一種實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)、方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人地圖構(gòu)建技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種機器人全方位實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)、方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地圖繪制是一種高難度的機器人技術(shù)，尤其是對陌生環(huán)境的地圖感知與繪制，是移動機器人領(lǐng)域中的一個基本且重要的問題。機器人在未知環(huán)境中從一個未知的未知開始移動，在移動過程中根據(jù)未知估計和傳感器觀測進行自身定位，同時建立環(huán)境地圖。
[0003]現(xiàn)有的地圖繪制一般利用激光測距儀測量各點的距離后通過人為計算并繪制，效率非常低下。目前還沒有自動進行實時地圖繪制的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對上述問題，提供一種智能、自動進行實時實時地圖構(gòu)建的系統(tǒng)、方法及其裝置。
[0005]—種實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)，包括:
激光測距模塊，用于采集目標區(qū)域的全方位距離信息，并將距離信息傳送至地圖繪制模塊；
定位模塊，用于對目標區(qū)域的定位及定位校準，并將定位數(shù)據(jù)傳送至地圖繪制模塊； 地圖繪制模塊，用于根據(jù)目標區(qū)域的距離信息及定位數(shù)據(jù)，實時繪制目標區(qū)域的地圖
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[0006]在其中一個實施例中，還包括視覺采集模塊，用于采集目標區(qū)域的全方位立體視覺信息，并將視覺信息傳送至地圖繪制模塊，以繪制三維模型地圖。
[0007]在其中一個實施例中，所述激光測距模塊包括激光發(fā)射器、激光接收器及旋轉(zhuǎn)底座，激光發(fā)射器及激光接收器安裝在旋轉(zhuǎn)底座上;所述激光發(fā)射器發(fā)射激光，所述激光接收器接收反射回激光，所述旋轉(zhuǎn)底座勻速旋轉(zhuǎn)，以獲得全方位距離信息。
[0008]在其中一個實施例中，所述定位模塊包括差分GPS基站、差分GPS接收機，所述差分GPS基站與差分GPS接收機通過433MHz進行通信。
[0009]在其中一個實施例中，所述地圖繪制模塊接收目標區(qū)域的距離信息及定位數(shù)據(jù)后，運用OpenGL繪圖函數(shù)實時繪制地圖，并在⑶I界面顯示。
[0010]在其中一個實施例中，所述GUI界面設(shè)有最大半徑值r的背景圓，以及當前測量半徑R的當前圓。
[0011]在其中一個實施例中，所述GUI界面中，當前圓在背景圓表示為R= Rl/r，Rl為當前測量值，所述背景圓與當前圓使用不用顏色線條表示，數(shù)據(jù)更新頻率為5Hz。
[0012]在其中一個實施例中，所述定位模塊通過解析NMEA協(xié)議來獲得經(jīng)瑋度、高度、時間等信息，并顯示在⑶I界面。
[0013]—種實時地圖構(gòu)建方法，包括以下步驟: 獲取目標區(qū)域的全方位距離信息，并將距離信息傳送至地圖繪制模塊；
獲取目標區(qū)域的定位及定位校準，并將定位數(shù)據(jù)傳送至地圖繪制模塊；
根據(jù)目標區(qū)域的距離信息及定位數(shù)據(jù)，實時繪制目標區(qū)域的地圖信息。
[0014]—種實時地圖構(gòu)建裝置，包括移動支撐平臺和所述實時地圖構(gòu)建方法和系統(tǒng)，所述移動支撐平臺用于實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)的安裝、固定及移動。
[0015]上述實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)、方法和裝置，利用激光測距模塊的三角測量法及定位模塊的差分定位，結(jié)合視覺采集模塊與移動支撐平臺，運用OpenGL繪圖方法，可實現(xiàn)未知環(huán)境的全方位實時二維、三維地圖的構(gòu)建，具有地圖繪制精度高、繪制效率快等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0016]圖1為一實施例中實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2為一實施例中實時地圖構(gòu)建方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)、方法和裝置進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)、方法和裝置的首選實施例。但是，本發(fā)明實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)、方法和裝置可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0019]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0020]在一些實施例中，如圖1所示，一種實時地圖構(gòu)建系統(tǒng)100，包括:
激光測距模塊101，用于采集目標區(qū)域的全方位距離信息，并將距離信息傳送至地圖繪制豐吳塊。
[0021]在一些實施例中，所述激光測距模塊101設(shè)置在目標區(qū)域上，包括激光發(fā)射器1011、激光接收器1012及旋轉(zhuǎn)底座1013，激光發(fā)射器1011及激光接收器1012安裝在旋轉(zhuǎn)底座1013上;所述激光發(fā)射器1011發(fā)射的激光照射到物體上后，從物體反射回，被激光接收器1012接收，利用三角測量法，通過記錄時間差，可以計算出目標區(qū)域與物體的距離，所述旋轉(zhuǎn)底座1013勻速旋轉(zhuǎn)一周，即可獲得目標區(qū)域全方位的距離信息。
[0022]定位模塊102，用于對目標區(qū)域的定位及定位校準，并將定位數(shù)據(jù)傳送至地圖繪制模塊。
[0023]在一些實施例中，所述定位模塊102包括差分GPS基站1022、差分GPS接收機1021，所述差分GPS接收機1021設(shè)置在目標區(qū)域上，通過433MHz與差分GPS基站1022進行通信。通過差分定位法修正GPS信息，能夠保持定位誤差在5厘米的范圍內(nèi)。
[0024]在一些實施例中，所述定位模塊102可通過解析NMEA協(xié)議來獲得經(jīng)瑋度、高度、時間等信息，并顯示在GUI界面，同時可預(yù)留程序接口供其它開發(fā)者使用，調(diào)用GPS信號信息。
[0025]地圖繪制模塊103，用于根據(jù)目標區(qū)域的距離信息及定位數(shù)據(jù)，實時繪制目標區(qū)域的地圖信息。
[0026]在一些實施例中，所述地圖繪制模塊103的主板帶有6個RS232串口和10個USB接口，同時安裝有ROS (Robot Operating System,機器人操作系統(tǒng))，通過TTL串口轉(zhuǎn)USB串口模塊(115200bps)接受目標區(qū)域的距離信息，通過RS232串口(9600bps)接受目標區(qū)域的定位數(shù)據(jù);運用OpenGL繪圖函數(shù)實時繪制地圖，并在⑶I界面顯示。
[0027]在其中一個實施例中，