本發明涉及移動機器人技術領域，尤其是涉及一種移動機器人虛擬墻設計方法。

背景技術：

機器人的工作現場環境有需要禁止機器人通過或進入的地方，如地下一層的樓梯入口等。因此，虛擬墻的功能也應運而生。虛擬墻，顧名思義，就是一道虛擬的墻，阻止機器人進入某一區域。

目前，廣泛應用于掃地機器人中的虛擬墻，是采用紅外傳感器發射紅外信號，機器人的紅外探測器接收紅外信號感知虛擬墻來識別工作區域的邊界。

本發明不同于掃地機器人中的虛擬墻。本發明是一種基于柵格地圖定位的虛擬墻設計方法，不需要額外的硬件介質。主要應用于移動機器人，使得移動機器人能繞開在地圖上設定的虛擬墻。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是提供一種基于柵格地圖定位系統的移動機器人虛擬墻設計方法，該設計方法依賴于基于柵格地圖的定位系統，在由定位系統生成的機器人運行環境的柵格地圖上，設置虛擬墻，不需要額外的硬件介質即可以使移動機器人繞開地圖上設定的虛擬墻。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：一種移動機器人虛擬墻設計方法，該方法包括以下步驟：

將機器人本體的環境柵格地圖文件下載至虛擬墻設置單元；

設置虛擬墻，并將虛擬墻在屏幕上的像素位置轉換為柵格地圖文件中的位置，并將畫好虛擬墻的柵格地圖文件上傳至機器人本體；

根據該柵格地圖文件中的所有柵格的信息值，生成不包含虛擬墻的原始地圖及包含虛擬墻的規劃地圖；

根據規劃地圖的信息生成機器人繞開虛擬墻的全局路徑。

優選的，所述設置虛擬墻的步驟為：用鼠標在該柵格地圖文件中畫出虛擬墻的位置；將虛擬墻的位置轉換為柵格地圖文件中的位置，并寫入柵格地圖文件；將畫好虛擬墻的柵格地圖文件保存并上傳至機器人本體。

優選的，將虛擬墻的位置轉換為柵格地圖文件中的位置，并寫入柵格地圖文件具體為：將已知的虛擬墻在屏幕上的像素位置與其在柵格地圖文件中相對應的位置進行比較，如果設置虛擬墻位置對應的柵格原來沒有障礙物，則用一種標識表示，寫入柵格地圖文件；如果設置虛擬墻位置對應的柵格原來有障礙物，則用另一種標識表示，寫入柵格地圖文件。

優選的，所述方法還包括：在柵格地圖文件中，還可用四種不同的標識表示所有可區分區域，所述可區分區域包括：無虛擬墻無障礙物區域、無虛擬墻有障礙物、有虛擬墻無障礙物區域及有虛擬墻有障礙物區域。

優選的，所述根據該柵格地圖文件中的所有柵格的信息值，生成不包含虛擬墻的原始地圖及包含虛擬墻的規劃地圖，具體為：

所述不包含虛擬墻的原始地圖將柵格地圖中有障礙物和無障礙物的區域分別區分；所述包含虛擬墻的規劃地圖將柵格地圖中有虛擬墻的區域和有障礙物的用一種標識表示，并與無障礙物無虛擬墻的區域分別區分。

本發明的有益效果是：針對具有基于柵格地圖定位系統的移動機器人，本發明設計了一種虛擬墻方法，該發明不需要額外的介質，生成使機器人繞開虛擬墻的行動路線。同時，在柵格地圖上設定的虛擬墻并不會對原來基于地圖匹配的定位系統造成任何影響。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的移動機器人虛擬墻設計方法的流程圖；

具體實施方式

請參閱圖1，圖1是本發明實施例的移動機器人虛擬墻設計方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

S1：將機器人本體的環境柵格地圖文件下載至虛擬墻設置單元。

具體的，通過ftp將機器人本體的環境柵格地圖下載至虛擬墻設置單元，虛擬墻設置單元可運行在單獨的筆記本或臺式機上，并通過無線局域網與機器人本體進行通信連接。在該環境柵格地圖文件中，可以用不同的數字來分別表示有無障礙物區域。例如在一實施例中，用0表示無障礙區域，用-1表示障礙物區域。

S2：設置虛擬墻，并將虛擬墻在屏幕上的像素位置轉換為柵格地圖文件中的位置，并將畫好虛擬墻的柵格地圖文件上傳至機器人本體。

設置虛擬墻之前，在下載至虛擬墻設置單元的柵格地圖文件打開，將其顯示在電腦屏幕上，在該文件中，1個像素對應1個柵格。具體設置虛擬墻的步驟如下：

S201：用鼠標在該柵格地圖文件中畫出虛擬墻的位置。

S202：將虛擬墻的位置轉換為柵格地圖文件中的位置，并寫入柵格地圖文件。

具體方法為：已知虛擬墻在屏幕上的像素位置，將該位置與柵格地圖文件相對應的位置進行比較，如果設置虛擬墻位置對應的柵格原來沒有障礙物，則此處用1來表示，寫入柵格地圖文件。如果設置虛擬墻位置對應的柵格原來有障礙物，則用2來表示，寫入柵格地圖文件。這樣，在柵格地圖文件中，標識為0表示無虛擬墻無障礙物區域，標識為-1表示無虛擬墻有障礙物區域，標識為1表示有虛擬墻無障礙物區域，標識為2標識有虛擬墻有障礙物區域。

S203：將畫好虛擬墻的柵格地圖文件保存并上傳至機器人本體。

將畫好虛擬墻的柵格地圖文件保存并通過ftp上傳至機器人本體。

S3：根據該柵格地圖文件中的所有柵格的信息值，生成不包含虛擬墻的原始地圖及包含虛擬墻的規劃地圖。

機器人本體接收到柵格地圖文件后，根據該文件中的柵格信息值，生成用于地圖匹配定位的不含虛擬墻的原始地圖以及用于路徑規劃的包含虛擬墻位置的規劃地圖。

生成原始地圖的方法為：讀取接收到的柵格地圖文件，將原來文件中用標識0表示的位置仍然用0表示，原來是標識-1的位置仍然用-1表示，原來柵格為1的用0表示，原來柵格為2的用-1表示。這樣，就形成了只有障礙物沒有虛擬墻的原始地圖，該原始地圖中只有兩種標識0和-1，標識0標識無障礙物區域，標識-1標識有障礙物區域，該原始地圖用于機器人地圖匹配定位用。

生成規劃地圖的方法為：將原來柵格地圖文件中用標識0表示的位置仍然用0表示，原來用標識-1表示的位置仍然用-1表示，原來用標識1和標識2表示的位置全部用-1表示，即將有虛擬墻的位置全部表示為有障礙物位置。這樣形成的規劃地圖用于路徑的規劃。

S4：根據規劃地圖的信息生成機器人繞開虛擬墻的全局路徑。

路徑規劃采用A*算法，因為虛擬墻已經作為固定障礙物，因此可以生成繞開虛擬墻的路徑。機器人根據生成的路徑運動，可以繞開設置的虛擬墻。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。