[发明专利]提供平面布置图的方法、系统

说明书

本发明公开了一种用于根据机器人(例如，清洁机器人)拍摄的图像提供平面布置图的方法、系统。通过从机器人相机视图转换并将由位置标记的图像拼接在一起来产生鸟瞰(平面)地图。然后可以在用户界面上将平面地图呈现为显示物体(例如地毯)位置的平面布置图。相机安装在清洁机器人中，在清洁机器人壳体中足够高以提供朝向地面的视角。相机的视野被捕捉为图像，并且该图像的一部分或片段被裁剪。将裁剪的片段从相机透视图转换为平面视图(在裁剪之前或在裁剪之后)并与其他图像组合用于形成平面布置图的地图。

技术领域

本公开一般涉及机器人清洁器，具体地涉及生成地面地图。

背景技术

清洁机器人通常包括用于各种目的的相机。相机可以对要清洁的区域摄像，以显示该区域中的物体。可以利用SLAM(同时定位和映射)算法将收集的图像数据用于创建地图。可以利用VSLAM(使用图像传感器的可视SLAM)定位方法对图像数据进行处理。相机可以对天花板摄像并使用所拍摄的图像进行导航。可以通过将这些图像拼接到一起来创建地图。iRobot的公开号为20170052033的专利申请描述了这种视觉SLAM方法。CarnegieMellon的专利号为5,999,866的专利描述了利用图像的独特性、例如地毯图案来确定位置。iRobot的公开号为20170203446的专利申请示出了物体的平面布置图和相机拍摄图，并且提供了物体在平面布置图上的标示，以及到图片的链接。iRobot的专利号为9,014,848的专利描述了校正与机器人生成的地图相比的目标布局图中的失真。

对清洁机器人地图和平面布置图进行优化以供机器人用于确定位置和采取其他行动，而不是供人类使用。期望具有供人类用户交互以控制清洁机器人的优化地图。

发明内容

在一个实施方案中，机器人(例如，清洁机器人)通过从机器人相机视图转换并将由位置标记的图像拼接在一起来产生鸟瞰(平面)地图。然后该平面地图可以在用户界面上呈现为显示物体(例如地毯)位置的平面布置图。相机安装在清洁机器人中，在清洁机器人壳体中足够高以提供朝向地面的视角。相机的视野被捕捉为图像，并且该图像的一部分或片段被裁剪或遮盖。将裁剪的片段的相机透视图转换为平面视图(在裁剪之前或在裁剪之后)，并与其他图像组合，形成平面布置图的地图。

在一个实施方案中，在相机前使用镜头(例如，鱼眼镜头)。在从机器人透视图转换到平面视图之前(或之后)，应用失真算法来校正由于镜头引起的图像失真。从机器人透视图到平面视图的转换利用相机离开地面的已知出厂高度和相机的已知向下角度以将图像像素位置与平面地面位置相关联。相对于机器人的位置被用作机器人局部位置的偏移。机器人的任何倾斜被检测并用于校正图像像素位置或用于简单地丢弃图像。

在一个实施方案中，在智能手机或其他显示设备上向用户显示平面布置图。用户提供平面布置图上的输入以修改机器人的操作特性。例如，用户可以指示机器人不应该去的区域，需要更强烈清洁的区域等。

在一个实施方案中，捕捉区域片段，该区域为针对与要生成的平面布置图的最小分辨率相同大小的区域或比要生成的平面布置图的最小分辨率大的区域。例如，几毫米的区域可以对应于智能手机上显示的平面布置图上的单个像素，因此更精细的分辨率将浪费处理能力。类似地，仅具有这种所需分辨率的较便宜的相机可以用于本发明的目的。捕捉重叠段以通过匹配重叠部分来进行对准调整。可以在相机的视野中的不同距离处或者从同一区域的不同通道多次捕捉同一片段区域。可以对图像质量进行加权，使用较高质量的图像替换较低质量的图像。加权因子包括，例如，摄像时机器人的速度、振动、角度(倾斜)、与其他片段的重叠部分的一致性、片段与相机的接近度以及照明。

在一个实施方案中，确定图像的照度并校正不同片段的照度差异。照度可能由于环境中的灯光差异或者由于相机视野中的灯光与清洁机器人上的灯的强度差异而变化。

附图说明

图1是根据实施方案的具有LIDAR转台的清洁机器人的图。

图2是根据实施方案的清洁机器人和充电站的图。