[發明專利]機器人柵格地圖的構建方法及系統

有效

• 申請號: 202010062924.X
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111221337B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 潘何浩;羅方龍
• 申請（專利權）人: 弗徠威智能機器人科技（上海）有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 諸炳彬

本發明公開了一種機器人柵格地圖的構建方法及系統，涉及移動機器人技術領域。其構建方法技術要點包括獲取柵格地圖的柵格邊長；獲取柵格地圖的橫向柵格數量；獲取柵格地圖的縱向柵格數量；獲取柵格地圖的原點坐標；獲取傳感器組感應映射到柵格中的障礙信息；依次對應柵格地圖內柵格構建數據數組，所述數據數組包括柵格狀態層和數據編碼層；所述柵格狀態層基于定位數據和導航數據運算生成；其中，所述定位數據基于單線激光雷達感應的障礙信息；所述導航數據基于包括單線激光雷達的傳感器組結合感應的障礙信息；數據編碼層包括開關量障礙信息、語義信息和障礙高度信息中的至少一種；本發明具有減少機器人柵格地圖儲存、傳輸等額外開銷的優點。

技術領域

本發明涉及移動機器人技術領域，更具體地說，它涉及一種機器人柵格地圖的構建方法。

背景技術

隨著移動機器人技術的發展，機器人技術在各行業，多場景中應用也越來越多，如家庭服務機器人、商場智能清潔機器人、工廠巡檢安防機器人等，幫助或代替人們完成智能家居服務、大面積區域清潔、環境安全監測等任務。

機器人自主運動和定位需要借助環境地圖來實現，目前成熟的定位導航方法一般基于平面柵格地圖，其原理是通過傳感器獲取周圍環境障礙信息，并將其三維空間坐標映射到二維平面，并儲存在柵格數據結構中，形成平面柵格地圖。

現有移動機器人應用的平面柵格地圖主要包括定位地圖和導航地圖。其中，定位地圖主要用于移動機器人對自身位置進行定位。定位地圖為主要應用單線激光雷達感應的定位數據來創建的平面柵格地圖，由于單線激光雷達能夠快速的感應障礙，機器人通過實時獲取單線激光雷達感應的數據和定位地圖中障礙數據相比較，能夠迅速的確定機器人所在定位地圖的位置。

導航地圖主要用于機器人自主導航避障，導航地圖是在應用單線激光雷達感應的基礎上還融合其他傳感器（例如深度相機和超聲波傳感器）的導航數據來創建的平面柵格地圖，導航地圖相較于定位地圖而言，其對障礙的判斷更加準確，適用于機器人運動的導航。

目前主流機器人大多采用定位地圖與導航地圖分開存儲的方式。定位地圖與導航地圖分開存儲，在儲存、傳輸等均有額外開銷，并且存在地圖同步隱患。

發明內容

針對現有的技術問題，本發明的第一目的在于提供一種機器人柵格地圖的構建方法，其具有減少機器人柵格地圖儲存、傳輸等額外開銷的優點。

本發明的第二目的在于提供一種機器人柵格地圖的構建系統，其具有減少機器人柵格地圖儲存、傳輸等額外開銷的優點。

為實現上述第一目的，本發明提供了如下技術方案：一種機器人柵格地圖的構建方法，包括：

獲取柵格地圖的柵格邊長；

獲取柵格地圖的橫向柵格數量；

獲取柵格地圖的縱向柵格數量；

獲取柵格地圖的原點坐標；

獲取傳感器組感應映射到柵格中的障礙信息；

依次對應柵格地圖內柵格構建數據數組；

所述數據數組包括柵格狀態層和數據編碼層；

所述柵格狀態層基于定位數據和導航數據運算生成；

其中，所述定位數據基于單線激光雷達感應的障礙信息；所述導航數據基于包括單線激光雷達的傳感器組結合感應的障礙信息；

數據編碼層包括傳感器組中各自感應的開關量障礙信息、對應障礙類型的語義信息和障礙高度信息中的至少一種。