[發明專利]一種基于視覺特征點匹配的機器人地圖選擇方法及系統

在審

• 申請號: 202110471649.1
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113010724A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 馬辰;高明;王建華;金長新
• 申請（專利權）人: 山東新一代信息產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F16/587
• 分類號: G06F16/587;G06F16/29
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 姜明

本發明公開了一種基于視覺特征點匹配的機器人地圖選擇方法及系統，屬于機器人應用領域；所述的方法的具體步驟包括：S1采集地圖數據并在云端建立字典；S2通過機器人攝像頭采集一幀圖像并上傳至云端服務；S3提取圖像關鍵點；S4計算描述子；S5遞歸所有地圖文件進行特征點匹配S6重復S2～S5步驟直到匹配到對應地圖；S7將匹配到的地圖文件下發到機器人端進行加載；該方法借助云計算的優勢，將當前掃描到的視頻逐幀上傳至云端，在云端解析其特征點并與云端數據庫中所有已知的地圖文件進行匹配計算，并將匹配到的地圖反饋給機器人，從而使機器人實現自動選擇并加載當前場景地圖的功能，解決了機器人在不同室內場景需手動切換地圖的弊端。

技術領域

本發明公開一種基于視覺特征點匹配的機器人地圖選擇方法及系統，涉及機器人應用技術領域。

背景技術

隨著機器人和自動駕駛技術的不斷發展，機器人及其自動駕駛技術被應用于越來越多的領域，從室外巡邏機器人到室內配送服務機器人，機器人的應用場景無處不在。

機器人導航及定位技術依賴于提前構建好的地圖，室外機器人可以通過GPS進行精確定位，從而確認機器人自身在地圖中的位置。然而，當機器人進入室內場景后，由于建筑物遮擋，無法獲取GPS信號，導致傳統的地圖及定位方法失效，且不同的室內環境對應不同的地圖文件，固定場景下通常由人們手動配置好機器人地圖后才能開始工作，但對于工作于多個室內場景下的機器人，若每次都靠人工切換地圖，則費時費力且無法突出機器人的智能性。因此，如何實現已知的室內環境下機器人自動加載對應的地圖文件成為目前亟待解決的問題；

故現發明一種基于視覺特征點匹配的機器人地圖選擇方法及系統，以解決上述問題。

發明內容

本發明針對現有技術的問題，提供一種基于視覺特征點匹配的機器人地圖選擇方法及系統，所采用的技術方案為：一種基于視覺特征點匹配的機器人地圖選擇方法，所述的方法的具體步驟包括：

S1采集地圖數據并在云端建立字典；

S2通過機器人攝像頭采集一幀圖像并上傳至云端服務；

S3提取圖像關鍵點；

S4計算描述子；

S5遞歸所有地圖文件進行特征點匹配；

S6重復S2～S5步驟直到匹配到對應地圖；

S7將匹配到的地圖文件下發到機器人端進行加載。

所述S3云端服務將提取每一幀收到圖像的ORB特征點作為圖像關鍵點，具體步驟包括：

S301在圖像中選取像素p，設定其亮度為Ip；

S302設置Ip的閾值T；

S303以像素p為中心選取像素點；

S304判斷選取的像素點是否為特征點；

S305對每個像素循環執行S301～S304步驟操作，找到圖片中所有特征點。

所述S4使用BRIEF特征描述方法對每個圖像關鍵點計算其描述子。

所述S5遞歸所有地圖文件進行特征點匹配的具體步驟包括：

S501將特征點與地圖數據庫中的地圖文件進行特征點匹配；

S502采用快速最近鄰算法算法，生成所有地圖文件與該幀圖像特征點相似度數組、并進行降序排列。

所述S6重復S2～S5步驟直到匹配到對應地圖的具體步驟包括：

S601若云端匹配到相應的地圖文件，則將地圖下發給機器人；