[发明专利]机器人栅格地图的构建方法及系统

说明书

本发明公开了一种机器人栅格地图的构建方法及系统，涉及移动机器人技术领域。其构建方法技术要点包括获取栅格地图的栅格边长；获取栅格地图的横向栅格数量；获取栅格地图的纵向栅格数量；获取栅格地图的原点坐标；获取传感器组感应映射到栅格中的障碍信息；依次对应栅格地图内栅格构建数据数组，所述数据数组包括栅格状态层和数据编码层；所述栅格状态层基于定位数据和导航数据运算生成；其中，所述定位数据基于单线激光雷达感应的障碍信息；所述导航数据基于包括单线激光雷达的传感器组结合感应的障碍信息；数据编码层包括开关量障碍信息、语义信息和障碍高度信息中的至少一种；本发明具有减少机器人栅格地图储存、传输等额外开销的优点。

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，更具体地说，它涉及一种机器人栅格地图的构建方法。

背景技术

随着移动机器人技术的发展，机器人技术在各行业，多场景中应用也越来越多，如家庭服务机器人、商场智能清洁机器人、工厂巡检安防机器人等，帮助或代替人们完成智能家居服务、大面积区域清洁、环境安全监测等任务。

机器人自主运动和定位需要借助环境地图来实现，目前成熟的定位导航方法一般基于平面栅格地图，其原理是通过传感器获取周围环境障碍信息，并将其三维空间坐标映射到二维平面，并储存在栅格数据结构中，形成平面栅格地图。

现有移动机器人应用的平面栅格地图主要包括定位地图和导航地图。其中，定位地图主要用于移动机器人对自身位置进行定位。定位地图为主要应用单线激光雷达感应的定位数据来创建的平面栅格地图，由于单线激光雷达能够快速的感应障碍，机器人通过实时获取单线激光雷达感应的数据和定位地图中障碍数据相比较，能够迅速的确定机器人所在定位地图的位置。

导航地图主要用于机器人自主导航避障，导航地图是在应用单线激光雷达感应的基础上还融合其他传感器（例如深度相机和超声波传感器）的导航数据来创建的平面栅格地图，导航地图相较于定位地图而言，其对障碍的判断更加准确，适用于机器人运动的导航。

目前主流机器人大多采用定位地图与导航地图分开存储的方式。定位地图与导航地图分开存储，在储存、传输等均有额外开销，并且存在地图同步隐患。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明的第一目的在于提供一种机器人栅格地图的构建方法，其具有减少机器人栅格地图储存、传输等额外开销的优点。

本发明的第二目的在于提供一种机器人栅格地图的构建系统，其具有减少机器人栅格地图储存、传输等额外开销的优点。

为实现上述第一目的，本发明提供了如下技术方案：一种机器人栅格地图的构建方法，包括：

获取栅格地图的栅格边长；

获取栅格地图的横向栅格数量；

获取栅格地图的纵向栅格数量；

获取栅格地图的原点坐标；

获取传感器组感应映射到栅格中的障碍信息；

依次对应栅格地图内栅格构建数据数组；

所述数据数组包括栅格状态层和数据编码层；

所述栅格状态层基于定位数据和导航数据运算生成；

其中，所述定位数据基于单线激光雷达感应的障碍信息；所述导航数据基于包括单线激光雷达的传感器组结合感应的障碍信息；

数据编码层包括传感器组中各自感应的开关量障碍信息、对应障碍类型的语义信息和障碍高度信息中的至少一种。