[發明專利]構建全局SLAM地圖的方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202010637155.1
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN113886903A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 孟浩;俠宇威;張建;胡雨辰
• 申請（專利權）人: 上海大界機器人科技有限公司
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06F16/29
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 解文霞

1.一種構建全局SLAM地圖的方法，包括:

S1對當前的建筑空間構建局部SLAM地圖；

S2提取局部SLAM地圖特征；

S3將局部SLAM地圖與CAD各房間地圖依次進行匹配，選取一個最佳匹配結果；

S4根據S3找到的當前局部SLAM地圖相對應的CAD房間地圖，基于該CAD房間地圖在全局CAD地圖中的位置，將當前的局部SLAM地圖填充至對應的全局SLAM地圖位置；

S5進入下一個建筑空間，重復S1-S4步驟，直到生成能用于機器人全局定位導航的全局SLAM地圖。

2.如權利要求1所述的構建全局SLAM地圖的方法，其特征在于：所述的S1構建局部SLAM地圖步驟，是指機器人移動進入建筑場景中某具體房間，掃描四周環境，生成當前房間點云地圖，去除生成SLAM地圖中的灰色區域；得到灰色區域邊緣定位后，框選其中有用信息集中的區域，用于后續地圖匹配處理。

3.如權利要求1所述的構建全局SLAM地圖的方法，其特征在于：所述的S1構建局部SLAM地圖步驟，還包括調整修剪后的SLAM地圖分辨率，使之與CAD圖紙分辨率近似，優化匹配效率。

4.如權利要求2所述的構建全局SLAM地圖的方法，其特征在于：所述的去除生成SLAM地圖中的灰色區域，包括：對SLAM地圖中的行列具體像素位置計算該點協方差矩陣，判斷該像素是否為灰色像素過渡區域。

5.如權利要求1所述的構建全局SLAM地圖的方法，其特征在于：所述的S2提取局部SLAM地圖特征，包括：S2.1使用Canny算法提取地圖輪廓邊界，通過高斯模糊濾波器降低噪音像素，使用sobel算子計算圖像梯度提取模糊輪廓，非極大值抑制算法減小所提取的輪廓寬度，使圖像更加準確，最后利用雙閾值處理方法保留輪廓，從而獲取地圖輪廓特征；S2.2使用Hough變換提取輪廓圖中的直線，并計算各直線特征所對應的斜率與截距，從而在局部坐標系中定位該直線具體位置。

6.如權利要求1所述的構建全局SLAM地圖的方法，其特征在于：所述的S3將局部SLAM地圖與CAD各房間地圖依次進行匹配，包括：

S3.1將已提取直線中強度最大直線轉正至正向90度，使得SLAM地圖為正向，不會出現某角度傾斜；

S3.2將每次旋轉后的SLAM地圖與CAD各房間地圖依次進行匹配:利用matchTemplate模板匹配算法，對應相似像素區域，選取最優匹配結果；

S3.3將SLAM地圖旋轉90度后，重復S3.1和S3.2步驟，獲取四個方向上的最佳匹配結果，并比較選取其中最優匹配方案；

S3.4匹配完成后，計算局部SLAM地圖原點與當前房間CAD地圖原點的3x3齊次變換矩陣。

7.如權利要求1所述的構建全局SLAM地圖的方法，其特征在于：所述的S4將當前的局部SLAM地圖填充至對應的全局SLAM地圖位置包括：

S4.1根據S3步驟找到當前房間局部SLAM地圖相對應的CAD房間地圖；

S4.2利用所計算獲得的坐標轉換關系，將SLAM地圖與對應CAD房間圖紙方向位移調整一致；

S4.3基于該房間CAD地圖在全局CAD地圖中的位置，將當前局部SLAM地圖填充至對應全局SLAM地圖位置。

8.一種構建全局SLAM地圖的裝置，包括:

第一單元，用于對當前的建筑空間構建局部SLAM地圖；

第二單元，用于提取局部SLAM地圖特征；

第三單元，用于將局部SLAM地圖與CAD各房間地圖依次進行匹配，選取一個最佳匹配結果；

第四單元，用于：根據S3找到的當前局部SLAM地圖相對應的CAD房間地圖，基于該CAD房間地圖在全局CAD地圖中的位置，將當前的局部SLAM地圖填充至對應的全局SLAM地圖位置；

第五單元，用于：進入下一個建筑空間，重復第一單元到第四單元的工作，直到生成能用于機器人全局定位導航的全局SLAM地圖。