[发明专利]一种快速建图方法、芯片和移动机器人

说明书

本发明公开了一种快速建图方法、芯片和移动机器人，本发明所述的方法生成表示静态地图连通性的骨架图，依据骨架图上像素点的像素变换而非随机生成的方法来获得待探索目标点，且对待探索目标点进行排序，使得移动机器人可以有序探索未知区域，避免因重复探索而导致建图效率低下。

技术领域

本发明涉及智能移动机器人SLAM领域，具体涉及一种快速建图方法、芯片和移动机器人。

背景技术

在智能移动机器人中，快速建图是一个非常重要的功能。而目前主流的快速建图都是基于快速探索随机树（RRT）的衍生方法，RRT方法的优势在于应用简单，只需要在待探索区域随机生成要探索的目标点，无需进行算法建模，无需对待探索区域进行几何划分。并且，RRT方法在搜索空间内的覆盖率高，搜索的范围广。但是，RRT方法同样存在局限性，因为待探索目标点为随机生成，目标点间没有关联性，导致机器人会在探索时来回重复行走，不能有序探索，这样导致快速建图的效率低下。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种快速建图方法、芯片和移动机器人，在保证快速建图高覆盖率的同时，大大提升建图效率。本发明的具体技术方案如下：

一种快速建图方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1，静态地图刷新后，根据像素变换的次数找出待探索目标点并生成无向图；步骤S2，基于所述无向图生成多叉树，然后遍历所述多叉树，得到待探索目标点序列；步骤S3，移动机器人从当前探索位置开始，按所述待探索目标点序列的顺序进行待探索目标点探索；其中，移动机器人会给完成探索的目标点设置已访问标记，且每探索完成一个待探索目标点都会刷新一次静态地图，重复执行步骤S1至步骤S3直到待探索目标点序列中所有待探索目标点都设置有已访问标记，至此实现建图。与现有技术相比，本技术方案依据像素变换而非随机生成的方法来获得待探索目标点，且对待探索目标点进行排序，使得移动机器人可以有序探索未知区域，避免因重复探索而导致建图效率低下。

进一步地，所述步骤S1中，根据像素变换的次数找出待探索目标点之前还会生成表示静态地图连通性的骨架图，方法包括：步骤S11，提取静态地图中障碍物的边界点并进行判断，如果所述边界点的八邻域内没有其它边界点，则将该边界点视为孤立点并删除，保留剩余的边界点并进入步骤S12；步骤S12，基于步骤S11中剩余的边界点构建 Delaunay 三角网，然后生成Delaunay 三角网中每个三角形每条边的中垂线；步骤S13，以所述中垂线为边、中垂线的交点为顶点构建泰森多边形，删除Delaunay 三角网后即可得到所述骨架图。删除孤立点，可以使地图变得尽量简单，方便后续找出待探索目标点；所述骨架图可以体现连通域信息。

进一步地，所述步骤S1中，根据像素变换的次数找出待探索目标点并生成无向图的方法具体包括：步骤S15，在所述骨架图上，如果一个像素点的八邻域内存在两次像素变换，则将该像素点设置为末端点，如果一个像素点的八邻域内存在大于等于六次像素变换，则将该像素点设置为交叉点；其中，所述待探索目标点包含交叉点和末端点，所述交叉点和末端点包含该点的地图坐标信息以及与该点连通的交叉点和/或末端点信息；步骤S16，根据所述交叉点和末端点的连通性进行连线，即可生成所述无向图；其中，所述连线为无向图的边。所述无向图可以体现待探索目标点之间的关联性。

进一步地，所述步骤S15中判断像素变换次数的方法具体包括：步骤S151，遍历骨架图中的一个像素点的八邻域上的所有点，其中，遍历起点为任意一个点，遍历终点与遍历起点相同；步骤S152，遍历过程中，如果相邻两个点的颜色不一致则记录一次像素变换，遍历结束后即可得到该像素点像素变换的次数；其中，骨架图的骨架和骨架图的背景使用不同的颜色进行标记。