一种防止栅格概率地图持续恶化的方法、芯片和机器人技术

本发明专利技术公开了一种防止栅格概率地图持续恶化的方法、芯片和机器人，所述方法包括如下步骤：S1，获取原始栅格概率地图并进行三值化处理，得到第一三值地图；S2，将第一三值地图中满足预设条件的栅格的值进行修改，获得对比地图；S3，结合第一三值地图和对比地图获得需要修正的栅格的位置，然后修正原始栅格概率地图中相同位置的栅格的概率描述值，以防止栅格概率地图持续恶化。本发明专利技术的方法能够解决栅格概率地图持续恶化的问题，使得同一场景下，地图多次叠加更新后仍能清晰锐利，避免机器人定位误差导致的一系列导航、避障等问题的出现，还可以通过调整膨胀窗口的大小来满足不同误差范围的地图修正需求。

【技术实现步骤摘要】
一种防止栅格概率地图持续恶化的方法、芯片和机器人
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种防止栅格概率地图持续恶化的方法、芯片和机器人。
技术介绍
对于用激光测距定位的移动机器人，其内部会存有周围环境地图，用来进行持续的定位以及导航、避障等。若地图为栅格概率地图，则其每个栅格中的值对应此栅格内有障碍物的概率，在移动时，通过计算激光点云与已有栅格概率地图的匹配度来定位，然后更新地图。由于传感器存在误差，当多次在同一区域进行定位、地图更新后，误差将不可避免的叠加累积，最终在地图上表现为障碍物对应的栅格变得模糊、增厚和/或移位等，进而又引起定位误差增大，彼此影响，持续恶化。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种防止栅格概率地图持续恶化的方法、芯片和机器人，可以解决栅格概率地图持续恶化的问题。本专利技术的具体技术方案如下：一种防止栅格概率地图持续恶化的方法，所述方法包括如下步骤：S1，获取原始栅格概率地图并进行三值化处理，得到第一三值地图；S2，将第一三值地图中满足预设条件的栅格的值进行修改，获得对比地图；S3，结合第一三值地图和对比地图获得需要修正的栅格的位置，然后修正原始栅格概率地图中相同位置的栅格的概率描述值，以防止栅格概率地图持续恶化。本专利技术所述的方法能够解决栅格概率地图持续恶化的问题，使得同一场景下，地图多次叠加更新后仍能清晰锐利，避免机器人定位误差导致的一系列导航、避障等问题的出现。进一步地，所述步骤S2中获得对比地图的方法为：S21，将第一三值地图中满足第一预设条件的栅格的值修改为第一数值，获得第二三值地图；S22，将第二三值地图中满足第二预设条件的栅格的值修改为第三数值，获得第三三值地图；S23，将第三三值地图中满足第三预设条件的栅格的值修改为第二数值，获得对比地图；其中，所述第一数值、第二数值和第三数值分别表示有障碍物、不确定和无障碍物。进一步地，所述步骤S21中满足第一预设条件的栅格为，设定一个预设大小的膨胀窗口，然后以此膨胀窗口的中心位置遍历第一三值地图的每个栅格，若膨胀窗口内的栅格组中包含第一数值，则当前处于中心位置的栅格满足第一预设条件。进一步地，所述步骤S22中满足第二预设条件的栅格为，设定一个预设大小的膨胀窗口，然后以此膨胀窗口的中心位置遍历第二三值地图的每个栅格，若膨胀窗口内的栅格组中包含第三数值，则当前处于中心位置的栅格满足第二预设条件。进一步地，所述步骤S23中满足第三预设条件的栅格为，设定一个预设大小的膨胀窗口，然后以此膨胀窗口的中心位置遍历第三三值地图的每个栅格，若膨胀窗口内的栅格组中不包含第一数值，则当前处于中心位置的栅格满足第三预设条件。进一步地，所述膨胀窗口为长和宽均为3个栅格长度的正方形窗口。进一步地，所述步骤S3中获得需要修正的栅格的位置的方法为，遍历第一三值地图和对比地图中的每个栅格，若对比地图中标有第二数值的栅格在第一三值地图中相同位置的值不为第二数值，则该栅格需要修正。通过遍历第一三值地图和对比地图，可以找出障碍物内部区域所在栅格并将其修改为不确定值，可以解决地图多次叠加而导致的地图持续恶化的问题。进一步地，所述步骤S3中修正原始栅格概率地图中相同位置的栅格的概率描述值的方法为，将原始栅格概率地图中需要修正的栅格的概率描述值修改为第二数值所对应的概率描述值。将障碍物内部区域所在栅格修改为不确定值，可以解决地图多次叠加而导致的地图持续恶化的问题。一种芯片，内置控制程序，所述控制程序用于控制机器人执行上述的防止栅格概率地图持续恶化的方法。本专利技术所述的芯片能够控制机器人修正栅格概率，解决栅格概率地图持续恶化的问题，使得同一场景下，地图多次叠加更新后仍能清晰锐利，避免机器人定位误差导致的一系列导航、避障等问题的出现，还可以通过调整膨胀窗口的大小来满足不同误差范围的地图修正需求。一种机器人，装配有主控芯片，所述主控芯片是上述的芯片。本专利技术所述的机器人能够解决栅格概率地图持续恶化的问题，使得同一场景下，地图多次叠加更新后仍能清晰锐利，避免机器人定位误差导致的一系列导航、避障等问题的出现，还可以通过调整膨胀窗口的大小来满足不同误差范围的地图修正需求。附图说明图1为本专利技术一种实施例所述防止栅格概率地图持续恶化的方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种防止栅格概率地图持续恶化的方法，包括如下步骤：步骤S1，获取原始栅格概率地图并进行三值化处理，得到第一三值地图。对于使用激光测距定位的移动机器人，其内部会保存周围的环境地图，比如栅格概率地图，用来进行持续的定位、导航和避障等。栅格概率地图中的每个栅格有一概率描述值，该值用于描述此栅格内有障碍物的概率。机器人在不断地移动中会持续地更新栅格概率地图，以适应环境的变化。但是，由于传感器存在误差，地图上有障碍物的栅格将不可避免地变得模糊、增厚和/或移位等，进而又引起机器人定位误差增大，彼此影响，造成地图持续恶化。本专利技术则是通过图像处理的方法，修正栅格概率地图的栅格概率来解决地图持续恶化的问题。首先，机器人读取此时的栅格概率地图。然后对栅格概率地图中的每个栅格进行阈值分割，转换为三值化的值，生成第一三值地图。阈值分割是一种常用的图像分割方法，其实现简单、计算量小且性能稳定，可以极大地压缩数据量，大大地简化了图像处理和分析步骤。图像阈值化通过选取一个或多个阈值来对地图上栅格进行划分，目的是将具有相似属性的栅格统一成一个集合。在本实施例中，事先设定了两个阈值来进行阈值分割，此为现有技术，不再进行赘述。阈值分割后的地图以0（黑色）、128（灰色）和255（白色）分别表示有障碍物、不确定和无障碍物。经过阈值分割后的地图上的栅格不再标有原先的概率描述值，而是转化成了0、128和255三个值的其中一个。步骤S2，将第一三值地图中满足预设条件的栅格的值进行修改，获得对比地图。具体地，获得对比地图的方法共有三个步骤：步骤S21，将第一三值地图中满足第一预设条件的栅格的值修改为第一数值，获得第二三值地图。其中，满足第一预设条件的栅格为，设定一个预设大小的膨胀窗口，然后以此膨胀窗口的中心位置遍历第一三值地图的每个栅格，若膨胀窗口内的栅格组中包含第一数值，则当前处于中心位置的栅格满足第一预设条件。在本实施例中，机器人设定了一个3*3的膨胀窗口（即长和宽均为3个栅格长度的正方形窗口）并在第一三值地图上移动，在移动过程中实时检测在膨胀窗口内的栅格组中是否存在值为0的栅格，如果存在的话，就将处于膨胀窗口中心的栅格的值修改为0，从而得到第二三值地图。需要说明的是，不能直接在第一三值地图上修改栅格的值，因为第一三值地图上的栅格内容变化后，就相当于其临近栅格的周围点变了，会影响临近栅格的处理结果。所以，机器人会先复制一份第一三值地图，然后对复制图像进行操作生成第二三值地图，或者，直接按照所述逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止栅格概率地图持续恶化的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/nS1，获取原始栅格概率地图并进行三值化处理，得到第一三值地图；/nS2，将第一三值地图中满足预设条件的栅格的值进行修改，获得对比地图；/nS3，结合第一三值地图和对比地图获得需要修正的栅格的位置，然后修正原始栅格概率地图中相同位置的栅格的概率描述值，以防止栅格概率地图持续恶化。/n

【技术特征摘要】
1.一种防止栅格概率地图持续恶化的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1，获取原始栅格概率地图并进行三值化处理，得到第一三值地图；
S2，将第一三值地图中满足预设条件的栅格的值进行修改，获得对比地图；
S3，结合第一三值地图和对比地图获得需要修正的栅格的位置，然后修正原始栅格概率地图中相同位置的栅格的概率描述值，以防止栅格概率地图持续恶化。


2.根据权利要求1所述的一种防止栅格概率地图持续恶化的方法，其特征在于，所述步骤S2中获得对比地图的方法为：
S21，将第一三值地图中满足第一预设条件的栅格的值修改为第一数值，获得第二三值地图；
S22，将第二三值地图中满足第二预设条件的栅格的值修改为第三数值，获得第三三值地图；
S23，将第三三值地图中满足第三预设条件的栅格的值修改为第二数值，获得对比地图；
其中，所述第一数值、第二数值和第三数值分别表示有障碍物、不确定和无障碍物。


3.根据权利要求2所述的一种防止栅格概率地图持续恶化的方法，其特征在于，所述步骤S21中满足第一预设条件的栅格为，设定一个预设大小的膨胀窗口，然后以此膨胀窗口的中心位置遍历第一三值地图的每个栅格，若膨胀窗口内的栅格组中包含第一数值，则当前处于中心位置的栅格满足第一预设条件。


4.根据权利要求2所述的一种防止栅格概率地图持续恶化的方法，其特征在于，所述步骤S22中满足第二预设条件的栅格为，设定一个预设大小的膨胀窗口，然后以此膨胀窗口的中心位...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明，周和文，
申请(专利权)人：珠海市一微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44