[發明專利]一種移動機器人室內導航的語義地圖

在審

• 申請號: 201710062290.6
• 申請日: 2017-02-02
• 公開（公告）號: CN106840141A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王恒升;任晉
• 申請（專利權）人: 王恒升;任晉
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于移動機器人在室內環境下的應用領域。

背景技術

在工業機器人大規模成功應用于工業環境的今天，移動機器人的應用研究成為學術界、工業界及社會各界關注的一個熱點。從某種程度上可以說：工業機器人更象機器而移動機器人更象人。人們期望移動機器人在人的日常環境下工作或者協助人類工作，而不是象工業機器人那樣需要一個特殊的小環境；針對移動機器人開展的研究，諸如視覺、聽覺、環境理解、語義理解等都是針對這一目標進行的，這些研究最終都會涉及到人工智能的問題。移動機器人在人的日常環境下活動首先需要解決的就是導航問題，室內環境下的導航是基本的和最常見的問題。

這個問題可以從兩個方面著手解決：一方面從下而上，即以機器人在移動過程中不會撞到其它物體為目標，就是通過傳感器感知障礙物，用避障策略實現避開障礙物。另一方面是從上而下的，即機器人針對需要運動的目標在地圖上規劃的路徑。將這兩方面結合起來，在大的方面機器人根據目標規劃出路徑；在小的方面，機器人在實際移動過程中自動避開障礙物。

本發明不涉及有關傳感感知及避障，而是針對移動目標及路徑生成問題的一個解決方案。

發明內容

本發明的出發點是機器人移動的室內環境是半結構化的，即基本的建筑結構是已知的，而室內的物體擺設是未知的，也包括未知的活動物體（如人、動物等）。這一出發點是符合實際情況的。本發明是通過對室內環境的結構化的部分進行語義描述，來實現機器人對移動目標的確定和移動路徑的生成，從而幫助移動機器人導航。

本發明采用謂詞邏輯對移動機器人所在的室內環境的結構化部分進行描述，定義室內環境的語義名詞，定義與語義名詞相關聯的建筑的幾何形狀及（或）位置坐標，定義語義名詞之間的幾何關系。本發明將這種系統地以謂詞邏輯語句對移動機器人所在室內環境的定義稱為語義地圖。所以語義地圖實際上是描述環境的一種數據庫或者是機器人了解到的環境建筑結構的知識庫。

由于上述語義地圖知識庫是以謂詞邏輯的語句表達的，這一知識庫就成為進一步實現邏輯推理的事實庫。就機器人導航來講，機器人定位、路徑規劃等可以在此知識庫的基礎上通過邏輯推理來實現。