一种以机器人视角图像进行地图数据人机交互的方法技术

一种以机器人视角图像进行地图数据人机交互的方法，包括以下步骤：由机器人获取基础数字地图；并通过自身安装的图像拍摄装置拍摄当前区域实景图像并同步采集当前区域数字地图，该当前区域实景图像覆盖范围与当前区域数字地图覆盖范围至少部分重叠；由计算机截取二者重叠部分并使此二者相互匹配；再把匹配后的区域数字地图与实景图像合成处理，生成带有地图数据的实景定位图像并存储于数据库中；再将实景定位图像显示在屏幕上，用户可直接点击实景定位图像上的点，计算机即可自动解析出该点的地图数据，同理也可以将机器人位置和移动轨迹数据显示到实景定位图像上相应位置点处供人查看，从而实现最简单易用的室内复杂环境下地图数据人机交互。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以机器人视角图像进行地图数据人机交互的方法，属于机器人领域。
技术介绍
机器人普及化需要解决“怎么走”和“走到哪”两大问题。在工厂里专业技术人员已经可以很好的指挥工业机器人“怎么走”和“走到哪”，因此工业机器人已经在工厂普及；但是对于家庭消费、办公室等民用领域特别是多室户型服务环境来说，由于不可直视目标地域因此环境复杂程度远远超过空中和室外道路场合，并且普通消费者也不具备专业机器人技术，因此在民用服务机器人领域要让普通人与机器人自由地进行地图数据人机交互是件很困难的事。目前CN201510846232、CN201510690749、CN201510169963等专利文献展示了机器人依靠自身装备的激光雷达、深度摄像头等设备对周围环境自主构建点云及轮廓线数字地图(本文所述数字地图均指此类)和自主导航定位等最新机器人自动化行驶技术，使“怎么走”的问题已经解决；但是这些现有技术还无法解决“走到哪”这一问题，因为“走到哪”显然是要由人来决定并由人来输入给机器人的，但是在上述最新专利文现记载的所有机器人工作流程中并没有出现人类输入位置数据的环节，所以上述现有技术明显无法解决“走到哪”这样的人机交互问题，无法满足普通人自由指挥机器人在多室户型环境从事服务的需要。目前，人对机器人的复杂环境位置数据交互技术属于专业技术人员才能掌握的专业技术、还无法普及到普通用户群体中，这是由于非专业普通用户很难看懂那些抽象的地图坐标数据、轮廓线数字地图、点云数字地图等等，也不懂如何把地图数据按标准格式输入给机器人这样的专业知识，更谈不上让家庭用户自己编辑自家户型的数字地图了。因此现有技术无法解决让每一个普通人都方便的与机器人进行地图数据人机交互的问题，所以人们无法按照自己的需要自由指挥机器人到某个房间的某具体地点去实施服务，也无法直接看到机器人在哪个房间的哪个具体位置，这就严重限制了服务机器人的室内应用与市场普及进程。为了解决上述问题，本专利技术提出一种以机器人视角图像进行地图数据人机交互的方法，使非专业人员也能够直接对机器人自由输入地图数据并看懂其位置所在，从而让普通人都可以方便的与机器人进行地图数据交互，满足在多室户型复杂环境使用机器人的需要。本专利技术描述了一种以机器人视角图像进行地图数据人机交互的方法，具体步骤如下：步骤S1、机器人获取基础数字地图；步骤S2、机器人通过自身安装的图像拍摄装置拍摄当前区域实景图像，并同步采集当前区域的区域数字地图，该实景图像覆盖的范围与同步采集的区域数字地图覆盖的范围至少部分重叠；步骤S3、由计算机截取该区域数字地图与同步拍摄的实景图像二者视场重叠的部分，并使此二者相互匹配；步骤S4、由计算机把匹配好的区域数字地图与实景图像合成为带有地图位置数据的实景定位图像并存储于数据库中；步骤S5、将数据库中的实景定位图像显示在屏幕上，用户直接点击实景定位图像上的某一点，计算机解析出该点的地图数据，同理也可以将机器人位置和移动轨迹数据显示到实景定位图像上的对应位置点供用户查看，从而实现地图数据的人机交互。本专利技术的有益效果是这样的：由于现有技术的机器人使用自身装备的激光雷达、深度摄像头、超声波雷达等地图测绘传感器已经可以实现环境测绘、自动构建点云及轮廓线基础数字地图、自主定位自主导航等能力，因此本专利技术提出的以机器人视角图像进行地图数据人机交互的方法也可以共享这些现有资源、可以直接在这些现有软硬件环境中运行本方法并直接获取这些现有传感器采集的基础数字地图。首先让机器人利用上述现有技术获取房屋的基础数字地图，并利用自身的图像拍摄装置拍摄当前区域实景图像并同步采集当前局部区域的区域数字地图，然后将采集到的区域数字地图和实景图像在计算机中合成为一副带有地图数据的实景定位图像，并且按此对各房间均进行实景定位图像采集处理。由于包括多个房间的基础数字地图本来就是由上述现有激光雷达等传感器测绘的多副区域数字地图拼合构建的，因此上述区域数字地图中的任何一个位置点都可以与基础数字地图中的相应位置点形成一对一映射关系，也就是说可以在基础数字地图中被准确定位，所以每个房间的实景定位图像中的任何一点都可以按照自身地图数据映射到基础数字地图的相应位置处。这样当用户在屏幕中点击实景定位图像上的任何一个点时，就等效于对抽象的基础数字地图进行位置数据输入，但这时人眼看到的已经是最简单易懂的自家实拍图像了，自然不会有任何难度。例如，人们只要在某房间的实景定位图像中点击一个具体位置点，计算机系统就可以解析出该点在基础数字地图中的具体地图数据，从而实现对机器人的地图数据输入，机器人就可以按照这个地图数据驶往指定房间的这个具体地点实施服务；同理，机器人在移动过程中的位置数据也可以显示到实景定位图像的对应位置处，使人们直接可以看到机器人在实景环境图像中的具体位置，所以整个交互过程并不需用户具备判读基础数字地图的专业能力。可见，本专利技术首次解决了普通人看不懂抽象的数字地图、也不懂坐标知识等难题，即使在多室户型复杂环境下普通人包括儿童、老人都可以轻松与机器人进行地图数据交互；并且本专利技术所描述的方法可以完全不赖机器人之外的设备设施支持、只使用机器人自带的图像拍摄装置、地图测绘传感器和嵌入式计算机等现有技术部件即可，这样不仅降低了产品制造成本、也使机器人买回家即可直接开机使用，无需用户在家部署任何配套运行环境，极适合普通家庭应用。附图说明附图1是本专利技术的流程图；具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征、优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中将阐述很多具体细节，目的在于帮助本领域技术人员更充分地理解本专利技术，但是显然本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的前提下以更多不同于本实施例具体描述的其它方式来修改和实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施方式的限制。附图1是本专利技术所述的一种以机器人视角图像进行地图数据人机交互的方法的流程图。本实施例所述方法可以让非专业人员直接对机器人方便地输入目的地位置数据，也可以为非专业人员直观地显示机器人的当前实景位置，从而实现非专业人员与机器人的地图数据人机交互，具体包括如下步骤：步骤S1、机器人获取基础数字地图。本步骤主要是为步骤S2提高数据采集质量和效率奠定基础。目前，机器人获取基础数字地图的方法很多，包括使用自身安装的地图测绘传感器自主构建该基础数字地图、还可以通过上位机下发、资源共享等方式获得该基础数字地图。其中，由于现有技术已经有多种市售的地图测绘传感器供机器人选用，如激光雷达、双目深度摄像头、结构光测绘系统、超声波雷达等，因此现有机器人已经具备对房屋内部自主测绘构建基础数字地图的能力，所以对于已经安装了这些现有地图测绘传感器的机器人，只要该机器人开机后就可以开始自动扫描周边环境构建基础数字地图。如果机器人是可以移动行驶的，可令其在整套房间内行驶一遍，其自身的地图测绘传感器就可以自动构建出整套房间的基础数字地图。当然，机器人还可以通过控制中心或其它上位机下发等渠道获得该基础数字地图或通过互联网及机器人群组资源共享获得，这些现有技术很多不再一一列举额。获得该基础数字地图后，机器人可以规划最优数据采集行驶路线和最优数据采集方向等，为下一步高效率地获取最优质数据奠定基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以机器人视角图像进行地图数据人机交互的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤S1、机器人获取基础数字地图；步骤S2、机器人通过自身安装的图像拍摄装置拍摄当前区域实景图像，并同步采集当前区域的区域数字地图，该实景图像覆盖的范围与同步采集的区域数字地图覆盖的范围至少部分重叠；步骤S3、由计算机截取该区域数字地图与同步拍摄的实景图像二者视场重叠的部分，并使此二者相互匹配；步骤S4、由计算机把匹配好的区域数字地图与实景图像合成为带有地图位置数据的实景定位图像并存储于数据库中；步骤S5、将数据库中的实景定位图像显示在屏幕上，用户直接点击实景定位图像上的某一点，计算机解析出该点的地图数据，同理也可以将机器人位置和移动轨迹数据显示到实景定位图像上的对应位置点供用户查看，从而实现地图数据的人机交互。

【技术特征摘要】
1.一种以机器人视角图像进行地图数据人机交互的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤S1、机器人获取基础数字地图；步骤S2、机器人通过自身安装的图像拍摄装置拍摄当前区域实景图像，并同步采集当前区域的区域数字地图，该实景图像覆盖的范围与同步采集的区域数字地图覆盖的范围至少部分重叠；步骤S3、由计算机截取该区域数字地图与同步拍摄的实景图像二者视场重叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，陈锋，
申请(专利权)人：陈明，陈锋，
类型：发明
国别省市：河北;13