[發(fā)明專利]地圖構(gòu)建方法及其機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811044683.5
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108931983B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林李澤
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市銀星智能科技股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G06T11/20
• 代理公司: 深圳市六加知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 李于明

本發(fā)明實施例提供了一種地圖構(gòu)建方法及其機器人。該地圖構(gòu)建方法包括：獲取運動空間的二維點云圖，所述二維點云圖為若干個點云數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)集合；根據(jù)所述二維點云圖，確定所述運動空間中的墻壁；根據(jù)所述墻壁，確定行走主方向。該方法增加了行走主方向搜索功能，可以為機器人提供最佳的行走主方向，使得構(gòu)圖更為平整規(guī)律、直觀并且符合用戶的使用習(xí)慣，有利于提高用戶的體驗。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地圖構(gòu)建方法及其機器人。

【背景技術(shù)】

SLAM(simultaneous localization and mapping，即時定位與地圖構(gòu)建)是用于實現(xiàn)如下問題的相關(guān)方法：將一個機器人放入未知環(huán)境中的未知位置，讓機器人逐步描繪出此環(huán)境完全的地圖，不受障礙行進(jìn)到各個可進(jìn)入的角落或者區(qū)域。

SLAM在智能掃地機器人等相關(guān)的機器人領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，是人們現(xiàn)今的研究熱點?，F(xiàn)有的掃地機器人等在運動過程中，通常采用隨機判斷其附近的障礙物情況的隨機掃描方式來進(jìn)行構(gòu)圖，并最終根據(jù)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)來確定機器人的行走路徑。

這樣的構(gòu)圖和相應(yīng)的行走路徑具有隨機性，構(gòu)圖的平整和規(guī)律程度都不足以滿足人們的日常使用要求，用戶體驗較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明實施例提供一種地圖構(gòu)建方法及其機器人，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中構(gòu)圖隨機性強，機器人行走不夠平整和規(guī)律的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供以下技術(shù)方案：一種地圖構(gòu)建方法。所述地圖構(gòu)建方法包括：獲取運動空間的二維點云圖，所述二維點云圖為若干個點云數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)集合；根據(jù)所述二維點云圖，確定所述運動空間中的墻壁；根據(jù)所述墻壁，確定行走主方向。

可選地，所述根據(jù)所述二維點云圖，確定所述運動空間中的墻壁，包括：根據(jù)所述二維點云圖的采集設(shè)備的量程，確定搜索范圍；尋找所述搜索范圍中長度最長的線段；確定所述長度最長的線段為所述運動空間中的墻壁。

可選地，所述根據(jù)所述二維點云圖的采集設(shè)備的量程，確定搜索范圍，包括：

將所述點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)系下的極坐標(biāo)點p_1(r，θ)，所述極坐標(biāo)系的原點為當(dāng)前位置，θ為當(dāng)前朝向與初始方向之間的夾角，r為原點在當(dāng)前朝向下與點云數(shù)據(jù)之間的距離；

將所述極坐標(biāo)表示的點集轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系下的直角坐標(biāo)點p_2(x，y)；其中，x和y均為點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)點的分辨率的整數(shù)倍；

根據(jù)所述采集設(shè)備的最小量程和最大量程，確定在不同角度的搜索范圍；

其中，所述角度的取值范圍為0至360°；所述搜索范圍的起點為A(MIN_R*cos(θ),MIN_R*sin(θ))，所述搜索范圍的終點為B(MAX_R*cos(θ),MAX_R*sin(θ))；MIN_R為所述最小量程；MAX_R為最大量程，θ為所述角度的取值。

可選地，所述尋找所述搜索范圍中長度最長的線段，包括：

在所述搜索范圍的起點A和終點B形成的線段之間，等間隔的劃出n條垂線；所述垂線之間的間隔為轉(zhuǎn)換分辨率，n為正整數(shù)；

根據(jù)所述垂線在所述直角坐標(biāo)系中的直線方程，判斷所述點云數(shù)據(jù)是否落在所述垂線上；

統(tǒng)計每條垂線上的點云數(shù)據(jù)的數(shù)量；

確定具有最多點云數(shù)據(jù)的垂線為當(dāng)前角度上的候選線段；

依次計算每個角度上的候選線段；

選擇所述候選線段中長度最長的線段為所述搜索范圍中長度最長的線段。

可選地，所述行走主方向與當(dāng)前朝向之間的夾角為所述搜索范圍中長度最長的線段對應(yīng)的角度；初始方向為0。