一种地图自动更新方法及系统、存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种地图自动更新方法及系统、存储介质，该方法步骤包括：在导航地图中，将半静态物体所处区域设置为地图待更新区域；令移动机器人前往地图待更新区域后，启动建图算法，并采集其在导航地图中的定位位姿A及局部地图中的定位位姿B；将定位位姿B作为顶点，相邻的两个定位位姿B之间的位姿变换关系作为双边，构建图模型进行图优化，获取局部建图定位位姿来构建局部地图；将定位位姿A及定位位姿B经线性插值补偿做时间戳对齐，获取轨迹A与轨迹B进行ICP对齐以计算旋转平移矩阵C，以供将局部地图根据矩阵C转换到导航地图坐标系下；转换后的局部地图替换地图待更新区域；籍此以减少地图更新时所占的计算资源。减少地图更新时所占的计算资源。减少地图更新时所占的计算资源。

【技术实现步骤摘要】
一种地图自动更新方法及系统、存储介质


[0001]本专利技术涉及移动机器人定位导航技术，尤其涉及基于对半静态物体所处特定区域内的地图进行自动更新的方法及系统、存储介质。

技术介绍

[0002]目前工厂以及仓储物流领域智能化程度越来越高，利用激光SLAM技术构建环境地图然后进行移动机器人导航的方式越来越普及，由于其实施成本低，部署简单快捷得到越来越多的关注。
[0003]但是在部分工厂环境中，由于环境中的物体经常发生移动变化，导致实际环境与事先扫描的激光轮廓地图有很大的偏差，因此在移动机器人实际运行过程中参考该激光地图时会产生偏差，导致移动机器人的运行路线以及位置会与预期不符。
[0004]为此现有技术曾提出了各种地图更新技术，例如《激光地图更新方法、机器人和集群机器人系统》（专利公开号：CN112629518A）中提出了一种地图更新方案，其主要采用的是将当前的激光点云根据当前的定位点映射到地图上，然后根据当前的扫描点和地图点之间的总体偏差确定是否更新地图。
[0005]然而此类方法一方面在使用采样率较高的激光雷达时，其计算量会比较大，通常会造成需要时时刻刻都在计算，因此在大地图场景中会持续占用计算资源。另一方面，在确认是否更新地图的步骤上，该现有技术通过对比扫描点和地图点之间的总体偏差来进行判断，这需要对当前扫描中的每个激光点和地图上的点进行计算比较，非常浪费时间和计算资源。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术的主要目的在于提供一种地图自动更新方法及系统、存储介质，以减少地图更新时所占的计算资源。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了一种地图自动更新方法，其步骤包括：步骤S100，在导航地图中，将半静态物体所处区域设置为地图待更新区域；步骤S200，令移动机器人前往地图待更新区域后，启动建图算法，并采集其在导航地图中的定位位姿A及局部地图中的定位位姿B；步骤S300，将定位位姿B作为顶点，相邻的两个定位位姿B之间的位姿变换关系作为双边，构建图模型进行图优化，获取局部建图定位位姿来构建局部地图；步骤S400，将定位位姿A及定位位姿B经线性插值补偿做时间戳对齐，获取轨迹A与轨迹B进行ICP（Iterative Closest Point）对齐以计算旋转平移矩阵C，以供将局部地图根据矩阵C转换到导航地图坐标系下；步骤S500，将步骤S400转换后的局部地图替换地图待更新区域。
[0008]在可能的优选实施方式中，步骤S500前还包括：
步骤S410，将轨迹A上定位位姿A点的集合和轨迹B上定位位姿B点的集合分别做均方根误差计算，当判断满足预设精度值时允许执行步骤S500。
[0009]在可能的优选实施方式中，步骤S300中采用局部地图中的关键帧的定位位姿B作为顶点，相邻的两个关键帧的定位位姿B之间的位姿变换关系作为双边，构建图模型进行图优化。
[0010]在可能的优选实施方式中，步骤S500中所述关键帧为，当移动机器人移动超过0.5m或旋转超过20
°
中任一时，记录当前定位位姿作为局部地图中的关键帧的定位位姿B。
[0011]为了实现上述目的，对应上述方法，根据本专利技术的第二个方面，提供了一种地图自动更新系统，其包括：存储单元，用于存储包括如上任一所述地图自动更新方法步骤的程序，以供导航单元，数据采集单元，建图单元，处理单元，适时调取执行；导航单元，用于在导航地图中将半静态物体所处区域设置为地图待更新区域，以令移动机器人前往；建图单元，用于在地图待更新区域启动建图算法；数据采集单元，用于采集移动机器人在导航地图中的定位位姿A，局部地图中的定位位姿B；处理单元，用于将关键帧定位位姿B作为顶点，相邻的两个关键帧定位位姿B之间的位姿变换关系作为双边，构建图模型进行图优化，获取局部建图定位位姿；建图单元，还用于根据局部建图定位位姿来构建局部地图；处理单元，还用于将定位位姿A及定位位姿B经线性插值补偿做时间戳对齐，获取轨迹A与轨迹B进行ICP对齐以计算旋转平移矩阵C，以供将局部地图根据矩阵C转换到导航地图坐标系下；建图单元，还用于将转换后的局部地图更新导航地图待更新区域。
[0012]在可能的优选实施方式中，处理单元还用于：将轨迹A上定位位姿A点的集合和轨迹B上定位位姿B点的集合分别做均方根误差计算，当满足预设精度值时允许建图单元进行地图更新。
[0013]为了实现上述目的，对应上述方法，根据本专利技术的第三个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述地图自动更新方法的步骤。
[0014]通过本专利技术提供的该地图自动更新方法及系统、存储介质，巧妙的将地图场景分为三部分：静态地图、半静态地图和动态地图，通过分析使用场景，仅针对半静态地图区域进行处理，划定特定区域进行地图更新，从而有效减少移动机器人运动过程中不必要的计算量，同时由于更新的区域小于整体地图，因此在原有导航地图的参照下能够在一定程度
上保证局部地图的更新精度。
[0015]另一方面，在部分优选方案中，由于现有技术主要通过对比扫描点和地图点之间的总体偏差来判断是否更新地图，这需要对当前扫描中的每个激光点和地图上的点进行计算比较，非常浪费时间，而本专利技术通过记录数个局部地图轨迹点和导航地图轨迹点，只需要计算几十个甚至几个点即可完成对比计算，大大减少了计算需求。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术地图自动更新方法的步骤示意图；图2为本专利技术地图自动更新方法的逻辑示意图；图3为本专利技术地图自动更新方法中的线性插值的原理示意图；图4为本专利技术地图自动更新方法中的轨迹A与轨迹B对齐的示意图；图5为本专利技术地图自动更新方法中的占据栅格地图建立过程示意图；图6为本专利技术地图自动更新系统的结构示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本领域的技术人员能够更好的理解本专利技术的技术方案，下面将结合实施例来对本专利技术的具体技术方案进行清楚、完整地描述，以助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术。显然，本案所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思及相互不冲突的前提下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的揭露及保护范围。
[0018]此外本专利技术的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“S100”、“S200”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。同时本专利技术中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地图自动更新方法，其特征在于步骤包括：步骤S100，在导航地图中，将半静态物体所处区域设置为地图待更新区域；步骤S200，令移动机器人前往地图待更新区域后，启动建图算法，并采集其在导航地图中的定位位姿A及局部地图中的定位位姿B；步骤S300，将定位位姿B作为顶点，相邻的两个定位位姿B之间的位姿变换关系作为双边，构建图模型进行图优化，获取局部建图定位位姿来构建局部地图；步骤S400，将定位位姿A及定位位姿B经线性插值补偿做时间戳对齐，获取轨迹A与轨迹B进行ICP对齐以计算旋转平移矩阵C，以供将局部地图根据矩阵C转换到导航地图坐标系下；步骤S500，将步骤S400转换后的局部地图替换地图待更新区域。2.根据权利要求1所述的地图自动更新方法，其特征在于，步骤S500前还包括：步骤S410，将轨迹A上定位位姿A点的集合 和轨迹B上定位位姿B点的集合分别做均方根误差计算，当判断满足预设精度值时允许执行步骤S500。3.根据权利要求1所述的地图自动更新方法，其特征在于，步骤S300中采用局部地图中的关键帧的定位位姿B作为顶点，相邻的两个关键帧的定位位姿B之间的位姿变换关系作为双边，构建图模型进行图优化。4.根据权利要求3所述的地图自动更新方法，其特征在于，步骤S500中所述关键帧为，当移动机器人移动超过0.5m或旋转超过20
°
中任一时，记录当前定位位姿作为局部地...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠，
申请(专利权)人：上海仙工智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：