[發明專利]仿生視覺自運動感知地圖繪制方法、存儲介質及設備

有效

• 申請號: 202010638446.2
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111813113B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 陳孟元;田德紅
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 項磊

本發明公開了一種仿生視覺自運動感知地圖繪制方法、存儲介質及設備，所述方法包括：根據仿生視覺感知系統采集環境信息，構建表征空間位置的情景記憶單元及環境地標模板，并生成對應的情景記憶庫；根據陀螺儀和加速度計采集自運動信息，進行方向和位移編碼，更新位姿感知信息；采用情景記憶庫和環境地標模板對自運動信息進行修正；根據環境地標模板、情景記憶單元及自運動感知的相互聯系，對仿生自運動感知地圖進行繪制和校正。本發明能夠利用視覺感知模板減少自運動感知誤差，提高自主定位的精度以及情景記憶單元閉環檢測的準確率。

技術領域

本發明屬于SALM(即時定位與地圖構建技術)技術領域，涉及一種仿生視覺自運動感知地圖繪制方法、存儲介質及設備。

背景技術

SALM技術(即時定位與地圖構建技術)的核心問題是，要求機器人在一個陌生的環境中，首先要探索環境從而了解環境(構建地圖)，同步運用地圖追蹤機器人在該環境中的位置(定位)。對SALM問題的傳統解決方法主要是基于數學概率方法，其中，卡爾曼濾波器、粒子濾波器和極大期望算法等是機器人SALM問題的基本解決方法。雖然這些傳統的SALM算法中仍使用激光測距和聲吶測距采集信息，但是這些傳感器采集信息，往往得到的數據不精確且使用有一定的局限性，更多情況下激光測距傳感器已被視覺傳感器所替代。

現有技術中，通常采用視覺SLAM算法來構建上述二維拓撲圖，在構建二維拓撲圖的過程中，通過圖像處理方法來進行局部場景模板的更新，該方法僅能判斷兩幅環境圖像信息是否一致，不存在位置坐標的實時更新，由于環境圖像信息在獲取和傳輸過程中會產生各類噪音，即使相同位置獲得的圖像信息也具有一定的差異，因此現有技術會導致圖像匹配準確率和定位精度低，進而導致所構建的二維拓撲圖失真。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于自動駕駛的軌跡控制方法，以解決現有技術中因位置坐標不能實時更新，圖像匹配準確率和定位精度較差，二維位置估計圖失真較為嚴重的問題。

所述的仿生視覺自運動感知地圖繪制方法，包括：

步驟S1，根據仿生視覺感知系統采集的環境信息，構建表征空間位置的情景記憶單元及環境地標模板，并生成對應的情景記憶庫；

步驟S2，根據陀螺儀和加速度計采集自運動信息，進行方向和位移編碼，更新位姿感知信息；

步驟S3，采用情景記憶庫和環境地標模板對自運動信息進行修正；

步驟S4，根據環境地標模板、情景記憶單元及自運動感知的相互聯系，對仿生自運動感知地圖進行繪制和校正。

優選的，在構建所述情景記憶庫的過程中，首先，采用視覺傳感器獲取環境圖像，對環境信息進行處理，得到表征環境位置的情景記憶單元；然后，采用視覺感知和相似性度量的方式來構建環境地標與空間位置信息的情景記憶庫，每個情景記憶單元的顯著度水平為：

其中，I_i(r)是初始環境識別信息，α是為了確保需要探索的空間環境中有足夠的表征環境位置點的記憶單元而引入的參數，經過多次試驗可得α＝0.5時效果最好，B＝0.1是用來判斷位置r處的記憶單元是否被激活而設置的常數，即當且僅當某個情景記憶單元接收到的初始環境識別信息輸入量在所有位置點最大顯著度的10％以內時，情景記憶單元才會在r處被激活。

優選的，在所述步驟S2中，構建路徑整合模塊，利用陀螺儀和加速度計獲取角速度調節信號以及特定方向上線速度調節信號，同時建立情景記憶庫與路徑整合模塊的聯系，對方向和位移進行編碼；在t時刻更新的方向感知單元的優先方向θ^HD(t)為：