[發(fā)明專利]一種基于語義信息融合的室內(nèi)SLAM建圖方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010519139.2
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111665842B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周風(fēng)余;顧潘龍;萬方;于幫國;莊文秘;楊志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發(fā)明屬于室內(nèi)地圖構(gòu)建領(lǐng)域，提供了一種基于語義信息融合的室內(nèi)SLAM建圖方法及系統(tǒng)。其中，基于語義信息融合的室內(nèi)SLAM建圖方法包括基于激光雷達(dá)信息構(gòu)建室內(nèi)環(huán)境平面柵格地圖；獲取室內(nèi)環(huán)境的三維點云信息以及室內(nèi)環(huán)境中存在的物體的類別語義標(biāo)簽、空間位置及大小，計算所有空間物體的三維包圍盒；將所有空間物體的包圍盒投影到平面柵格地圖上，構(gòu)建出室內(nèi)SLAM語義地圖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于室內(nèi)地圖構(gòu)建領(lǐng)域，尤其涉及一種基于語義信息融合的室內(nèi)SLAM建圖方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

隨著機器人技術(shù)的逐漸發(fā)展和完善，機器人正在逐漸從一開始的從事繁重工作變成了能夠自主智能的實現(xiàn)一些目標(biāo)要求，人們期望機器人能夠具有對周圍的環(huán)境進(jìn)行分析的能力，能夠根據(jù)對環(huán)境的認(rèn)知而自主的做出決策從而完成所需要的任務(wù)。要實現(xiàn)這樣的要求，就希望機器人首先能夠辨識周圍環(huán)境，并建立周圍地圖模型，進(jìn)而對機器人位置進(jìn)行定位以及對機器人的路徑進(jìn)行規(guī)劃。對于室外的定位和導(dǎo)航可以考慮使用GPS，然而對于室內(nèi)的環(huán)境，由于其復(fù)雜程度較高，GPS并不能對室內(nèi)的復(fù)雜環(huán)境做出相應(yīng)的判斷。

為了實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境下機器人的地圖構(gòu)建，SLAM技術(shù)漸漸從大量的解決方案中脫穎而出。SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，即時定位與建圖)算法主要用于解決移動機器人在未知環(huán)境中運行時的定位與地圖構(gòu)建的問題。隨著越來越多的人加入到SLAM的研究，如今SLAM已經(jīng)成為智能機器人的基本功能，在室內(nèi)的環(huán)境下，依靠自身的傳感器對環(huán)境信息進(jìn)行采集，通過信息匹配和信息融合對機器人自身的位置和姿態(tài)信息進(jìn)行估計以完成定位，同時可以增量式的構(gòu)建環(huán)境地圖，進(jìn)而使用獲得的環(huán)境地圖來指導(dǎo)智能機器人的運動軌跡。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于智能機器人來說，依靠SLAM算法得到的環(huán)境地圖只有環(huán)境的基本信息，即只知道環(huán)境中障礙物有或者沒有，而并不知道這個障礙物是什么。當(dāng)移動機器人的任務(wù)要求需要對環(huán)境信息有一個更充足的了解的時候，僅僅依靠二維的占用柵格地圖是不足以提供足夠的信息。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于語義信息融合的室內(nèi)SLAM建圖方法及系統(tǒng)，其能夠建立一個包含環(huán)境中物體的語義信息以及位置大小信息的平面地圖，使得移動機器人可以獲得的足夠的物體信息，能夠更好地指導(dǎo)移動機器人的運動。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個方面提供一種基于語義信息融合的室內(nèi)SLAM建圖方法。

一種基于語義信息融合的室內(nèi)SLAM建圖方法，包括：

基于激光雷達(dá)信息構(gòu)建室內(nèi)環(huán)境平面柵格地圖；

獲取室內(nèi)環(huán)境的三維點云信息以及室內(nèi)環(huán)境中存在的物體的類別語義標(biāo)簽、空間位置及大小，計算所有空間物體的三維包圍盒；

將所有空間物體的包圍盒投影到平面柵格地圖上，構(gòu)建出室內(nèi)SLAM語義地圖。

本發(fā)明的第二個方面提供一種基于語義信息融合的室內(nèi)SLAM建圖系統(tǒng)。

一種基于語義信息融合的室內(nèi)SLAM建圖系統(tǒng)，包括：

平面柵格地圖構(gòu)建模塊，其用于基于激光雷達(dá)信息構(gòu)建室內(nèi)環(huán)境平面柵格地圖；

三維包圍盒計算模塊，其用于獲取室內(nèi)環(huán)境的三維點云信息以及室內(nèi)環(huán)境中存在的物體的類別語義標(biāo)簽、空間位置及大小，計算所有空間物體的三維包圍盒；

語義地圖構(gòu)建模塊，其用于將所有空間物體的包圍盒投影到平面柵格地圖上，構(gòu)建出室內(nèi)SLAM語義地圖。

本發(fā)明的第三個方面提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)。