[發明專利]一種基于SLAM智能載體的環境信息采集方法及系統

在審

• 申請號: 201811635695.5
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109459037A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 錢偉行;趙澤宇;張思寧;陳思良;高銘浛;皇甫曉瑛;程天雨;曹澤坤;鄧慶宇
• 申請（專利權）人: 南京師范大學鎮江創新發展研究院
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01D21/02;G06Q10/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發明公開了一種基于SLAM智能載體的環境信息采集方法，通過對多種環境信息的采集，實現對未知環境進行多元環境信息分布圖的構建，并通過分析智能載體周圍環境信息的分布實現對環境物體及其特征的識別，通過三維空間內的物體整體分布情況及其特征，輔助智能載體進行定位與導航。本發明還提出基于該方法的系統，所述系統包括環境信息采集模塊、SLAM智能載體和遠程信息處理計算機系統。本發明能夠實現對未知環境進行多元環境信息分布圖的構建，并通過人工智能算法對環境信息數據進行分析和精度的優化。區別于傳統SLAM技術的空間建模方法，本發明可以在特定環境中同時進行智能載體定位輔助、環境特征檢測、物體識別、人員搜救等。

技術領域

本發明涉及環境檢測領域以及電子信息技術領域，尤其涉及結合SLAM智能載體和環境信息采集的應用系統。

背景技術

同步定位與建圖（Simultaneous Localization and Mapping，即SLAM）技術是指機器人在未知環境中從一個未知位置開始移動,在移動過程中根據位置估計和地圖進行自身定位，同時在自身定位的基礎上建造增量式地圖，實現機器人的自主定位和導航。

目前的SLAM技術構建的地圖主要是位置地圖，沒有實現多元環境數據（如溫度、氣體濃度）的采集、分析和相應環境信息的地圖構建。實際上，由于采集環境信息的傳感器不同于攝像頭或激光雷達，并不具有較大的測量范圍，其測量范圍甚至局限于點，因此需要通過一定方法進行彌補。

隨著人們生活水平的提高，人們越來越關注周圍的環境情況，尤其是居住環境、工作環境等。同時，環境數據地圖對科學研究有著重要的價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對傳統SLAM技術中存在的不足，提供一種基于SLAM智能載體的環境信息采集應用系統及方法。

本發明為解決提出的技術問題，其具體采用的技術方案如下：

一種基于SLAM智能載體的環境信息采集方法，包括步驟：

步驟1、通過布設于不同測量位置的環境信息采集模塊采集環境信息數據，并將數據發送給SLAM智能載體上的嵌入式計算機系統；

步驟2、所述的嵌入式計算機系統通過SLAM智能載體上的SLAM傳感器采集地圖數據，同時，接收環境信息數據并添加標簽，所述標簽包括：代號、數值、測量位置、置信度；

步驟3、所述的嵌入式計算機系統將上述地圖數據和環境信息數據通過無線通訊發送至遠程信息處理計算機系統進行處理；

步驟4、所述的遠程信息處理計算機系統對上述環境信息數據進行點云重現，通過數據融合算法、神經網絡算法，結合地圖數據實現環境信息的分布圖預測、建模，得到規劃路徑信息并回傳至嵌入式計算機系統，以控制SLAM智能載體自主導航。

進一步的，本發明所提出的基于SLAM智能載體的環境信息采集方法，環境信息數據包括：溫度、濕度、大氣壓強、光照強度、有害氣體濃度、二氧化碳濃度、揮發性有機物濃度。環境信息數據種類也可根據實際應用需求做相應的調整。

進一步的，本發明所提出的基于SLAM智能載體的環境信息采集方法，步驟4中，所述的遠程信息處理計算機系統保存有采集的歷史環境數據，把當前的環境數據和歷史環境數據作為神經網絡的實時輸入，輸出智能載體周圍環境信息的預測分布，把環境信息數據加載到SLAM智能載體構建的地圖上，通過分析智能載體周圍環境信息的分布實現對環境物體及其特征的識別，通過三維空間內的物體整體分布情況及其特征，輔助智能載體進行定位與導航。

進一步的，本發明所提出的基于SLAM智能載體的環境信息采集方法，步驟4中還包括遠程信息處理計算機系統對環境類型進行分析，以輔助判斷采集信息的可信度。