[发明专利]处理室内环境的非结构化数据的移动机器人设备

权利要求书

1.一种移动机器人设备，包括：

至少一个动力构件；

可操作地连接到至少一个动力构件的致动器，致动器被配置为驱动动力构件以使移动机器人设备移动；

数据接口，其被配置为接收在其中机器人设备进行操作的设施的点云数据；

存储器；以及

控制器，其可操作地连接到致动器、数据接口和存储器，控制器被配置为：将从数据接口接收的点云数据存储在存储器中；将点云数据分割成平面基元；检测对应于墙壁的平面基元中的开口；生成针对对应于天花板和墙壁的平面基元的视点；参考所生成的视点生成房间地图；以及参考所生成的地图操作致动器，以使移动机器人设备通过在所生成的地图中表示的房间而移动。

2.根据权利要求1所述的移动机器人设备，进一步包括：

图像传感器，其被配置为生成移动机器人设备周围的环境的图像数据；

距离传感器，其被配置为生成对应于移动机器人设备和移动机器人设备的路径中的结构之间的距离的数据；以及

控制器，其可操作地连接到图像传感器和距离传感器，控制器被进一步配置为检测移动机器人设备周围的物体、墙壁和墙壁中的开口，以参考所生成的地图定位移动机器人设备。

3.根据权利要求2所述的移动机器人设备，控制器被进一步配置为：

标识从点云数据分割的平面基元中的墙壁基元；

标识从点云数据分割的平面基元中的天花板基元；

标识从点云数据分割的平面基元中的地板基元；

将所标识的墙壁基元中检测到的开口标识为门或遮挡物；以及

参考墙壁基元和天花板基元生成视点。

4.根据权利要求3所述的移动机器人设备，控制器被进一步配置为通过以下方式来标识墙壁基元、天花板基元和地板基元：

将点云数据中的所有数据值投影到与XY平面对齐的二维网格上；

将二维网格中具有对应于高度的最大坐标的所有数据值标识为属于所标识的天花板基元中的一个；

将二维网格中具有对应于高度的最低坐标的所有点标识为属于地板基元中的一个；以及

将在天花板基元中的一个和地板基元中的一个之间的平面中的点标识为属于墙壁基元中的一个。

5.根据权利要求4所述的移动机器人设备，控制器被进一步配置为：

将每个墙壁基元定义为Hessian法线形式；

将参考系与每个墙壁基元对齐；

将被标识为属于每个墙壁基元的所有数据值投影到图像上；

检测每个墙壁基元的图像中的开口；以及

通过将每个检测到的开口的形状与预定的尺寸和形状标准进行比较，来将检测到的开口标识为门或遮挡物。

6.根据权利要求5所述的移动机器人设备，控制器被进一步配置为：

将每个天花板基元投影到地板基元中的一个上；

将天花板基元被投影到其上的地板基元的边界内的所有数据值标识为自由空间；

将天花板基元被投影到其上的地板基元的边界内具有被标识的开口的每个墙壁基元标识为障碍空间；

执行自由空间和障碍空间的能量最小化；

标识在天花板基元被投影到其上的地板基元的边界内的自由空间的每个连续区域的中轴；

选择位于沿着自由空间的每个连续区域的中轴的数据值作为视点；

利用中轴上关于每个选择的数据值的预定半径来选择数据值，直到在自由空间的每个连续区域中未选择的数据值的数量小于预定阈值。

7.根据权利要求6所述的移动机器人设备，其中预定半径对应于用于产生点云数据的扫描仪的范围。