室内地图综合数据生成方法及室内重定位方法技术

本公开实施例提供了一种室内地图综合数据生成方法及室内重定位方法。其中，该室内地图综合数据生成方法，将图像与采集图像时所处位姿关联，得到位姿与图像的对应关系数据。该室内重定位方法，根据图像与位姿的对应关系确定重定位的初始位姿，然后以该初始位姿进行基于地图的定位，得到自主移动式设备在该地图的坐标系下的准确位姿。该方案提高了室内定位系统的鲁棒性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
室内地图综合数据生成方法及室内重定位方法
本公开涉及室内地图定位
，特别涉及一种室内地图综合数据生成方法及室内重定位方法。
技术介绍
自主移动式设备(诸如自主清洁设备、自主监控设备等，但不限于此)可建立地图并自主确定自身在地图中的位姿，以及进行路径规划实现导航。相关技术中，可通过同步定位与建图(SimultaneousLocalizationandMapping，简称为SLAM)技术建立地图。SLAM技术建立地图需要通过环境感知传感器采集环境数据。相关技术中，环境感知传感器可包括但不限于两种类型，一种是采集距离和方位信息的传感器，诸如超声传感器和激光雷达传感器等；另一种是立体视觉传感器，除距离和方位信息外还可采集视觉信息。距离和角度信息的传感器以其测量精度高、感知速度快、使用成本低以及不受照明和温度影响等优势，在SLAM技术中得到广泛的应用。然而由于诸多不确定因素(例如，被挪动到另一个位置、断电等，但不限于此)，导致自主移动式设备失去位姿。由于相关技术中基于距离和方位信息创建的地图包含的数据有限，导致自主移动式设备位姿丢失时，难以重新确定自身在地图中的位姿。相关技术中，当自主移动式设备位姿丢失后，由于很难重新定位得到自主移动式设备在地图坐标系下的位姿，只能重新建立地图或者由人工辅助定位。重新建立地图不但耗时，而且导致地图中的其他信息(尤其是人为标记的信息)丢失，从而造成非常大的损失。同时，人工辅助定位不能达到自动化的目的，并且需要人工操作不利于使用，给自主移动式设备的商业化带来困难。综上所述，需要解决自主移动式设备在位姿丢失时的重定位问题。专利技术内容本公开实施例提供了一种室内地图综合数据生成方法，以解决了相关技术中室内地图数据无法实现位姿丢失时重定位的技术问题。该方法包括：通过自主移动式设备采集室内空间的一系列图像，得到包括在多个位姿采集的图像的图像集合，其中，该多个位姿为该室内空间的地图的坐标系下的位姿，该地图基于距离信息和方位信息建立；建立图像集合中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系。在一个实施例中，建立图像集合中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系，包括：基于图像词袋模型确定该图像集合中图像的图像词袋模型向量，建立该图像集合中图像的图像词袋模型向量与采集对应图像时所处位姿的关联关系；和/或，建立该图像集合中图像的特征点与采集对应图像时所处位姿的关联关系。在一个实施例中，通过自主移动式设备采集室内空间的一系列图像，包括：在自主移动式设备在室内空间移动过程中，当该自主移动式设备的位姿变化大于或等于位姿变化阈值时采集图像，得到一系列图像；和/或，在自主移动式设备在室内空间移动过程中，按照预定周期采集图像，得到一系列图像。在一个实施例中，建立图像集合中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系，包括：基于该图像集合中图像之间的位姿差值从该图像集合中提取一系列关键图像，建立该一系列关键图像中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系。在一个实施例中，位姿为自主移动式设备和/或其光学图像传感器在上述地图的坐标系下的位姿。本公开实施例提供了一种自主移动式设备重定位方法，以解决了相关技术中无法实现位姿丢失时重定位的技术问题。该重定位方法包括：图像定位的步骤和地图定位的步骤，其中，图像定位的步骤包括：基于图像与采集对应图像时在室内空间的地图的坐标系下的位姿之间的关联关系，确定重定位时所述自主移动式设备采集到的图像对应的第一位姿，得到初始位姿；该地图定位的步骤包括：以该初始位姿进行基于上述地图的定位。其中，该地图基于距离信息和方位信息建立。在一个实施例中，确定重定位时自主移动式设备采集到的图像对应的第一位姿，包括：比较该采集到的图像与关联关系中图像的相似度；如果该相似度大于相似度阈值，确定对应的图像关联的位姿为第一位姿。在一个实施例中，该图像定位的步骤还可包括：基于采集到的图像与相邻位姿采集的图像之间的相似度确定该相似度阈值。在某些示例中，可将图像与相邻位姿采集的图像之间的相似度乘以小于1的权重系数得到该相似度阈值，以避免相邻位姿的图像相似度过高而导致相似度阈值过高的问题。在一个实施例中，该图像定位的步骤还包括：确定该相似度阈值与预先设置的最小相似度阈值两者的最大值，将相似度阈值设置为该最大值。在一个实施例中，该方法还包括：位姿验证的步骤；其中，该位姿验证的步骤包括：基于上述图像定位的步骤确定相邻位姿对应的第二位姿，确定上述第一位姿与该第二位姿之间的第一位姿差值，基于里程计数据确定移动到该相邻位姿产生的第二位姿差值，如果第一位姿差值与第二位姿差值之差小于或等于位姿差值阈值，确认第一位姿通过验证。在一个实施例中，比较采集到的图像与关联关系中图像的相似度，包括：基于特征点匹配算法确定采集到的图像与关联关系中图像的相似度；和/或，基于采集到的图像的词袋模型向量和关联关系中图像的图像词袋模型向量，确定采集到的图像与关联关系中图像之间的相似度。在一个实施例中，以上述初始位姿进行基于地图的定位，包括：使自主移动式设备向距离自主移动式设备最远的非障碍物点移动，并在该移动过程中以该初始位姿进行基于上述地图的定位。本公开实施例提供了一种室内地图综合数据生成系统，该系统包括：采集装置，用于通过自主移动式设备采集室内空间的一系列图像，得到包括在多个位姿采集的图像的图像集合，其中，该多个位姿为室内空间的地图的坐标系下的位姿；以及，关联装置，用于建立图像集合中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系。其中，该地图基于距离信息和方位信息建立。在一个实施例中，该关联装置，用于基于图像词袋模型确定图像集合中图像的图像词袋模型向量，建立该图像集合中图像的图像词袋模型向量与采集对应图像时所处位姿的关联关系；和/或，用于建立该图像集合中图像的特征点与采集对应图像时所处位姿的关联关系。在一个实施例中，该采集装置，用于在自主移动式设备在室内空间移动过程中，当自主移动式设备的位姿变化大于或等于位姿变化阈值时采集图像，得到一系列图像；和/或，用于在自主移动式设备在室内空间移动过程中，按照预定周期采集图像，得到一系列图像。在一个实施例中，该关联装置，用于基于图像集合中图像之间的位姿差值从该图像集合中提取一系列关键图像，建立该一系列关键图像中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系。在一个实施例中，该所处位姿为自主移动式设备和/或其光学图像传感器在该地图的坐标系下的位姿。本公开实施例还提供了一种自主移动式设备重定位系统，包括：图像定位的装置，用于基于图像与采集对应图像时在室内空间的地图的坐标系下的位姿之间的关联关系，确定重定位时该自主移动式设备采集到的图像对应的第一位姿，得到初始位姿；地图定位的装置，用于以该初始位姿进行基于该地图的定位。其中，该地图基于距离信息和方位信息建立。在一个实施例中，该图像定位的装置，用于比较上述采集到的图像与关联关系中图像的相似度，如果该相似度大于相似度阈值，则确定对应的图像关联的位姿为上述第一位姿。在一个实施例中，该图像定位的装置，还用于基于上述采集到的图像与相邻位姿的图像之间的相似度确定上述相似度阈值。在一个实施例中，图像定位的装置，还用于确定上述相似度阈值与预先设置的最小相似度阈值两者的最大值，将上述相似度阈值设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内地图综合数据生成方法，其特征在于，包括：通过自主移动式设备采集室内空间的一系列图像，得到包括在多个位姿采集的图像的图像集合，其中，所述多个位姿为所述室内空间的地图的坐标系下的位姿，其中，所述地图基于距离信息和方位信息建立；建立所述图像集合中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系。

【技术特征摘要】
1.一种室内地图综合数据生成方法，其特征在于，包括：通过自主移动式设备采集室内空间的一系列图像，得到包括在多个位姿采集的图像的图像集合，其中，所述多个位姿为所述室内空间的地图的坐标系下的位姿，其中，所述地图基于距离信息和方位信息建立；建立所述图像集合中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述图像集合中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系，包括：基于图像词袋模型确定所述图像集合中图像的图像词袋模型向量，建立所述图像集合中图像的图像词袋模型向量与采集对应图像时所处位姿的关联关系；和/或建立所述图像集合中图像的特征点与采集对应图像时所处位姿的关联关系。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过自主移动式设备采集室内空间的一系列图像，包括：在自主移动式设备在室内空间移动过程中，当所述自主移动式设备的位姿变化大于或等于位姿变化阈值时采集图像，得到一系列图像；和/或在自主移动式设备在室内空间移动过程中，按照预定周期采集图像，得到一系列图像。4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，建立所述图像集合中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系，包括：基于所述图像集合中图像之间的位姿差值从所述图像集合中提取一系列关键图像；建立所述一系列关键图像中图像与采集对应图像时所处位姿的关联关系。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述所处位姿为所述自主移动式设备和/或其光学图像传感器在所述地图的坐标系下的位姿。6.一种室内地图重定位方法，其特征在于，包括：图像定位的步骤，包括：基于图像与采集对应图像时在室内空间的地图的坐标系下的位姿之间的关联关系，确定重定位时所述自主移动式设备采集到的图像对应的第一位姿，得到初始位姿，其中，所述地图基于距离信息和方位信息建立；以及地图定位的步骤，包括：以所述初始位姿进行基于所述地图的定位。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，确定重定位时所述自主移动式设备采集到的图像对应的第一位姿，包括：比较所述采集到的图像与所述关联关系中图像的相似度；如果所述相似度大于相似度阈值，确定对应的图像关联的位姿为第一位姿。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述图像定位的步骤还包括：基于所述采集到的图像与相邻位姿采集的图像之间的相似度确定所述相似度阈值。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述图像定位的步骤还包括：确定所述相似度阈值与预先设置的最小相似度阈值两者的最大值，将所述相似度阈值设置为所述最大值。10.如权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：位姿验证的步骤；其中，所述位姿验证的步骤包括：基于所述图像定位的步骤确定相邻位姿对应的第二位姿，确定所述第一位姿与所述第二位姿之间的第一位姿差值，基于里程计数据确定移动到所述相邻位姿产生的第二位姿差值，如果所述第一位姿差值与所述第二位姿差值之差小于或等于位姿差值阈值，确认所述第一位姿通过验证。11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，比较所述采集到的图像与所述关联关系中图像的相似度，包括：基于特征点匹配算法确定所述采集到的图像与所述关联关系中图像之间的相似度；和/或基于所述采集到的图像的词袋模型向量和所述关联关系中图像的图像词袋模型向量，确定所述采集到的图像与所述关联关系中图像之间的相似度。12.如权利要求6所述的方法，其特征在于，以所述初始位姿进行基于所述地图的定位，包括：使所述自主移动式设备向距离所述自主移动式设备最远的非障碍物点移动，并在所述移动过程中以所述初始位姿进行基于所述地图的定位。13.一种室内地图综合数据生成系统，其特征在于，包括：采集装置，用于通过自主移动式设备采集室内空间的一系列图像，得到包括在多个位姿采集的图像的图像集合，其中，所述多个位姿为所述室内空间的地图的坐标系下的位姿，其中，所述地图基于距离信息和方位信息建立；以及关联装置，用于建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂华闻，刘洋，
申请(专利权)人：北京贝虎机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11