[發明專利]基于分裂型層次聚類的軌跡分析方法、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202011339449.2
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112487234A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 石碰;蔣濤;左昉;余軍;周成成;林福宏
• 申請（專利權）人: 北京集光通達科技股份有限公司
• 主分類號: G06F16/587
• 分類號: G06F16/587;G06F16/55;G06K9/62
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 趙萬凱

本申請涉及一種基于分裂型層次聚類的軌跡分析方法、設備及存儲介質,涉及機器人導航技術領域。所述方法包括：實時獲取機器人自身視覺傳感器采集的第一視角圖像；根據第一視角圖像進行實時定位與地圖構建，從而生成機器人當前位置與目的地之間的所有軌跡路線；利用軌跡特征點提取方法，提取所有軌跡路線中的軌跡特征點，得到軌跡路線的特征點集合；根據所述軌跡路線的特征點集合得到相應軌跡路線的特征軌跡，計算任意兩個特征軌跡之間的相似度；利用基于軌跡相似度的聚類算法對所有的特征軌跡進行聚類分析。通過地圖構建、特征點提取以及計算特征軌跡相似度，對機器人的軌跡進行分析，便于為機器人的移動路線規劃和推薦提供決策支持和依據。

技術領域

本申請涉及機器人導航技術領域，尤其是涉及一種基于分裂型層次聚類的軌跡分析方法、設備及存儲介質。

背景技術

視覺定位就是通過安裝在機器人上的視覺傳感器，進行環境圖像的采集，然后通過對圖像信息的處理，來估計機器人的位姿變化。視覺傳感器相較于其他用于移動機器人定位的傳感器，例如GPS、IMU、激光雷達、輪式里程計等具有非常多的優點。計算機視覺顧名思義就是通過技術手段來模擬人的視覺，攝像頭好比人的眼睛，可以提供豐富的圖像信息。人依靠眼睛就能實現絕大多數的導航任務，就是因為人的眼睛提供的圖像中包含著大量的信息。同樣，機器人通過視覺傳感器提供的圖像也可以從中提取出非常多的信息，例如場景的紋理、顏色以及物體的形狀大小等各類信息。通過這些豐富的信息，機器人可以實現在各種環境中的定位與導航。

軌跡的聚類分析是利用對象的軌跡數據，發現有共同行為與模式的對象組，同組對象之間具有較高的相似度，而不同組內差別較大，可有效發掘出用戶的移動模式及熱點區域，為軌跡檢測、應急管理、位置服務等提供有效的參考。

根據不同的應用需求，機器人需要在各種復雜的、多變的環境下進行工作，完成自己負擔的任務。而在此過程中，機器人不僅僅需要在明確自己位置的同時，確定下一步的行進方向，還需要能夠將當前行動軌跡反饋給終端決策者進行軌跡分析與調整，以增加工作效率。

發明內容

為了便于實現機器人的定位與導航，本申請提供了一種基于分裂型層次聚類的軌跡分析方法、設備及存儲介質。

第一方面，本申請提供的一種基于分裂型層次聚類的軌跡分析方法，采用如下的技術方案。

一種基于分裂型層次聚類的軌跡分析方法，包括：

實時獲取機器人自身視覺傳感器采集的第一視角圖像；

根據所述第一視角圖像進行實時定位與地圖構建；

根據所述地圖，生成機器人當前位置與目的地之間的所有軌跡路線；

利用軌跡特征點提取方法，提取所述所有軌跡路線中的軌跡特征點，得到軌跡路線的特征點集合；

根據所述軌跡路線的特征點集合得到相應軌跡路線的特征軌跡，計算任意兩個特征軌跡之間的相似度；

利用基于軌跡相似度的聚類算法對所有的特征軌跡進行聚類分析。

通過采用上述技術方案，通過機器人自身的視覺傳感器獲取的視覺數據，完成對機器人實時定位與地圖的構建，從而生成機器人當前位置到目的地之間所有可能的軌跡路線，計算所有的軌跡路線的相似度，利用基于軌跡相似度的聚類算法，對軌跡集合進行分裂型層次聚類的分析，便于為機器人移動路線規劃和推薦提供決策支持和依據。

可選的，采用SLAM方法根據所述第一視角圖像進行實時定位與地圖構建，具體包括：

利用視覺里程計對所述第一視角圖像進行處理，計算姿態變化；

對所述第一視角圖像進行回環檢測，得到全局一致性軌跡；

利用濾波或非線性優化理論對視覺里程計和回環檢測輸出的結果進行優化；

完成實時定位與地圖的構建。