[发明专利]一种关于移动机器人的房间与门的识别方法

摘要

本发明公开了一种关于移动机器人的房间与门的识别方法，所述移动机器人包括：行动轮，行动轮带有里程计反馈，用于辅助SLAM算法；激光雷达，激光雷达用于测量机器人与障碍物的距离；控制主板，控制主板驱动行动轮运动，并读取激光雷达的数据，通过SLAM算法生成室内地图；采用激光雷达建立室内地图，并转化成二维栅格地图，在二维栅格图的基础上识别门，并计算出房间，可应用于智能扫地机器人按房间分区清扫，或家庭智能机器人理解房间，从一个房间导航到另外一个房间的功能。

主权项

1.一种关于移动机器人的房间与门的识别方法，所述移动机器人包括：/n行动轮，行动轮带有里程计反馈，用于辅助SLAM算法；/n激光雷达，激光雷达用于测量机器人与障碍物的距离；/n控制主板，控制主板驱动行动轮运动，并读取激光雷达的数据，通过SLAM算法生成室内地图；/n其特征在于，其方法包括以下步骤：/n步骤一：采用激光雷达SLAM实时定位，定位出机器人的位置；/n步骤二：激光雷达360°扫描获取周围障碍物坐标，激光扫描点坐标，障碍物的坐标集合：O＝{{x1,y1},{x2,y2},{x3,y3},{x4,y4}…..{xn,yn}}；/n通过最小二乘法拟合直线，可以将长条形障碍物拟合成直线，通过计算直线的倾斜角，计算出地图的在坐标中的偏移，把地图旋正：旋转地图使得地图成为与室内的墙平行或垂直的位置；/n步骤三：机器人在室内不停移动，根据步骤1和步骤2，不断的扫描出障碍点和扫描点的坐标，生成一张二维栅格地图，可用一个二维数组map[X][Y]表示，二维数组的任意一个点就是室内栅格地图的状态，栅格图每个坐标点可能是边界点(室内中墙，凳脚等障碍点)、扫描点(室内非障碍物点)或未知点(室外点)；/n步骤四：按照顺序取出地图的边界点坐标，存在列表L中，L＝{(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)…(xn,yn)}；其中，(x1,y1)，(x2,y2),(x3,y3)…(xn,yn)是按照顺序排列的边界点的坐标；/n步骤五：设定一扇门的宽度为M厘米，栅格地图中两点之间的距离为K厘米，设定每个房间边界的最小长度为N厘米，则门和房间的判断逻辑为以下两种情况：/n情况一：平行X轴方向的门：对于L列表中的点，如果存在两个点，A1(xk1,yk1)和A2(xk2,yk2)，两点的距离相差M厘米左右，计算的方式为：xk1-xk2>M厘米，且(xk1,yk1)和(xk2,yk2)之间的点都是扫描点，则A1与A2可能是门上的两个点；当满足(k2-k1)*K>N则表明k1与k2之间的点是一个房间的边界点，A1与A2之间的点是一扇门，即可计算且定义出k1与k2之间的点所包围的区域为一个房间，A1与A2之间的区域是一扇门；/n情况二：垂直X轴方向的门：对于L列表中的点，如果存在两个点，A3(xk3,yk3)和A4(xk4,yk4)，两点的距离相差M厘米左右，计算的方式为yk3-yk4>M厘米，且(xk3,yk3)和(xk4,yk4)之间的点都是扫描点，则A3与A4可能是门上的两个点；当满足(k3-k4)*K>N则表明k3与k4之间的点是一个房间的边界点，A3与A4之间的点是一扇门，即可计算且定义出k3与k4之间的点所包围的区域为一个房间，A3与A4之间的区域是一扇门。/n