[發(fā)明專(zhuān)利]地圖構(gòu)建方法、機(jī)器人及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210418621.6
• 申請(qǐng)日: 2022-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114812538A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;袁杰;楊亞運(yùn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海擎朗智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/00;G01S17/89;G01S17/93;G01S17/86;G01S15/93
• 代理公司: 北京律和信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11446
• 代理人: 郝文博

本發(fā)明提供一種地圖構(gòu)建方法、機(jī)器人及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，機(jī)器人的活動(dòng)范圍內(nèi)具有原始地圖，其中地圖構(gòu)建方法包括：控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至原始地圖對(duì)應(yīng)的空間范圍內(nèi)，并對(duì)機(jī)器人所在位置進(jìn)行定位；控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至新增區(qū)域內(nèi)，并利用距離傳感器對(duì)新增區(qū)域進(jìn)行掃描；控制機(jī)器人在新增區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，持續(xù)利用距離傳感器對(duì)新增區(qū)域進(jìn)行掃描，構(gòu)建新增區(qū)域地圖，并確定機(jī)器人相對(duì)于原始地圖的位置。本發(fā)明的實(shí)施例利用機(jī)器人活動(dòng)范圍內(nèi)的原始地圖，直接通過(guò)SLAM方法，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的同時(shí)構(gòu)建新增區(qū)域的地圖，需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量大幅減少，無(wú)需刪除原始地圖，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，并且回環(huán)檢測(cè)位置選擇靈活，提高了地圖構(gòu)建方法的靈活度和適用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大致涉及智能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種地圖構(gòu)建方法、機(jī)器人以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

SLAM(同步定位與地圖繪制)是一種在機(jī)器人領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的地圖構(gòu)建方法，控制機(jī)器人在位置環(huán)境中運(yùn)動(dòng)，通過(guò)距離傳感器的掃描數(shù)據(jù)，獲取地圖的邊界信息，以此完成機(jī)器人的定位導(dǎo)航和地圖構(gòu)建，主要在展會(huì)、餐廳、倉(cāng)庫(kù)等室內(nèi)環(huán)境中應(yīng)用。

當(dāng)需要進(jìn)行拓展建圖時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中通常利用過(guò)程數(shù)據(jù)文件，在繼續(xù)建圖時(shí)加載過(guò)程數(shù)據(jù)文件來(lái)進(jìn)行拓展建圖。但在傳統(tǒng)方法中，拓展建圖時(shí)需要存儲(chǔ)的過(guò)程數(shù)據(jù)文件包括地圖、激光數(shù)據(jù)(采用激光雷達(dá)作為距離傳感器)、節(jié)點(diǎn)、軌跡信息等，數(shù)據(jù)量極大，產(chǎn)生極大的運(yùn)算和存儲(chǔ)壓力。并且，對(duì)于服務(wù)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，例如送餐機(jī)器人，在交互端對(duì)地圖所做的修改只能以圖片形式保存，難以通過(guò)過(guò)程數(shù)據(jù)保存，導(dǎo)致在后續(xù)建圖過(guò)程中，在交互端預(yù)留的標(biāo)記丟失，無(wú)法記錄，需要重新進(jìn)行標(biāo)記，操作過(guò)程繁瑣。

另外，SLAM方法構(gòu)件地圖，需要對(duì)距離傳感器獲取的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)校驗(yàn)，在拓展建圖時(shí)，依靠傳統(tǒng)方法只能在固定的位置進(jìn)行閉環(huán)校驗(yàn)，靈活度低，并且在某些特定環(huán)境下無(wú)法返回原位置，無(wú)法完成閉環(huán)校驗(yàn)過(guò)程。

背景技術(shù)部分的內(nèi)容僅僅是發(fā)明人所知曉的技術(shù)，并不當(dāng)然代表本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)缺陷，本發(fā)明提供一種地圖構(gòu)建方法，用于構(gòu)建機(jī)器人活動(dòng)范圍內(nèi)地圖，所述機(jī)器人具有距離傳感器，機(jī)器人的活動(dòng)范圍內(nèi)具有原始地圖，所述地圖構(gòu)建方法包括：

控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至原始地圖對(duì)應(yīng)的空間范圍內(nèi)，并對(duì)機(jī)器人所在位置進(jìn)行定位；

控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至新增區(qū)域內(nèi)，并利用距離傳感器對(duì)新增區(qū)域進(jìn)行掃描；

控制機(jī)器人在新增區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，持續(xù)利用距離傳感器對(duì)新增區(qū)域進(jìn)行掃描，構(gòu)建新增區(qū)域地圖，并確定機(jī)器人相對(duì)于原始地圖的位置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，其中所述構(gòu)建新增區(qū)域地圖的步驟還包括：

將原始地圖作為子圖傳入建圖算法；

將機(jī)器人在新增區(qū)域內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)作為增量添加至所述子圖中；

實(shí)時(shí)計(jì)算節(jié)點(diǎn)與所述子圖和/或其他節(jié)點(diǎn)的約束關(guān)系，所述節(jié)點(diǎn)包括機(jī)器人的當(dāng)前位置和/或機(jī)器人活動(dòng)范圍內(nèi)的特征標(biāo)志物，所述約束關(guān)系包括機(jī)器人與原始地圖和/或其他節(jié)點(diǎn)的位姿關(guān)系，和/或特征標(biāo)志物與原始地圖和/ 或其他節(jié)點(diǎn)的位姿關(guān)系。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，其中所述距離傳感器為激光雷達(dá)，所述構(gòu)建新增區(qū)域地圖的步驟還包括：

控制機(jī)器人掃描周邊環(huán)境；

由掃描結(jié)果中抽取關(guān)鍵幀構(gòu)建增量地圖，并添加至所述子圖中。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，其中所述對(duì)機(jī)器人所在位置進(jìn)行定位的步驟還包括：

控制距離傳感器對(duì)機(jī)器人周邊進(jìn)行掃描；

將原始地圖轉(zhuǎn)化為點(diǎn)云，并將距離傳感器的掃描結(jié)果與原始地圖的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，以確定機(jī)器人位于原始地圖中的位置。