【技术实现步骤摘要】
室内机器人的定位与模型构建方法及系统
[0001]本专利技术涉及导航与定位领域，具体地，涉及一种室内机器人的定位与模型构建方法及系统。
技术介绍
[0002]随着机器人技术的发展，人们对于机器人功能的多样性复杂性需求与日俱增。如重复性高、工作量大的工作或者在恶劣艰巨环境下的作业都可以用机器人来代替。为了满足以上需求，人们通常在可自主移动的机器人身体上安装如操作杆或者机械臂等可以与环境交互的装备或系统。
[0003]室内环境通常比较固定，对于室内作业机器人来说，如何充分理解场景中物体、对象的空间位置，结构对于和它们的交互来说尤为重要。因此，对室内场景的三维建模以及地图的建立可以帮助机器人更好的完成任务。传统的同步地图构建与定位系统，相机或激光雷达和机器人的空间相对位置通常是固定的。由于空间中物体间通常会互相遮蔽，机器人虽然能自我定位以及移动，但对三维环境的细节可能理解不充分。同时，用二维栅格地图导航对于三维空间物体避障问题上也有局限性。针对现有技术中的缺陷，本专利技术要解决的技术问题体现在以下几点：机器人建图时缺乏引导...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种室内机器人的定位与模型构建方法，其特征在于，包括：步骤S1：建立二维栅格地图，设置机器人起始位置，在二维栅格地图边缘设置目标点；步骤S2：调整机器人机械臂姿态，对目标点采集三维点云数据，投影到二维栅格地图平面，更新二维栅格地图；步骤S3：检测目标点点云是否有待建模对象；步骤S4：控制机器人行进至待建模对象前，更新机械臂姿态，对待建模对象建模；重复触发步骤S2
‑
步骤S4直至遍历整个二维栅格地图。2.根据权利要求1所述的室内机器人的定位与模型构建方法，其特征在于，在所述步骤S1中：将二维栅格地图外围看作一个点阵形成的封闭图形：封闭图形是凸形，则以封闭图形质心为原点，等距离间隔在图形上取点，并使得取得的点朝质心方向偏移预设值距离得到目标点；以凸形图形的质心为起始点；从起始点开始，机器人向每个目标点逐个前进，遍历目标点集合，重复直至所有起始点、目标点遍历完成；封闭图形为凹形，则把图形分为多个凸形组成的凹形，对每个分割后的凸型以分割后的凸型图形质心为原点，等距离间隔在分割后的凸型图形上取点，并使得取得的点朝质心方向偏移预设值距离得到目标点，则得到多个起始点和目标点集合的组合；以最靠近门的质心为起始点，遍历质心点，每个质心点对应每个凸型的目标点的集合，每到一个质心，则遍历质心对应的目标点，对应目标点遍历完成后，到下一个质心，遍历下一个质心的对应目标点，重复直至所有起始点、目标点遍历完成；遍历过程加入遍历最短路径计算。3.根据权利要求1所述的室内机器人的定位与模型构建方法，其特征在于，在所述步骤S2中：点云坐标从相机坐标系转换到机械臂末端坐标系，然后从机械臂末端坐标系转换到机器人基座坐标系；点云坐标投影在二维栅格地图平面；投影边缘在二维栅格地图内测，则更新二维栅格地图以及目标点。4.根据权利要求1或3所述的室内机器人的定位与模型构建方法，其特征在于，在所述步骤S3中：步骤S3.1：以预设速度向目标点行进，采集彩色、深度图像以及对应的点云；利用深度学习对基于深度信息的彩色图像检测是否存在待建模对象；检测特征点，对相邻两帧特征点进行icp匹配，得到旋转平移变换矩阵；对点云进行矩阵变换并融合，并重复触发步骤S2，直至朝目标点前进至机器人地盘坐标原点距离目标点固定距离处；步骤S3.2：检测到待建模对象，则对该对象进行点云分割，计算点云质心，以点云中距离质心最远点到质心的距离为半径做一个球面，重复触发步骤S3.1，对分割的点云进行坐标变换以及融合，以新的点云更新球面球心以及半径，直至达到目标点。5.根据权利要求4所述的室内机器人的定位与模型构建方法，其特征在于，在所述步骤S3中，还包括：如未检测到待建模对象，则重复步骤S3.1直至达到目标点。6.根据权利要求4所述的室内机器人的定位与模型构建方法，其特征在于，在所述步骤
S4中：步骤S4.1：对球面上的点以预设值体素距离进行降取样，降取样点A指向质心O的向量为OA，使得OA和机械臂末端z轴共轴作为机械臂姿态PoseA；机械臂通过夹爪夹取工具与场景交互，A点朝AO方向偏移预设值距离，该距离大于深度信息采集的最小距离，偏移后得到点A
’
，机械臂以PoseA走到A'拍照，得到点云PCA。步骤S4.2：对球面上的点重复触发步骤S4.1，对得到的点云重复...
【专利技术属性】
技术研发人员：周洋，郭震，
申请(专利权)人：上海景吾智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。