本發(fā)明涉及環(huán)境建圖技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種移動裝置全自主建圖方法及裝置。

背景技術(shù)：

目前室內(nèi)服務移動裝置主要依賴SLAM(simultaneous localization and mapping，同步定位與建圖)技術(shù)實現(xiàn)移動裝置自身在未知環(huán)境中的位置定位從而實現(xiàn)自主移動。SLAM技術(shù)中，移動裝置在未知環(huán)境中從一個未知位置開始移動，在移動過程中根據(jù)位置估計和地圖進行自身定位，同時在自身定位的基礎(chǔ)上建造增量式地圖，實現(xiàn)移動裝置的自主定位和導航建圖。

現(xiàn)有技術(shù)基于上述技術(shù)實現(xiàn)了室內(nèi)環(huán)境的建模，均是在全人工控制或半自主條件下實現(xiàn)的。其中，全人工控制建圖指人工控制移動裝置移動以獲取未知環(huán)境信息完成建圖。而半自主建圖指移動裝置自主規(guī)劃路徑移動，然后通過人工干預的方式增加機器人建圖完整性和移動安全性。但是這些技術(shù)有其應用的局限性，如移動裝置在地下作業(yè)時，人工控制端與移動裝置間不容易建立可靠穩(wěn)定的通信情況下，人工就無法介入實現(xiàn)全人工控制或者半自主條件下的環(huán)境建圖。

綜上所述，如何提供一種移動裝置全自主建圖的技術(shù)方案，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種移動裝置全自主建圖方法及裝置，以實現(xiàn)移動裝置的全自主建圖。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種移動裝置全自主建圖方法，包括：

獲取移動裝置所處環(huán)境的環(huán)境信息，基于所述環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境地圖并確定所述移動裝置在所述環(huán)境地圖中的位姿；

基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出所述移動裝置需要到達的目標觀測點，并將所述目標觀測點加入預設(shè)的觀測點集合中；

控制所述移動裝置移動至所述觀測點集合中的一目標觀測點，并利用所述移動裝置移動到該目標觀測點過程中所觀測到的周圍環(huán)境信息更新所述環(huán)境地圖及所述移動裝置在該環(huán)境地圖中的位姿，返回執(zhí)行基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出所述移動裝置需要到達的目標觀測點的步驟，直至所述觀測點集合中不存在目標觀測點，完成環(huán)境建圖。

優(yōu)選的，利用所述移動裝置移動到該目標觀測點過程中所觀測到的周圍環(huán)境信息更新所述環(huán)境地圖之后，還包括：

利用已經(jīng)獲取的環(huán)境信息確定所述觀測點集合中無法到達的目標觀測點以及已經(jīng)獲取到其周圍環(huán)境的目標觀測點，并將該目標觀測點進行移除。

優(yōu)選的，預設(shè)所述觀測點集合，包括：

預先設(shè)定以鏈表或樹或圖為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的觀測點集合。

優(yōu)選的，基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出所述移動裝置需要到達的目標觀測點，包括：

基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出能夠觀測到未知環(huán)境的點，并確定該點為所述目標觀測點。

優(yōu)選的，控制所述移動裝置移動至所述觀測點集合中的一目標觀測點，包括：

基于當前環(huán)境地圖規(guī)劃出到達所述觀測點集合中一目標觀測點的無障礙路線，并控制所述移動裝置按照該無障礙路線移動至對應目標觀測點。

優(yōu)選的，基于所述環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境地圖，包括：

基于所述環(huán)境信息利用SLAM技術(shù)或PTAM技術(shù)構(gòu)建所述環(huán)境地圖。

一種移動裝置全自主建圖裝置，包括：

建圖模塊，用于獲取移動裝置所處環(huán)境的環(huán)境信息，基于所述環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境地圖并確定所述移動裝置在所述環(huán)境地圖中的位姿；

規(guī)劃模塊，用于基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出所述移動裝置需要到達的目標觀測點，并將所述目標觀測點加入預設(shè)的觀測點集合中；

控制模塊，用于控制所述移動裝置移動至所述觀測點集合中的一目標觀測點，并利用所述移動裝置移動到該目標觀測點過程中所觀測到的周圍環(huán)境信息更新所述環(huán)境地圖及所述移動裝置在該環(huán)境地圖中的位姿，控制所述規(guī)劃模塊實現(xiàn)其對應的功能，直至所述觀測點集合中不存在目標觀測點，完成環(huán)境建圖。

優(yōu)選的，所述控制模塊還包括：

篩選單元，用于利用已經(jīng)獲取的環(huán)境信息確定所述觀測點集合中無法到達的目標觀測點以及已經(jīng)獲取到其周圍環(huán)境的目標觀測點，并將該目標觀測點進行移除。

優(yōu)選的，還包括：

預設(shè)模塊，用于預先設(shè)定以鏈表或樹或圖為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的觀測點集合。

優(yōu)選的，所述控制模塊包括：

路線選取單元，用于基于當前環(huán)境地圖規(guī)劃出到達所述觀測點集合中一目標觀測點的無障礙路線，并控制所述移動裝置按照該無障礙路線移動至對應目標觀測點。

本發(fā)明提供的一種移動裝置全自主建圖方法及裝置，該方法包括：獲取移動裝置所處環(huán)境的環(huán)境信息，基于所述環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境地圖并確定所述移動裝置在所述環(huán)境地圖中的位姿；基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出所述移動裝置需要到達的目標觀測點，并將所述目標觀測點加入預設(shè)的觀測點集合中；控制所述移動裝置移動至所述觀測點集合中的一目標觀測點，并利用所述移動裝置移動到該目標觀測點過程中所觀測到的周圍環(huán)境信息更新所述環(huán)境地圖及所述移動裝置在該環(huán)境地圖中的位姿，返回執(zhí)行基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出所述移動裝置需要到達的目標觀測點的步驟，直至所述觀測點集合中不存在目標觀測點，完成環(huán)境建圖。本申請公開的上述技術(shù)方案，通過移動裝置周圍環(huán)境的環(huán)境地圖及其在環(huán)境地圖中的位姿，規(guī)劃出可以獲取新的環(huán)境信息的目標觀測點，并控制移動裝置移動至該目標觀測點實現(xiàn)新的環(huán)境信息的獲取，利用新的環(huán)境信息更新環(huán)境地圖及移動裝置在環(huán)境地圖中的位姿，并基于更新后的環(huán)境地圖及移動裝置的位姿繼續(xù)獲取新的目標觀測點，依此循環(huán)，直至觀測點集合中不再存在目標觀測點，即不存在需要獲取的新的環(huán)境信息，完成環(huán)境建圖，所獲取的全部環(huán)境信息對應的環(huán)境地圖即為環(huán)境建圖對應的地圖。由此，無需人工接入，通過上述步驟的循環(huán)及相關(guān)判斷實現(xiàn)環(huán)境信息的逐步獲取，進而實現(xiàn)了移動裝置的全自主建圖。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，其示出了本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖方法的流程圖，可以包括以下步驟：

S11：獲取移動裝置所處環(huán)境的環(huán)境信息，基于環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境地圖并確定移動裝置在環(huán)境地圖中的位姿。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案可以對應于移動裝置的全自主導航建圖模式，即移動裝置在該模式下時通過本申請公開的技術(shù)方案實現(xiàn)全自主導航建圖。

基于環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境地圖并確定移動裝置在環(huán)境地圖中的位資可以是基于SLAM技術(shù)或PTAM技術(shù)實現(xiàn)的，具體來說，基于SLAM技術(shù)或PTAM技術(shù)實現(xiàn)上述目的可以簡單描述為：移動裝置在未知環(huán)境中從一個未知位置開始移動,在移動過程中根據(jù)位置估計以及當前傳感器數(shù)據(jù)(也即環(huán)境信息)與地圖的特征匹配進行自身定位,同時在自身定位的基礎(chǔ)上構(gòu)建增量式地圖，實現(xiàn)移動裝置的自主定位和導航。其中，移動裝置在移動過程中的位置估計可以是根據(jù)上一時刻的定位位置加上從上一個時刻到當前時刻的時間間隔內(nèi)移動裝置的估計移動距離得到當前時刻的一個位置估計；而當前傳感器數(shù)據(jù)與地圖的特征匹配可以利用ICP算法實現(xiàn)，通過迭代的方法不斷修正估計位置，最后使得當前傳感器數(shù)據(jù)與地圖精確匹配，進而得到當前移動裝置的精確位置；比如，移動裝置初始時刻獲取到了周圍環(huán)境的環(huán)境信息，于是移動裝置首先估計其獲取到該環(huán)境信息的位置(如室內(nèi)冰箱前10cm的位置)并移動至該位置，再次獲取該位置的環(huán)境信息并確定再次獲取的環(huán)境信息與初始時刻獲取的環(huán)境信息是否一致，如果一致，則實現(xiàn)了自身位置的精確定位，如果不一致，則通過微調(diào)自身所在位置并重復上述環(huán)境信息的獲取及比對過程，直至當前時刻獲取的環(huán)境信息與初始時刻獲取的環(huán)境信息一致為止，此時實現(xiàn)了自身位置的精確定位，即自身處于當前時刻所處的位置(如室內(nèi)冰箱前10cm的位置)。

S12：基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出移動裝置需要到達的目標觀測點，并將目標觀測點加入預設(shè)的觀測點集合中。

基于移動裝置在當前環(huán)境中的位姿可以確定出其在環(huán)境地圖中需要到達的目標觀測點，以控制移動裝置到達目標觀測點后可以獲取到該目標觀測點周圍環(huán)境的環(huán)境信息，實現(xiàn)對于需要建圖的環(huán)境對應環(huán)境信息的逐步獲取。如移動裝置當前位姿為門處，則其對應的觀測點可以包括客廳、陽臺及臥室門等，由此，通過將移動裝置移動到客廳、陽臺及臥室門等獲取到對應的新的環(huán)境信息。

S13：控制移動裝置移動至觀測點集合中的一目標觀測點，并利用移動裝置移動到該目標觀測點過程中所觀測到的周圍環(huán)境信息更新環(huán)境地圖及移動裝置在該環(huán)境地圖中的位姿，返回執(zhí)行基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出移動裝置需要到達的目標觀測點的步驟，直至觀測點集合中不存在目標觀測點，完成環(huán)境建圖。

其中，由觀測點集合中選取一即將要到達的目標觀測點并控制移動裝置移動至該目標觀測點時的選取原則可以根據(jù)實際需要進行確定，如隨機選取等，在此不做具體限定?？刂埔苿友b置移動到一目標觀測點后，可以獲取該移動裝置在移動過程中觀測到的其周圍的環(huán)境信息，以實時利用獲取到的環(huán)境信息更新環(huán)境地圖及移動裝置在該環(huán)境地圖中的位姿，如移動裝置由門處移動至客廳后，獲取到由門處移動至客廳的過程中觀測到的其周圍的環(huán)境信息，將該信息融合至環(huán)境地圖中，而移動裝置在環(huán)境地圖中的位姿由門處變?yōu)榭蛷d。然后返回執(zhí)行步驟S12，由此，在移動裝置的移動過程中實現(xiàn)其周圍環(huán)境的環(huán)境信息的循環(huán)獲取，直到觀測點集合中不存在目標觀測點，則說明不存在需要獲取的新的環(huán)境信息，此時，完成環(huán)境建圖，且當前環(huán)境地圖即為最終的建圖結(jié)果。

本申請公開的上述技術(shù)方案，通過移動裝置周圍環(huán)境的環(huán)境地圖及其在環(huán)境地圖中的位姿，規(guī)劃出可以獲取新的環(huán)境信息的目標觀測點，并控制移動裝置移動至該目標觀測點實現(xiàn)新的環(huán)境信息的獲取，利用新的環(huán)境信息更新環(huán)境地圖及移動裝置在環(huán)境地圖中的位姿，并基于更新后的環(huán)境地圖及移動裝置的位姿繼續(xù)獲取新的目標觀測點，依此循環(huán)，直至觀測點集合中不再存在目標觀測點，即不存在需要獲取的新的環(huán)境信息，完成環(huán)境建圖，所獲取的全部環(huán)境信息對應的環(huán)境地圖即為環(huán)境建圖對應的地圖。由此，無需人工接入，通過上述步驟的循環(huán)及相關(guān)判斷實現(xiàn)環(huán)境信息的逐步獲取，進而實現(xiàn)了移動裝置的全自主建圖。

本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖方法，利用移動裝置移動到該目標觀測點過程中所觀測到的周圍環(huán)境信息更新環(huán)境地圖之后，還可以包括：

利用已經(jīng)獲取的環(huán)境信息確定觀測點集合中無法到達的目標觀測點以及已經(jīng)獲取到其周圍環(huán)境的目標觀測點，并將該目標觀測點進行移除。

舉例說明本實施例中所述的無法到達的目標觀測點：如當目標觀測點在陽臺，但是進入陽臺的門呈關(guān)閉且鎖定狀態(tài)，則無法進入陽臺，也就無法到達目標觀測點，因此，將該目標觀測點從觀測點集合中移除。舉例說明已經(jīng)獲取到其周圍環(huán)境的目標觀測點：如當目標觀測點在陽臺，但是移動裝置處于客廳時可以獲取到陽臺的全部環(huán)境信息，則將陽臺對應的目標觀測點從觀測點集合中移除。通過對上述目標觀測點的移除，避免了移動裝置進行多余的移動動作，也避免了多余的環(huán)境信息的獲取，提高了本發(fā)明提供的上述技術(shù)方案的實現(xiàn)效率。當然，對于目標目標觀測點進行移除的預設(shè)原則還可以包括其他狀態(tài)的目標觀測點，只要能夠達到上述提高效率的目的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖方法，預設(shè)觀測點集合，可以包括：

預先設(shè)定以鏈表或樹或圖為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的觀測點集合。

需要說明的是，觀測點集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實際需要進行確定，本申請中優(yōu)選的以鏈表或樹或圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)觀測點集合，由于上述幾種數(shù)據(jù)集合便于搜索遍歷，因此，有利于對目標觀測點的選取，進一步提高了環(huán)境建圖的效率。

本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖方法，基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出移動裝置需要到達的目標觀測點，可以包括：

基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出能夠觀測到未知環(huán)境的點，并確定該點為目標觀測點。

其中，目標觀測點具體可以為對應新的環(huán)境信息的點，也就是說，通過目標觀測點能夠獲取到未知環(huán)境的環(huán)境信息，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對于未知環(huán)境的環(huán)境信息的逐步獲取，保證了本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖方法的順利實現(xiàn)。

本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖方法，控制移動裝置移動至觀測點集合中的一目標觀測點，可以包括：

基于當前環(huán)境地圖規(guī)劃出到達觀測點集合中一目標觀測點的無障礙路線，并控制移動裝置按照該無障礙路線移動至對應目標觀測點。

其中，基于環(huán)境地圖可以獲知到能夠?qū)崿F(xiàn)移動裝置由當前位置至下一目標觀測點的全部路徑，可以由中選取在移動過程中不會接觸到障礙物的路徑，即無障礙路徑，以保證移動裝置可以順利的到達對應目標觀測點。當然，還可以選取全部路徑中在移動過程中不會接觸到障礙物且路程最短的路徑來到達對應目標觀測點，由此，可以保證移動裝置順利快速到達對應目標觀測點，提高本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖方法的實現(xiàn)效率。

本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖方法，基于環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境地圖，可以包括：

基于環(huán)境信息利用SLAM技術(shù)或PTAM技術(shù)構(gòu)建環(huán)境地圖。

需要說明的是，本發(fā)明實施例中對于環(huán)境信息的獲取可以利用視覺傳感器、測距傳感器等實現(xiàn)，獲取到環(huán)境信息之后，可以利用SLAM技術(shù)或PTAM技術(shù)快速的實現(xiàn)環(huán)境地圖的構(gòu)建，當然也可以根據(jù)實際需要選取其他裝置實現(xiàn)環(huán)境信息的獲取或者其他技術(shù)實現(xiàn)環(huán)境地圖的構(gòu)建，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

本發(fā)明實施例還提供了一種移動裝置全自主建圖裝置，該裝置可以設(shè)置在移動裝置內(nèi)，如圖2所示，可以包括：

建圖模塊11，用于獲取移動裝置所處環(huán)境的環(huán)境信息，基于環(huán)境信息構(gòu)建環(huán)境地圖并確定移動裝置在環(huán)境地圖中的位姿；

規(guī)劃模塊12，用于基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出移動裝置需要到達的目標觀測點，并將目標觀測點加入預設(shè)的觀測點集合中；

控制模塊13，用于控制移動裝置移動至觀測點集合中的一目標觀測點，并利用移動裝置移動到該目標觀測點過程中所觀測到的周圍環(huán)境信息更新環(huán)境地圖及移動裝置在該環(huán)境地圖中的位姿，控制規(guī)劃模塊實現(xiàn)其對應的功能，直至觀測點集合中不存在目標觀測點，完成環(huán)境建圖。

本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖裝置，控制模塊還可以包括：

篩選單元，用于利用已經(jīng)獲取的環(huán)境信息確定觀測點集合中無法到達的目標觀測點以及已經(jīng)獲取到其周圍環(huán)境的目標觀測點，并將該目標觀測點進行移除。

本發(fā)明實施例提供的一種移動裝置全自主建圖裝置，還可以包括：

預設(shè)模塊，用于預先設(shè)定以鏈表或樹或圖為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的觀測點集合。

本發(fā)明實施例還提供了一種移動裝置全自主建圖裝置，規(guī)劃模塊可以包括：

規(guī)劃單元，用于基于當前環(huán)境地圖及移動裝置在當前環(huán)境地圖中的位姿規(guī)劃出能夠觀測到未知環(huán)境的點，并確定該點為目標觀測點。

本發(fā)明實施例還提供了一種移動裝置全自主建圖裝置，控制模塊可以包括：

路線選取單元，用于基于當前環(huán)境地圖規(guī)劃出到達觀測點集合中一目標觀測點的無障礙路線，并控制移動裝置按照該無障礙路線移動至對應目標觀測點。

本發(fā)明實施例還提供了一種移動裝置全自主建圖裝置，建圖模塊可以包括：

建圖單元，用于基于環(huán)境信息利用SLAM技術(shù)或PTAM技術(shù)構(gòu)建環(huán)境地圖。

本發(fā)明實施例還提供了一種移動裝置全自主建圖裝置中相關(guān)部分的說明請參見本發(fā)明實施例還提供了一種移動裝置全自主建圖方法中對應部分的詳細說明，在此不再贅述。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。