用于同时定位和地图构建的方法和移动平台技术

本申请公开了一种用于同时定位和地图构建的方法和移动平台。所述用于同时定位和地图构建的方法应用于移动平台，且包括：移动平台基于运动轨迹进行移动时，持续采集并存储移动平台的里程计数据和环境感测数据；每当累积存储一定数量的里程计数据和环境感测数据时，将其合并得到环境信息；根据当前地图及持续获得的里程计数据和环境信息执行同时定位和地图构建程序；重复执行上述步骤，直到移动平台完成运动轨迹。因此，移动平台应用所述用于同时定位和地图构建的方法时，可以在不设置成本较高的激光雷达的情况下，一边移动，一边采集里程计数据和环境感测数据来合成近似激光雷达的感测数据的环境信息，达到定位准确、降低成本与提高耐用性的功效。本与提高耐用性的功效。本与提高耐用性的功效。

【技术实现步骤摘要】
用于同时定位和地图构建的方法和移动平台


[0001]本申请涉及移动平台
，尤其涉及一种用于同时定位和地图构建的方法和移动平台。

技术介绍

[0002]目前，移动平台通常采用同步定位和地图构建(Simultaneous Localization And Mapping，SLAM)技术生成环境地图，并进行自主定位。
[0003]其中，基于激光雷达(LIDAR)的SLAM架构的发展较为成熟，广泛应用在无人搬运车(Automated Guided Vehicle，AGV)、自主移动机器人(Autonomous Mobile Robot，AMR)、自动驾驶汽车、服务机器人和扫地机器人等移动平台应用中。然而，由于激光雷达的SLAM架构需要设置构造复杂且成本较高的激光雷达，使得应用此架构的移动平台存在产品成本高的问题。此外，由于激光雷达的运作原理是通过马达带动来运行，其容易受到震动因素导致工作异常，且传动件也容易损耗，造成产品耐用性低以及损坏率高的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种用于同时定位和地图构建的方法和移动平台，可以有效解决现有SLAM技术的应用中，移动平台因需要设置激光雷达而存在产品成本高、耐用性低以及产品损坏率高的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0006]第一方面，提供了一种用于同时定位和地图构建的方法，其包括如下步骤：移动平台基于运动轨迹进行移动时，持续采集并存储移动平台的里程计数据和环境感测数据；每当累积存储一定数量的里程计数据和环境感测数据时，将其合并得到环境信息；根据当前地图及持续获得的里程计数据和环境信息执行同时定位和地图构建程序；以及重复执行上述步骤，直到移动平台完成运动轨迹。
[0007]第二方面，提供了一种移动平台，其包括：里程计、环境感测器、存储器以及处理器，存储器连接里程计和环境感测器，处理器连接里程计、环境感测器和存储器。里程计用于在移动平台基于运动轨迹进行移动时，持续采集移动平台的里程计数据；环境感测器用于在移动平台基于运动轨迹进行移动时，持续采集移动平台的环境感测数据；存储器用于持续存储移动平台的里程计数据和环境感测数据。处理器用于每当存储器累积存储一定数量的里程计数据和环境感测数据时，将其合并得到环境信息；根据当前地图及持续获得的里程计数据和环境信息执行同时定位和地图构建程序；以及重复执行上述步骤，直到移动平台完成运动轨迹。
[0008]在本申请实施例中，移动平台应用所述用于同时定位和地图构建的方法时，可以一边移动、一边持续采集里程计数据和环境感测数据，以合成出近似激光雷达360度扫描所感测到的周围环境信息。所得到的环境信息可被提供于执行同时定位和地图构建程序，进而更新移动平台姿态与地图。因此，所述移动平台可以在不设置成本较高的激光雷达的情
况下，通过相对数据量较少的环境感测数据搭配里程计数据，还原出足以稳定进行同时定位和地图构建运算的环境信息，达到定位准确、降低产品成本与提高产品耐用性的技术功效。
附图说明
[0009]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0010]图1为依据本申请的移动平台的一实施例框图；
[0011]图2为依据本申请的移动平台的环境感测器的一实施例配置示意图；
[0012]图3为移动中的图2的移动平台于时间点T1至T4的环境感测器的感测方向示意图；
[0013]图4为移动中的图2的移动平台于时间点T1至T4的移动方向示意图；
[0014]图5为移动中的图2的移动平台于时间点T1至T4的移动过程中在相对坐标系中累积的相对坐标点示意图；
[0015]图6为依据本申请的移动平台的另一实施例框图；
[0016]图7为依据本申请的用于同时定位和地图构建的方法的一实施例方法流程图；以及
[0017]图8为图7中步骤230所述的同时定位和地图构建程序的一实施例方法流程图。
具体实施方式
[0018]以下将配合相关附图来说明本专利技术的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。
[0019]必须了解的是，使用在本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用于表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件和/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件、组件，或以上的任意组合。
[0020]必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。
[0021]请参阅图1，其为依据本申请的移动平台的一实施例框图。如图1所示，移动平台100包括：里程计110、环境感测器120、存储器130以及处理器140，存储器130连接里程计110和环境感测器120，处理器140连接里程计110、环境感测器120和存储器130。其中，环境感测器120和处理器140的数量可为但不限于一个；存储器130和里程计110之间、存储器130和环境感测器120之间、处理器140和里程计110之间、处理器140和环境感测器120之间以及处理器140和存储器130之间可以通过有线方式进行连接，但本实施例并非用以限定本申请。举例而言，环境感测器120和处理器140的数量可为多个；在一例子中，环境感测器120的数量为3个时，所述3个环境感测器120的光轴呈预定角度的夹角(即所述3个环境感测器120设置于移动平台100的角度数据)，以使相邻两个环境感测器120的视场有重叠部分(相邻两个环境感测器120的光轴的夹角由预定的重叠部分百分比以及预定的视场大小决定)；存储器130和里程计110之间、存储器130和环境感测器120之间、处理器140和里程计110之间、处理器140和环境感测器120之间以及处理器140和存储器130之间可以通过无线方式进行连接。
[0022]在实际实施中，里程计110可以是惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)或轮式里程计；环境感测器120可以是利用飞行时间(Time of Flight)原理测量距离的传感器，例如激光测距传感器、红外测距传感器、超声波传感器或RGBD相机；存储器130包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件；处理器140可以是精简指令集计算机(Reduced Instruction Set Computer，RISC)或微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，也可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，AS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于同时定位和地图构建的方法，应用于移动平台，其特征在于，包括如下步骤：所述移动平台基于运动轨迹进行移动时，持续采集并存储所述移动平台的里程计数据和环境感测数据；每当累积存储一定数量的所述里程计数据和所述环境感测数据时，将其合并得到环境信息；根据当前地图及持续获得的所述里程计数据和所述环境信息执行同时定位和地图构建程序；以及重复执行上述步骤，直到所述移动平台完成所述运动轨迹。2.如权利要求1所述的用于同时定位和地图构建的方法，其特征在于，还包括：根据得到的第一个所述环境信息获取作为所述当前地图的初始地图和所述移动平台的初始姿态。3.如权利要求1所述的用于同时定位和地图构建的方法，其特征在于，还包括：每当经过默认时间时，将在所述默认时间内累积存储的所述里程计数据和所述环境感测数据合并，以得到所述环境信息。4.如权利要求1所述的用于同时定位和地图构建的方法，其特征在于，还包括：所述移动平台基于所述运动轨迹移动的过程中，当基于所述移动平台的姿态及持续获得的所述里程计数据而判断所述移动平台的环境感测器的视角改变超过默认角度时，将所述视角改变至超过所述默认角度的期间所累积存储的所述里程计数据和所述环境感测数据合并得到所述环境信息。5.如权利要求1所述的用于同时定位和地图构建的方法，其特征在于，所述同时定位和地图构建程序包括：基于当前采集到的所述里程计数据和所述当前地图更新所述移动平台的移动量；以及根据所述环境信息和更新后的所述移动平台的移动量校正所述移动平台的姿态，并更新所述当前地图。6.如权利要求5所述的用于同时定位和地图构建的方法，其特征在于，所述根据所述环境信息和更新后的所述移动平台的移动量校正所述移动平台的姿态，并更新所述当前地图的步骤包括：根据所述环境信息和更新后的所述移动平台的移动量，通过同时定位和地图构建算法来校正所述移动平台的姿态，并更新所述当前地图。7.如权利要求1所述的用于同时定位和地图构建的方法，其特征在于，所述移动平台包括环境感测器，所述环境感测器用于在所述移动平台基于所述运动轨迹进行移动时，持续采集用来计算感测距离以及感测方向的所述环境感测数据，且所述每当累积存储一定数量的所述里程计数据和所述环境感测数据时，将其合并得到环境信息的步骤包括：每当累积存储一定数量的所述里程计数据和所述环境感测数据时，基于在合并时间点当下所获取的所述里程计数据并搭配累积的每一个所述里程计数据，将累积的每一个所述环境感测数据转换并合并成所述环境信息，所述环境信息与所述移动平台在以其自身为中心扫描周围环境所得到的信息实质上相同。8.一种移动平台，其特征在于，包括：
里程计，用于在所述移动平台基于运动轨迹进行移动时，持续采集所述移动平台的里程计数据；环境感测器，用于在所述移动平台基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏群翔，郭家瑞，陈水石，
申请(专利权)人：扬智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：