[发明专利]移动机器人环境的同时定位和地图绘制的方法和设备

权利要求书

1.一种移动机器人系统，包括：

a.移动机器人；以及

b.用于控制机器人的移动的系统，该系统包括：

i.数据采集系统，用于产生识别机器人的物理环境的数据，所述数据采集系统具有相对于机器人的物理环境的优选操作定向；

ii.处理设备，用于响应于数据采集系统以对机器人的物理环境和机器人的物理环境内的数据采集系统的位置绘制地图或者建模；以及

iii.感测单元，确定数据采集系统是否已经失去其相对于机器人的物理环境的优选操作定向；

iv.其中，处理设备包括当感测单元确定数据采集系统已经失去其相对于机器人的物理环境的优选操作定向时响应于感测单元以暂停或修改由数据采集系统产生的、用于对机器人的物理环境绘制地图或建模的数据的使用的设备。

2.根据权利要求1所述的移动机器人系统，其中，数据采集系统包括识别机器人的操作环境中的物品的距离测量装置。

3.根据权利要求2所述的移动机器人系统，其中，距离测量装置包括发光以基于反射光测量距离的光发射和光接收设备。

4.根据权利要求2所述的移动机器人系统，其中，距离测量装置包括激光测距仪。

5.根据权利要求1所述的移动机器人系统，其中，感测单元包括加速度计。

6.根据权利要求1所述的移动机器人系统，其中，处理设备与移动机器人物理分离并且与移动机器人进行通信。

7.一种移动机器人系统，包括：

a.移动机器人；以及

b.用于控制机器人的移动的系统，该系统包括：

i.数据采集系统，用于产生识别机器人的物理环境的数据，所述数据采集系统具有相对于机器人的物理环境的优选操作定向；

ii.处理设备，用于响应于数据采集系统以产生机器人的物理环境和机器人的物理环境内的数据采集系统的位置的地图；

iii.其中，处理设备包括当地图超过阈值限制的部分对应于地图中的一个或多个元素的预定偏移时响应于由数据采集系统产生的数据以暂停或修改由数据采集系统产生的数据的使用的设备。

8.根据权利要求7所述的移动机器人系统，其中，数据采集系统包括识别机器人的物理环境中的物品的距离测量装置。

9.根据权利要求8所述的移动机器人系统，其中，距离测量装置包括发光以基于反射光来测量距离的光发射和光接收设备。

10.根据权利要求8所述的移动机器人系统，其中，距离测量装置包括激光测距仪。

11.根据权利要求1所述的移动机器人系统，其中，处理设备与移动机器人物理分离并且与移动机器人进行通信。

12.一种移动装置跟踪系统，包括：

a.产生装置的物理环境的地图的设备，与跟踪装置的位置同时或者在此之前进行所述产生，所述产生设备与跟踪装置的位置同时或者在此之前更新所述地图；以及

b.处理设备，通过产生粒子来确定装置在所述地图内的当前位置，所述粒子的每一个表示装置在其物理环境内的可能的位置和/或定向，其中，可以迭代产生并保持所述粒子的数据组以跟踪该装置在其物理环境内的变化位置，处理设备包括：

i.向每个粒子分配权重的设备，粒子权重是相对于其它粒子的、准确表示机器人的位置的粒子的似然性的相对测度；

ii.引入错误粒子的设备，选择错误粒子的可能的位置以使得分配给它们的权重应该一致低于在(b)中描述的粒子的权重；以及

iii.确定移动装置是否已经移位的设备，当大量错误粒子的权重不再一致低于在(b)中描述的粒子的权重时将错误粒子的权重与在(b)中描述的粒子的权重进行比较以确定移动装置是否已经移位。

13.根据权利要求12所述的移动装置跟踪系统，其中，选择错误粒子以避免向移动装置的位置的当前估计引入附加误差。

14.根据权利要求12所述的移动装置跟踪系统，其中，移动装置是机器人。

15.根据权利要求12所述的移动装置跟踪系统，其中，移位的确定包括计算并监视通过多次迭代的错误粒子的平均权重或者中值权重。