【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】结合数据以构建平面图的方法和装置相关申请的交叉引用本申请要求2017年7月27日提交的美国临时申请第62/537,858号的权益，还要求2018年1月18日提交的美国临时申请第62/618,964号和2017年11月28日提交的美国临时申请第62/591,219号的权益，每一项都在本文中通过引用作为参考。在本申请中，某些美国专利、申请中的美国专利或其他材料(例如文章)，已通过引用作为参考。具体地说，除上述文件外，美国专利申请号15/243,783、62/208,791、15/224,442和15/674,310，在本文中通过引用作为参考。然而，关于此类美国专利、申请中的美国专利和其他材料的文本，本申请仅参考此类材料所述内容和图例，与本文不冲突的部份。如果发生冲突时，以本文的内容为准，本文中的术语不应根据在参考的其他材料中那些术语被使用的方式，而得到比较狭隘的解读。
本专利技术涉及平面图，更具体地，涉及结合深度数据来构建机器人设备的环境平面图。
技术介绍
自主或半自主机器人设备在消费者家庭和商业场所中越来越普及...
【技术保护点】
1.一种感知工作环境空间模型的方法，所述方法包括：/n工作环境中一移动机器人上的一个或多个传感器可以捕获数据，所述数据表示从所述机器人上的各个不同位姿的传感器到工作环境中相对于各个不同传感器位姿的物体的深度；/n利用所述机器人上的一个或多个处理器，取得捕获数据的多个深度图像，其中：/n各自的深度图像是根据所述机器人移动到工作环境中的不同位置捕获的数据，/n各自的深度图像包含多个深度数据，所述的深度数据是从各个传感器到对应于所述传感器位姿的工作环境中的物体的距离，以及/n各个深度图像的深度数据对应于各自的视野；/n利用所述机器人上的一个或多个处理器，根据多个深度图像的视野之间...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种感知工作环境空间模型的方法，所述方法包括：
工作环境中一移动机器人上的一个或多个传感器可以捕获数据，所述数据表示从所述机器人上的各个不同位姿的传感器到工作环境中相对于各个不同传感器位姿的物体的深度；
利用所述机器人上的一个或多个处理器，取得捕获数据的多个深度图像，其中：
各自的深度图像是根据所述机器人移动到工作环境中的不同位置捕获的数据，
各自的深度图像包含多个深度数据，所述的深度数据是从各个传感器到对应于所述传感器位姿的工作环境中的物体的距离，以及
各个深度图像的深度数据对应于各自的视野；
利用所述机器人上的一个或多个处理器，根据多个深度图像的视野之间的重叠区域，将各个深度图像的深度数据对齐；以及
利用所述机器人上的一个或多个处理器，并根据深度数据的对齐结果，确定工作环境的空间模型。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：
将至少一部分工作环境的空间模型，存储在所述机器人的存储器中；
使用所述机器人上的一个或多个处理器，根据至少一部分的工作环境空间模型，确定机器人的路径；以及
使用所述机器人的一个或多个处理器，控制机器人的致动器沿着所述的确定路径移动。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
深度数据与各别的测量值相关联，其中各别的测量值是指各个视野的各个参考系中对应深度的各个角位移的各个值；
从机器人发射激光并由各个物体反射到机器人图像传感器，根据捕获的角度对物体深度进行三角测量获得所述深度图像；
多个深度数据包括从传感器到工作环境内的物体的多个深度向量，多个各别的向量包括至少一个各别视野中对应位置的坐标和至少一个指示深度的坐标；以及
至少某些视野与相对应的前面一个视野部分重叠。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个传感器包括至少一个图像传感器和至少一个红外线发射器。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述对齐方法包括：
在多个深度图像中，确定第一深度图像和第二深度图像之间的第一个重叠区域；以及
在多个深度图像中，确定第二深度图像和第三深度图像之间的第二个重叠区域，其中第一个重叠区域与第二个重叠区域至少有一部分的差异。
6.根据权利要求5所述的方法，其中确定至少一个第一个重叠区域以及第二个重叠区域包括：
根据雅可比矩阵和黑塞矩阵来确定第一个重叠区域。
7.根据权利要求5所述的方法，其中确定第一个重叠区域的方法包括：
在第一个深度图像中深度数据的一个或多个空间坐标中，根据深度的导数，在第一个图像的第一位置检测第一个边缘；
在第一个深度图像中深度数据的一个或多个空间坐标中，根据深度的导数，在第一个图像中的第二个位置检测第二个边缘；
在第二个深度图像中深度数据的一个或多个空间坐标中，根据深度的导数，在第二个图像中的第三个位置检测第三个边缘；
根据第三边缘和第二边缘的形状不匹配，确定第三边缘与第二边缘不相同；
根据第一边缘和第三边缘的形状至少部分匹配，确定第三边缘与第一边缘相同；以及
根据第一个位置和第三个位置之间的差值，确定第一个重叠区域。
8.根据权利要求5所述的方法，其中确定第一个重叠区域的方法包括：
阈值分割第一个深度图像以形成第一个阈值深度图像；
阈值分割第二个深度图像以形成第二个阈值深度图像；以及
将第一个阈值深度图像与第二个阈值深度图像对齐。
9.根据权利要求5所述的方法，其中确定第一个重叠区域的方法包括：
在至少部分第一深度图像和至少部分第二深度图像的重叠区域中，根据重叠区域的Szymkiewicz-Simpson系数，计算多个候选对齐的对齐分数；以及
根据对齐分数从候选对齐中选择一个对齐。
10.根据权利要求5所述的方法，其中确定第一个重叠区域的方法包括：
在第一深度图像的降低分辨率版本与第二深度图像的降低分辨率版本之间，确定两低分辨率图像之间的近似对齐；以及
优化近似对齐，其方式为：
在第一深度图像和第二深度图像的重叠区域中，确定从近似对齐到候选对齐的位置差异的总量；以及
在多个候选对齐中，选择一个可以产生最低总差异量的候选对齐，或选择一个总差异量小于阈值的候选对齐。
11.根据权利要求5所述的方法，其中确定第一个重叠区域的方法包括：
在第一深度图像中，检测一特征；
在第二个深度图像中，检测所述特征；
在一个或多个传感器的第一参考系中，确定第一值，所述第一值表示在第一深度图像和第二深度图像中，所述特征的位置的差异量；
确定第二值，所述第二值表示在取得第一深度图像与第二深度图像时，一个或多个传感器位姿的差异量；以及
根据第一值和第二值，确定第一个重叠区域。
12.根据权利要求5所述的方法，其中确定第一个重叠区域的方法包括：
利用核函数将卷积应用于所述第一深度图像，基于各个图像的深度之间的差异，所述卷积可确定至少一部分第一深度图像与至少一部分第二深度图像之间的总测量差异值；以及
选择一对齐，所述对齐是卷积结果具有最小总测量差异值的对齐。
13.根据权利要求5所述的方法，其中确定第一个重叠区域的方法包括：
在工作环境的第一参考系中，获得一个向量，所述向量表示在第一深度图像和第二深度图像之间，一个或多个传感器的空间位移量；以及
根据所述向量，将第二深度图像和第一深度图像的参考系，变换到相同的参...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·埃布拉希米·阿夫鲁兹，塞巴斯蒂安·史威格，晨张，
申请(专利权)人：阿里·埃布拉希米·阿夫鲁兹，
类型：发明
国别省市：美国;US
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