基于图像滤波的地图构建方法和多机器人路径规划方法技术

本发明专利技术涉及移动机器人智能控制领域，公开一种基于图像滤波的地图构建方法和多机器人路径规划方法，包括：使用即时定位与地图构建技术构建初始全局栅格地图并进行预处理，使用图像滤波在预处理后的全局栅格地图上生成全局拓扑节点，对全局拓扑节点进行稀疏化处理；通过比对节点的位置和状态信息建立稀疏化处理后的全局拓扑节点的拓扑关系，生成最终的环境拓扑地图；设置多机器人的起始点集合和目标点集合，在A*算法的基础上结合通行代价值进行多机器人的全局路径规划。本发明专利技术可以实现栅格地图的离散拓扑化、满足多移动机器人复杂动态场景作业时的自主导航需、缓解多机器人下的全局路径重合和冲突问题。局路径重合和冲突问题。局路径重合和冲突问题。

【技术实现步骤摘要】
基于图像滤波的地图构建方法和多机器人路径规划方法


[0001]本专利技术涉及移动机器人智能控制领域，尤其是指一种基于图像滤波的地图构建方法和多机器人路径规划方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济、科技的飞速发展，越来越多的移动机器人走进人们的视野。从各种居家的扫地机器人到服务场所多种多样的服务、送餐机器人，再到物流、工业领域的物流机器人。可以说，各种形式、功能的移动机器人，在提高人们生活水平、提升生产效率、增加社会效益方面的展现出越来越多的贡献。智能移动机器人的应用、普及水平，将会是一个社会科技水平高低的重要表现形式之一，可以预见，在不远的将来，移动机器人方向的产业将会继续迅猛发展。
[0003]以扫地机器人、配送、服务机器人为主导的单移动机器人，其每个机器人都可以看作是一个独立的智慧体，除了其配备的扫地、引导和配送等个性化功能之外，每个机器人都具备定位、路径规划的基本功能，都可以独立自主的实现定位、导航服务。但是，现在有越来越多的机器人需要面对大场景、多任务的工作要求，为了满足工作要求，会出现在同一工作环境内引入多台机器人，而各独本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像滤波的地图构建方法，其特征在于，包括：使用即时定位与地图构建技术构建初始全局栅格地图并进行预处理，使用图像滤波在预处理后的全局栅格地图上生成全局拓扑节点，对所述全局拓扑节点进行稀疏化处理；通过比对节点的位置和状态信息建立稀疏化处理后的全局拓扑节点的拓扑关系，生成最终的环境拓扑地图。2.根据权利要求1所述的基于图像滤波的地图构建方法，其特征在于：所述预处理，包括对所述初始全局栅格地图进行二值化处理和边缘毛刺优化处理。3.根据权利要求2所述的基于图像滤波的地图构建方法，其特征在于：所述边缘毛刺优化处理为使用中值滤波。4.根据权利要求1所述的基于图像滤波的地图构建方法，其特征在于：所述使用图像滤波在预处理后的全局栅格地图上生成全局拓扑节点，具体为：获取在场景中移动的机器人的尺寸，根据机器人的尺寸在栅格地图中生成可行点；以所述可行点为中心，机器人的尺寸为半径生成全局拓扑节点。5.根据权利要求4所述的基于图像滤波的地图构建方法，其特征在于：所述根据机器人的尺寸在栅格地图中生成可行点，具体为：根据机器人的尺寸构建滤波模板τ为：其中，Ψ为机器人的尺寸，Res为栅格地图的分辨率，N为自然整数；根据所述滤波模板τ计算可行点指数Γ(x，y)为：其中，a＝(τ
‑
1)/2，K(i,j)为滤波模板元素，f(x+i,y+j)为原始图像元素，i、j为滤波计算过程中元素在平面两个方向上的相对坐标；当可行点指数Γ(x，y)小于预设阈值的所有点作为可行点。6.根据权利要求1所述的基于图像滤波的地图构建方法，其特征在于：对所述全局拓扑节点进行稀疏化处理，具体为：步骤1：获取所有全局拓扑节点的中心节点作为节点列表L1；步骤2：计算节点列表L1中的1号节点和2号节点的横坐标差值，当横坐标差值小于预设阈值dist
min
时删除2号节点；读取L1中下一号节点作为2号节点，重新计算1号节点和2号节点的横坐标差值，当横坐标差值大于预设阈值dist
min
时将2号节点赋值为1号节点，读取L1中的下一号节点作为新的2号节点；步骤3：当...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵威威，林睿，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：