[發(fā)明專利]基于色塊標(biāo)簽的虛擬墻構(gòu)建方法及裝置、地圖構(gòu)建方法、可移動(dòng)電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780017015.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109416251B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李北辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州艾若博機(jī)器人科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C11/02
• 分類號(hào): G01C11/02;G01C11/30;G06T17/05
• 代理公司: 44587 廣州文義知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 梁順宜

一種基于色塊標(biāo)簽的虛擬墻構(gòu)建方法及裝置、地圖構(gòu)建方法、可移動(dòng)電子設(shè)備，其中，基于色塊標(biāo)簽的虛擬墻構(gòu)建方法通過(guò)直接在需要構(gòu)建虛擬墻的位置設(shè)置色塊標(biāo)簽，并定義色塊標(biāo)簽的特征直線或特征點(diǎn)，則可移動(dòng)電子設(shè)備在遍歷房間的過(guò)程中，在攝像頭的廣角范圍內(nèi)獲取到包含特定色塊標(biāo)簽的圖像時(shí)，即可通過(guò)預(yù)先定義好的特征直線和特征點(diǎn)計(jì)算虛擬墻的位置信息，自動(dòng)構(gòu)建虛擬墻，具有簡(jiǎn)單實(shí)用、可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；此外，使用色塊標(biāo)簽具有易于拆裝的特點(diǎn)，當(dāng)用戶需要改變虛擬墻的位置或者撤消虛擬墻時(shí)，僅需將色塊標(biāo)簽撕掉即可。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及即時(shí)定位與地圖構(gòu)建領(lǐng)域，尤其涉及一種基于色塊標(biāo)簽的虛擬墻構(gòu)建方法及裝置、地圖構(gòu)建方法及可移動(dòng)電子設(shè)備。

背景技術(shù)

移動(dòng)裝置的定位和地圖構(gòu)建是機(jī)器人領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。對(duì)于已知環(huán)境中的移動(dòng)裝置自主定位和已知機(jī)器人位置的地圖創(chuàng)建已經(jīng)有了實(shí)用的解決方法。然而，在很多環(huán)境中移動(dòng)裝置不能利用全局定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，而且事先獲取移動(dòng)裝置工作環(huán)境的地圖很困難，甚至是不可能的。這時(shí)移動(dòng)裝置需要在自身位置不確定的條件下，在完全未知環(huán)境中構(gòu)建地圖，同時(shí)利用地圖進(jìn)行自主定位和導(dǎo)航。這就是所謂的即時(shí)定位與地圖構(gòu)建(SLAM：simultaneous localization and mapping)。

在即時(shí)定位與地圖構(gòu)建中，移動(dòng)裝置利用自身攜帶的傳感器識(shí)別未知環(huán)境中的特征標(biāo)志(如RFID標(biāo)簽和色塊標(biāo)簽)，然后根據(jù)特征標(biāo)志上攜帶的信息以識(shí)別可進(jìn)入?yún)^(qū)域和禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域，從而根據(jù)用戶的個(gè)性化需求引導(dǎo)移動(dòng)裝置進(jìn)入指定區(qū)域工作。但是現(xiàn)有的這種引導(dǎo)過(guò)程僅采用定性的方式，未形成一個(gè)明確的分界面進(jìn)行引導(dǎo)，不能精確識(shí)別可進(jìn)入?yún)^(qū)域和禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域，容易發(fā)生誤識(shí)別和識(shí)別不準(zhǔn)確而導(dǎo)致移動(dòng)裝置進(jìn)入禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域，甚至可能會(huì)造成移動(dòng)裝置的損害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種基于色塊標(biāo)簽的虛擬墻構(gòu)建方法及裝置、地圖構(gòu)建方法、可移動(dòng)電子設(shè)備，能有效解決現(xiàn)有技術(shù)容易發(fā)生誤識(shí)別和識(shí)別不準(zhǔn)確而導(dǎo)致移動(dòng)裝置進(jìn)入禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于色塊標(biāo)簽的虛擬墻構(gòu)建方法，包括步驟：

在所述可移動(dòng)電子設(shè)備遍歷待定位區(qū)域的過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置于所述可移動(dòng)電子設(shè)備上的攝像頭以預(yù)設(shè)的頻率實(shí)時(shí)采集周圍環(huán)境的圖像；其中，所述待定位區(qū)域內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)色塊標(biāo)簽；

當(dāng)所述攝像頭檢測(cè)到任一所述色塊標(biāo)簽時(shí)，將所述色塊標(biāo)簽投影至設(shè)于所述可移動(dòng)電子設(shè)備中的圖像傳感器的光敏面形成投影圖案，并將所述投影圖案與標(biāo)記圖案庫(kù)中預(yù)存的標(biāo)記圖案進(jìn)行比對(duì)；

當(dāng)所述投影圖案與所述標(biāo)記圖案庫(kù)中的任一標(biāo)記圖案相匹配時(shí)，根據(jù)所述標(biāo)記圖案上預(yù)定義的特征點(diǎn)信息，獲取所述投影圖案在所述光敏面上的x個(gè)特征點(diǎn)；其中，所述投影圖案在所述光敏面上的特征點(diǎn)均位于一特征直線上；x≥2；

基于所述投影圖案在所述光敏面上的特征點(diǎn)計(jì)算虛擬墻與所述可移動(dòng)電子設(shè)備的距離，根據(jù)所述虛擬墻與所述可移動(dòng)電子設(shè)備的距離，在與所述特征直線呈預(yù)設(shè)夾角且與所述光敏面相垂直的面上構(gòu)建所述虛擬墻；其中，當(dāng)所述預(yù)設(shè)夾角等于0°或180°時(shí)，則在與所述特征直線平行且與所述光敏面相垂直的面上構(gòu)建所述虛擬墻。

作為上述實(shí)施例的改進(jìn)，所述色塊標(biāo)簽通過(guò)成像透鏡投影至所述圖像傳感器的光敏面；所述虛擬墻與所述可移動(dòng)電子設(shè)備的距離通過(guò)三角測(cè)距法計(jì)算得到。

作為上述實(shí)施例的改進(jìn)，所述基于所述投影圖案在所述光敏面上的特征點(diǎn)計(jì)算虛擬墻與所述可移動(dòng)電子設(shè)備的距離具體為：

通過(guò)以下公式計(jì)算所述虛擬墻與所述可移動(dòng)電子設(shè)備的距離：

D＝a/b*S*|cosθ|

其中，a為所述色塊標(biāo)簽和所述光敏面的距離，b為所述成像透鏡和所述光敏面的距離，S為所述特征直線和所述光敏面的中心點(diǎn)的距離，D為所述虛擬墻和所述光敏面的中心點(diǎn)的距離，θ為所述預(yù)設(shè)夾角。