一种基于边缘的三维自主探索方法技术

本发明专利技术公开一种基于边缘的三维自主探索方法，采用无人机平台，基于三维传感器对于三维环境的探索，基于每一次的传感器反馈数据，动态的进行边缘探索；在进行遍历地图栅格探索边缘时，不需要遍历地图中的所有栅格，只需要遍历传感器测量轮廓上的栅格即可，不仅节约了计算量，也大大提高了计算效率。用于一些特定场景的探索，代替人力完成一些危险的工作，可以极大的避免人员的伤亡。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘的三维自主探索方法
本专利技术属于人工智能以及计算机视觉领域，特别涉及一种基于边缘的三维自主探索方法。
技术介绍
随着对于智能机器人的研究不断发展，利用机器人代替人对环境进行探索已经逐渐成为可能。需要解决的关键问题是机器人的室内自主探索方法。机器人的室内自主探索，是指在不经人为干预的前提下，机器人完全自主决策和寻路，从起点出发，完成对整个未知环境的探索，并记录环境的地图信息。其中关键的问题是机器人无人为干预，如何决定自己下一步的目标点。通常这种问题采用基于边缘的算法来解决。目前的机器人室内导航普遍采用的是由Yamauchi在1997年提出的基于边缘的方法。其主要的思想是：为了得到更多关于外界的新的信息，尽量移动到自由空间和未知空间的交界称为边缘的区域，通过令机器人每次移动到新的边缘的方式来不断探索整个环境。完整的探索过程描述如下：机器人以当前自身位置为起点，利用传感器扫描周围环境，找到若干边缘，挑选一个最优边缘，移动到该边缘，继续扫描新的未知区域，将新的信息添加到地图中，以这种方式不断完成地图的扩张。我们将这种策略称为基于边缘的探索策略。采用栅格地图表示法，将整个空间划分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于边缘的三维自主探索方法，包含以下步骤：S1，构建无人机平台，所述的无人机平台搭载主控CPU、飞行控制板、三维传感器，所述无人机还设有惯性测量单元IMU；选定探索空间的任意一点，启动无人机，并将该位置记录为无人机的起点；S2，采用同时定位与构图算法进行无人机的定位，即利用三维传感器收集外界环境的三维信息，提取前后两帧的图像信息，求解所述两帧之间的相对运动矩阵，再通过惯性测量单元IMU进行EKF扩展卡尔曼滤波，求得精确的相对变换；结合三维传感器收集到的环境信息，进行机器人周围局部地图的构建，将局部地图信息利用三维栅格表示出来形成三维栅格地图；S3，在所述三维栅格地图的基础上，利用三维传感器...

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘的三维自主探索方法，包含以下步骤：S1，构建无人机平台，所述的无人机平台搭载主控CPU、飞行控制板、三维传感器，无人机还设有惯性测量单元IMU；选定探索空间的任意一点，启动无人机，并将该任意一点的位置记录为无人机的起点；S2，采用同时定位与地图构建算法进行无人机的定位，即利用三维传感器收集外界环境的三维信息，提取前后两帧的图像信息，求解所述两帧之间的相对运动矩阵，再通过惯性测量单元IMU进行EKF扩展卡尔曼滤波，求得精确的相对变换；结合三维传感器收集到的环境信息，进行机器人周围局部地图的构建，将局部地图信息利用三维栅格表示出来形成三维栅格地图；S3，在所述三维栅格地图的基础上，利用三维传感器的测量数据，提取出传感器的测量轮廓，所述的测量轮廓是传感器返回的深度点组成的一个曲面；S4，将所述测量轮廓分割成若干个边缘，每一个边缘作为一个潜在的下一步目标点，综合每个边缘的两个参数加权得到每个边缘的可选值，所述的两个参数分别是，从当前点移动向目标边缘的移动代价值以及在该目标边缘可得到的未知环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁嵘，林梦香，朱骋，黎烨，
申请(专利权)人：深圳北航新兴产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44