对割草机的工作环境数据进行栅格化处理，即用编码的栅格来表示地图，将草地边界的栅格标记为边界点栅格，草坪区域的栅格标记为草地栅格，小路、障碍物、花坛、割草禁区等空白区域(不需要割草机割草的区域)的栅格标记为空白栅格。因而，边界点获取单元10可根据栅格标记获取到当前边界点以及当前边界的相邻边界点。此外，由于当前边界点具有两个相邻边界点，在本实施例中预设相邻方向(顺时针相邻或逆时针相邻)，所述相邻边界点为当前边界点在预设相邻方向上的相邻边界点。

例如，割草机的工作环境示意图如图2所示，工作环境包括草坪区域100以及非草坪区域200。对应的根据图2中的环境生成图3中的栅格地图，在栅格地图中，边界点栅格标记为“1”，草坪区域栅格标记为“2”，空白区域的栅格标记为“0”。根据栅格标记是否为“1”，获取栅格地图中的当前边界点以及当前边界点的相邻边界点。

搜索方向确定单元20，用于根据所述当前边界点以及所述相邻边界点确定搜索方向。

目标边界点获取单元30，用于获取所述搜索方向上的目标边界点；

窄道判定单元40，用于当所述当前边界点与所述目标边界点间的距离在预设范围内时，将所述当前边界点所在通道判定为窄道。

通过搜索方向确定单元20根据当前边界点以及相邻边界点确定搜索方向，目标边界点获取单元30在搜索方向上寻找目标边界点。窄道判定单元40获取目标边界点与当前边界点间的距离，当前边界点与目标边界点间的距离在预设范围内时，将当前边界点所在的通道判定为窄道；当前边界点与目标边界点间的距离大于预设范围的最大值时，将当前边界点所在通道判定为正常通道；当前边界点与目标边界点间的距离小于预设范围的最小值时，将当前边界点所在通道判定为非通道。其中，预设范围可根据通行所述通道的割草机的宽度来确定，将于割草机的宽度较为接近的通道称为窄道。例如，割草机的宽度为30厘米，则预设范围可取30-100厘米。

为了确定当前边界点与目标边界点之间的距离就是当前边界点与目标边界点间通道的实际宽度，搜索方向确定单元20将垂直于当前边界点所在边界线的方向作为搜索方向，目标边界点获取单元30在该垂直方向上搜索目标边界点。

具体地，搜索方向确定单元20包括边界线确定模块以及搜索方向确定模块，其中，边界线确定模块，用于根据所述当前边界点以及所述相邻边界点确定所述当前边界点所在边界线；搜索方向确定模块，用于将所述边界线的垂直方向作为所述搜索方向。

搜索方向确定单元20根据当前边界点以及相邻边界点确定搜索方向的步骤包括：边界线确定模块由当前边界点和相邻边界点可确定当前边界点所在的边界线，搜索方向确定模块将垂直于当前边界点所在边界线的垂直方向作为搜索方向。

容易理解的是，目标边界点获取单元30在沿搜索方向搜索目标边界点时，以当前边界点为搜索起点，从而使得当前判断是否为窄道的通道是当前边界点所在的通道。

遍历整个栅格地图中所有边界点，确定各个边界点所在通道是否为窄道，统计所有所在通道为窄道的边界点位置信息，由上述为窄道的边界点位置信息组成窄道的位置信息。事先获取到栅格地图中的窄道信息，在为割草机确定割草路线时，放弃存在窄道的路线，避免割草机从窄道通过，从而能够保障割草机通行顺畅，顺利到达目标位置完成割草任务。如图2中控制割草机从a位置到达b位置时，获取到路线w1中包含窄道的位置信息，则控制割草机沿路线w2移动至b位置，保障割草机顺利通行。

例如，在如图3所示的栅格地图中遍历边界点确定窄道信息时，以栅格10为当前边界点，则相邻边界点为栅格20。栅格10和栅格20所在的直线为边界线，再将边界线的垂直方向作为搜索方向，获取到的目标边界点为栅格30。栅格10和栅格30之间的距离在预设范围内时，则将栅格10所在的通道确定为窄道。

此外，目标边界点获取单元30，还用于以所述当前边界点为搜索起点，获取所述搜索方向上的目标边界点。

目标边界点获取单元30以垂直于边界线的方向为搜索方向，再以当前边界点为搜索起始点搜索目标边界点，因此，搜索方向存在边界线垂直向上和边界线垂直向下两个方向。为了唯一确定目标边界点，所述获取所述搜索方向上的目标边界点的步骤包括：获取搜索方向上的边界点，判断搜索方向上的边界点与所述当前边界点之间是否存在空白区域；当搜索方向上的边界点与当前边界点在搜索方向上不存在空白区域时，将所述搜索方向上的边界点作为所述目标边界点。

如图3所示，边界点栅格10和栅格20确定的边界线的垂直方向上搜索边界点时，搜索到栅格30和栅格40。其中，栅格30与栅格10之间不存标识为“0”的栅格(空白区域栅格标识为“0”)，栅格40与栅格10之间存标识为“0”的栅格，则将栅格30对应的边界点作为目标边界点。

进一步的，为了唯一确定搜索方向，以确保搜索到的目标边界点是唯一的。在另一实施例中，预设逆时针90°或顺时针90°方向为预设垂直方向，在确定搜索方向时，首先将由当前边界点至相邻边界点的方向作为边界线方向，再将边界线方向的逆时针90°或顺时针90°方向作为边界线的垂直方向，最后以此垂直方向作为搜索方向，搜索目标边界点。以图3为例，预设垂直方向为逆时针90°，在确定栅格10的搜索方向时，首先栅格10至栅格20确定边界线方向为水平向右，垂直向上(图3中箭头方向)为搜索方向，则唯一确定目标边界点30。

应当指出的是，本实施例所述的通行窄道的识别方法适用于割草机、扫地机、机器人以及移动小车等具有移动功能的移动装置，并不限定于本实施例举例中的割草机。

在本实施例中，根据栅格地图中栅格的标识获取当前边界点以及当前边界点的相邻边界点，根据当前边界点以及相邻边界点确定搜索方向，在搜索方向上寻找目标边界点。获取当前边界点与目标边界点间的距离，在当前边界点与目标边界点间的距离在预设范围内时，将当前边界点所在通道判定为窄道。通过栅格地图中通道两边的边界点间的距离确定该通道是否为窄道，在割草机的路径规划前准确识别出工作环境中的窄道，为割草机规划出高效通过的路径提供基础。

本发明实施例三所提供的通行窄道的识别装置，其实现原理及产生的技术效果和前述通行窄道的识别方法的实施例一相同，为简要描述，通行窄道的识别装置的实施例三未提及之处，可参考前述通行窄道的识别方法实施例一中相应内容。

实施例四

请参阅图6，是本发明实施例四提供的一种通行窄道的识别装置的模块意图，实施例四与实施例三区别在于，在实施例四中通行窄道的识别装置还包括：

装置控制单元50，用于控制通行所述通道的装置按照预设推进方式在所述当前边界点所在通道内移动。

宽度获取模块60，用于获取实时推进宽度。

窄道判定单元40，还用于当所述实时推进宽度在所述预设范围内时，所述当前边界点所在通道为窄道。

通行所述通道的装置包括割草机、扫地机、机器人以及移动小车等具有移动功能的移动装置。为了进一步确定当前边界点所在通道是否为窄道，当通行窄道的识别装置初步识别当前边界点与目标边界点间的距离在预设范围内时，通过装置控制单元50向移动装置发送控制指令，控制移动装置移动至所述当前边界点所在位置，并控制移动装置在当前边界所在通道内按照预设推进方式推进。移动装置在通道内推进后，将实时推进宽度传输给识别装置，其中，实时推进宽度为当前边界点在搜索方向上的宽度。宽度获取模块60获取到的实时推进宽度后，窄道判定单元40判断实时推进宽度是否在预设范围内，当实时推进宽度依然在预设范围内，则将当前边界点所在通道最终判定为窄道；当实时推进宽度大于预设范围最大值时，则将当前边界点所在通道判定为正常通道；当实时推进宽度小于预设范围最小值时，则将当前边界点所在通道判定为非通道。通过将实体装置移动到验证通道是否为窄道，避免栅格地图绘制错误、系统出错以及实际工作环境改变等导致窄道误判现象的发生。

其中，预设推进方式的移动路径可以是弓字型轨迹，采用弓字型轨迹移动能够多次检测通道宽度，提高宽度检测的准确性。

在本实施例中，在获取到当前边界点与目标边界点间的距离在预设范围内时，向通行该通道的装置按照预设的推进方式在当前边界点所在通道内移动。通过装置在通道内移动获取实时推进宽度，进而判断实时推进宽度是否在预设范围内，当实时宽度在预设范围内时，将当前边界点所在通道最终判定为窄道。通过将实体装置移动到验证通道是否为窄道，避免栅格地图绘制错误、系统出错以及实际工作环境改变等导致窄道误判现象的发生。

本发明实施例四所提供的通行窄道的识别装置，其实现原理及产生的技术效果和前述通行窄道的识别方法的实施例二相同，为简要描述，通行窄道的识别装置的实施例四未提及之处，可参考前述通行窄道的识别方法实施例二中相应内容。

此外，本发明实施例还提出一种通行窄道的识别设备，所述通行窄道的识别设备包括如上三至四实施例所述的通行窄道的识别装置。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有通行窄道的识别程序，所述通行窄道的识别程序被处理器执行时实现如上一至二实施例所述的通行窄道的识别方法的步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。