[發(fā)明專利]環(huán)境的繪制

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010528248.0
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN112087573B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H.元;H.C.林;T.常;D.H.H.鄭;A.C.沃森;S.R.沃伊賽
• 申請（專利權(quán)）人: 戴森技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G01C21/20;G01C21/00;A47L11/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張邦帥

本文描述的某些例子涉及繪制環(huán)境地圖的方法。該方法包括從自主機(jī)器人裝置獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，且使用導(dǎo)航數(shù)據(jù)來識別環(huán)境中的第一房間和第二房間。第一房間鄰近于第二房間。第一房間和第二房間的識別包括確定與第一房間和第二房間之間的門道相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)端點(diǎn)的，以及使用該至少一個(gè)端點(diǎn)識別在第一房間和第二房間之間的內(nèi)部壁。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)境的繪制。本發(fā)明與使用從自主機(jī)器人裝置獲得的導(dǎo)航數(shù)據(jù)繪制環(huán)境地圖具有特殊的但并非唯一的相關(guān)性。

背景技術(shù)

低成本的機(jī)器人裝置，比如地板清潔機(jī)器人，通常依靠有限的感知力和簡單的算法來繪制三維空間的地圖，并在某些情況下在三維空間內(nèi)導(dǎo)航，比如房子或其他建筑的內(nèi)部。例如，機(jī)器人裝置可包括紅外或超聲波傳感器，其可探測站點(diǎn)線內(nèi)的物體，然后可避開物體。雖然在同步定位和繪圖(SLAM)等技術(shù)方面取得了重大進(jìn)展，但許多解決方案依賴于研究實(shí)驗(yàn)室可用的大量計(jì)算資源。這使得將這些方案轉(zhuǎn)化為控制現(xiàn)實(shí)世界商業(yè)機(jī)器人裝置的嵌入式計(jì)算裝置非常困難。此外，某些方案需要一套專門的傳感器裝置，比如激光探測和測距(LADAR)傳感器、結(jié)構(gòu)光傳感器或飛行時(shí)間深度相機(jī)。這些專門的傳感器裝置增加了成本和復(fù)雜性，使得它們不太適合現(xiàn)實(shí)世界的機(jī)器人應(yīng)用。

本文“解決房間分別覆蓋自動(dòng)清潔機(jī)器人”由Kleiner et al.,發(fā)表在《IEEE國際會議上智能機(jī)器人和系統(tǒng)(2017年)，其描述了一種分段占用網(wǎng)格地圖的方法為代表現(xiàn)實(shí)世界中的房間和走廊地區(qū)的區(qū)域。

考慮到現(xiàn)有的技術(shù)，人們?nèi)匀幌Ｍ_有效地繪制環(huán)境地圖，例如通過改進(jìn)導(dǎo)航或環(huán)境清潔的機(jī)器人裝置。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種繪制環(huán)境地圖的方法。該方法包括從自主機(jī)器人裝置獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)。該方法還包括使用導(dǎo)航數(shù)據(jù)來識別環(huán)境中的第一房間和第二房間，其中第一房間鄰近于第二房間，包括與第一房間和第二房間之間的門道相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)端點(diǎn)的確定，以及使用該至少一個(gè)端點(diǎn)對在第一房間和第二房間之間的內(nèi)部壁的識別。

使用第一方面的方法，內(nèi)部壁可為更有效地被識別。例如，該至少一個(gè)端點(diǎn)可用于約束內(nèi)部壁的位置，允許內(nèi)部壁被識別比其他方法更快速。這也可提高內(nèi)部壁被識別的精確度。在這種方式中，環(huán)境地圖可被精確的繪制，其可改善機(jī)器人裝置和環(huán)境之間的后續(xù)交互。

在某些實(shí)施例中，導(dǎo)航數(shù)據(jù)用于識別與環(huán)境的邊界相關(guān)聯(lián)的外部壁。在這種實(shí)施例中，識別內(nèi)部壁包括確定從該至少一個(gè)端點(diǎn)到外部壁的路徑，且識別該路徑對應(yīng)于內(nèi)部壁。

在某些實(shí)施例中,門道是第一門道,內(nèi)部壁是第一內(nèi)部壁,且該方法包括確定從該至少一個(gè)端點(diǎn)的第一端點(diǎn)到與環(huán)境中的第一房間和第三間房間之間的第二門道相關(guān)聯(lián)的第二端點(diǎn)的路徑，且識別該路徑對應(yīng)于第二內(nèi)部壁。

在某些實(shí)施例中，識別內(nèi)部壁包括優(yōu)化成本函數(shù)以識別從該至少一個(gè)端點(diǎn)的端點(diǎn)到環(huán)境中的目標(biāo)位置的路徑，且將該路徑與內(nèi)部壁關(guān)聯(lián)。在這種實(shí)施例中，該成本函數(shù)包括下列至少一個(gè)：第一成本項(xiàng)(以對延伸到至少一個(gè)預(yù)定的方向的外部的輸入路徑罰分),或第二成本項(xiàng)(對輸入路徑的方向中的改變罰分)。在這種實(shí)施例中，表示環(huán)境內(nèi)的某一特征的位置的特征數(shù)據(jù)可被獲得，其中該特征指示該環(huán)境中的空間占用情況。在這些實(shí)施例中，該成本函數(shù)可包括第三成本項(xiàng)，其用于獎(jiǎng)勵(lì)與特征的位置一致的輸入路徑。特征數(shù)據(jù)可從同時(shí)定位和繪制系統(tǒng)中獲得。該方法可包括確定該特征被放置在滿足高度條件的高度處。

在某些實(shí)施例中,門道是第一門道,內(nèi)部壁是第一內(nèi)部壁,且該方法包括識別包含第一門道的一組候選門道,根據(jù)門道特征排序該組候選門道進(jìn)入處理順序,且按照處理順序?qū)υ摻M候選門道進(jìn)行處理,以識別環(huán)境中的一組候選內(nèi)部壁,該組候選后部壁包含第一內(nèi)部壁。在這種實(shí)施例中，門道特征可包括下列至少一個(gè)：門道與另一門道之間的距離、門道與與環(huán)境的邊界相關(guān)聯(lián)的外部壁之間的距離，或與門道相關(guān)聯(lián)的房間的尺寸。

在某些實(shí)施例中，確定該至少一個(gè)端點(diǎn)包括確定與第一房間相關(guān)聯(lián)的第一區(qū)域與與第二房間相關(guān)聯(lián)的第二區(qū)域之間的重疊區(qū)域，以及基于重疊區(qū)域確定門道的位置。