基于路标图的地图构建方法、系统、电子设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种基于路标图的地图构建方法、系统、电子设备及存储介质，属于移动机器人地图构建的技术领域；所述地图构建方法包括获取包括特殊点及普通点的路标点；逐一遍历路标点以搜寻与其邻近的相邻路标点，当路标点与相邻路标点之间的连线路径可通行时，将路标点与相邻路标点连接生成路标图边，直至所有路标点遍历完后将所有路标图边形成无向图；依据预设优化策略将无向图转换成符合预设要求的有向图；根据A*算法针对有向图的路径进行规划，以使特殊点之间构成的起止点之间可通行来构建有向路标图。本申请通过结合路标图法和地图优化法，实现移动机器人拓扑地图构建的自动化、程序化，提升拓扑地图的构建效率及提生成拓扑地图的通畅性。拓扑地图的通畅性。拓扑地图的通畅性。

【技术实现步骤摘要】
基于路标图的地图构建方法、系统、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术属于移动机器人地图构建的
，具体地涉及一种基于路标图的地图构建方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在移动机器人的多机器人系统中，为了保证每台机器人能够在安全的区域内运行，通常都是通过测量到的栅格地图转换为拓扑地图。拓扑地图是移动机器人能够行走的安全区域分布构建的路径点和路径的组合，移动机器人只要沿着拓扑地图行进就能够确保安全。在多机器人协同的应用场合，所有机器人行进的路径都是在拓扑地图中生成，这样能够避免在路径规划中的威胁评估步骤，大幅度降低路径寻优的时间，提升多机器人协同算法的效率。
[0003]现有的拓扑地图构建方法是对点线生成的原始拓扑地图增加充电桩等特殊点后，经过局部修正，增加充电桩等特殊点生成；并且多采用独占区及缓冲区等方法针对移动机器人拓扑地图进行优化。但该方法存在问题在于，现有的拓扑地图构建方法大多手动编辑，效率低；而且所编辑出来的地图效果依赖于操作人员的经验，如果局部移动机器人数目多就可能导致阻塞。
[0004]因此，如何实现现有技术的拓扑地图的自动化构建，形成拓扑地图构建的程序化，以使提升拓扑地图的构建效率及提生成拓扑地图的通畅性，达到大幅降低多台移动机器人运行时阻塞情况的发生。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于路标图的地图构建方法、系统、电子设备及存储介质，通过结合路标图法和地图优化法，实现移动机器人拓扑地图构建的自动化、程序化，提升拓扑地图的构建效率及提生成拓扑地图的通畅性，达到大幅降低多台移动机器人运行时阻塞情况的发生。
[0006]第一方面，本申请提供基于路标图的地图构建方法，用于移动机器人地图的构建；所述地图构建方法包括：
[0007]获取包括人工设计的特殊点及人工设计或采用插值算法计算的普通点的路标点；其中，所述普通点是指移动机器人行走过程中经过的途经点，所述特殊点是指移动机器人完成特定任务的站点；
[0008]逐一遍历所述路标点以搜寻与其邻近的相邻路标点，当所述路标点与所述相邻路标点之间的连线路径可通行时，将所述路标点与所述相邻路标点连接生成路标图边，直至所有所述路标点遍历完后将所有所述路标图边形成无向图；
[0009]依据预设优化策略将所述无向图转换成符合预设要求的有向图；
[0010]根据A*算法针对所述有向图的路径进行规划，当校验所述特殊点之间构成的起止点之间不能通行时，采用插值算法在所述起止点之间增补补充点，以使所述起止点之间可
通行，以构建用于移动机器人的有向路标图。
[0011]较佳地，所述获取包括人工设计的特殊点及采用插值算法计算的普通点的路标点的具体步骤包括：
[0012]获取人工设计的特殊点，根据预设半径针对所述特殊点进行遍历，查询到所述特殊点各拓展方向上存在相邻点时，在所述特殊点及每一所述相邻点之间的连线上生成插值点；
[0013]针对生成的若干所述插值点进行检测，判断若干所述插接点是否均处于安全区；
[0014]若是，则将若干所述插值点增补到所述路标点中作为普通点，以使获取包括人工设计的特殊点及采用插值算法计算的普通点的路标点。
[0015]较佳地，所述针对生成的若干所述插值点进行检测，判断若干所述插接点是否均处于安全区的步骤之后，所述方法还包括：
[0016]若判断若干所述插接点中至少存在一个不处于安全区，则将该对应所述插接点舍弃，其它处于安全区的所述插接点增补到所述路标点中作为普通点，以使获取包括人工设计的特殊点及采用插值算法计算的普通点的路标点。
[0017]较佳地，所述获取包括人工设计的特殊点及人工设计或采用插值算法计算的普通点的路标点的步骤之前，所述方法还包括：
[0018]获取有若干分区拼接的原始地图，遍历所述分区以收集包括每一所述分区的出口点及入口点的点集；
[0019]采用路标图方法建立所述点集的分区路标图；
[0020]所述分区根据所述分区路标图与其自身的所述出口点及所述入口点相连。
[0021]较佳地，所述预设优化策略包括：
[0022]计算所述无向图中的各条回路形成回路总集，根据所述回路总集的边的重合情况建设包括快速路、普通路或单向路中的至少一种道路；
[0023]将建设的所述道路间的交汇点进行梳理，统计每一所述交汇点流入边和流出边的数目，当所述数目超过预设规定时，则在两相邻所述交汇点之间增设中间转接点。
[0024]较佳地，所述预设优化策略还包括：
[0025]在所述道路与所述特殊点之间设置缓冲区，以使避免所述无向图存在的死锁、拥堵现象，且所述缓冲区可为多层，层级数目依据现场移动机器人的数量确定。
[0026]较佳地，其特征在于，所述特殊点至少包括装卸货点、电梯点、货位点、停靠点及充电点中的一种或者多种组合。
[0027]第二方面，本申请提供一种基于路标图的地图构建系统，用于移动机器人地图的构建；所述地图构建系统包括：
[0028]获取模块，用于获取包括人工设计的特殊点及人工设计或采用插值算法计算的普通点的路标点；其中，所述普通点是指移动机器人行走过程中经过的途经点，所述特殊点是指移动机器人完成特定任务的站点；
[0029]遍历模块，用于逐一遍历所述路标点以搜寻与其邻近的相邻路标点，当所述路标点与所述相邻路标点之间的连线路径可通行时，将所述路标点与所述相邻路标点连接生成路标图边，直至所有所述路标点遍历完后将所有所述路标图边形成无向图；
[0030]转换模块，用于依据预设优化策略将所述无向图转换成符合预设要求的有向图；
[0031]构建模块，用于根据A*算法针对所述有向图的路径进行规划，当校验所述特殊点之间构成的起止点之间不能通行时，采用插值算法在所述起止点之间增补补充点，以使所述起止点之间可通行，以构建用于移动机器人的有向路标图。。
[0032]较佳地，所述获取模块包括：
[0033]生成单元，用于获取人工设计的特殊点，根据预设半径针对所述特殊点进行遍历，查询到所述特殊点各拓展方向上存在相邻点时，在所述特殊点及每一所述相邻点之间的连线上生成插值点；
[0034]判断单元，用于针对生成的若干所述插值点进行检测，判断若干所述插接点是否均处于安全区；
[0035]第一获取单元，用于若判断若干所述插接点均处于安全区，则将若干所述插值点增补到所述路标点中作为普通点，以使获取包括人工设计的特殊点及采用插值算法计算的普通点的路标点。
[0036]较佳地，所述获取模块还包括：
[0037]第二获取单元，用于若判断若干所述插接点中至少存在一个不处于安全区，则将该对应所述插接点舍弃，其它处于安全区的所述插接点增补到所述路标点中作为普通点，以使获取包括人工设计的特殊点及采用插值算法计算的普通点的路标点。
[0038]较佳地，所述地图构建系统还包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于路标图的地图构建方法，用于移动机器人地图的构建；其特征在于，所述地图构建方法包括：获取包括人工设计的特殊点及人工设计或采用插值算法计算的普通点的路标点；其中，所述普通点是指移动机器人行走过程中经过的途经点，所述特殊点是指移动机器人完成特定任务的站点；逐一遍历所述路标点以搜寻与其邻近的相邻路标点，当所述路标点与所述相邻路标点之间的连线路径可通行时，将所述路标点与所述相邻路标点连接生成路标图边，直至所有所述路标点遍历完后将所有所述路标图边形成无向图；依据预设优化策略将所述无向图转换成符合预设要求的有向图；根据A*算法针对所述有向图的路径进行规划，当校验所述特殊点之间构成的起止点之间不能通行时，采用插值算法在所述起止点之间增补补充点，以使所述起止点之间可通行，以构建用于移动机器人的有向路标图。2.根据权利要求1所述的基于路标图法的地图构建方法，其特征在于，所述获取包括人工设计的特殊点及采用插值算法计算的普通点的路标点的具体步骤包括：获取人工设计的特殊点，根据预设半径针对所述特殊点进行遍历，查询到所述特殊点各拓展方向上存在相邻点时，在所述特殊点及每一所述相邻点之间的连线上生成插值点；针对生成的若干所述插值点进行检测，判断若干所述插接点是否均处于安全区；若是，则将若干所述插值点增补到所述路标点中作为普通点，以使获取包括人工设计的特殊点及采用插值算法计算的普通点的路标点。3.根据权利要求1所述的基于路标图法的地图构建方法，其特征在于，所述针对生成的若干所述插值点进行检测，判断若干所述插接点是否均处于安全区的步骤之后，所述方法还包括：若判断若干所述插接点中至少存在一个不处于安全区，则将该对应所述插接点舍弃，其它处于安全区的所述插接点增补到所述路标点中作为普通点，以使获取包括人工设计的特殊点及采用插值算法计算的普通点的路标点。4.根据权利要求1所述的基于路标图法的地图构建方法，其特征在于，所述获取包括人工设计的特殊点及人工设计或采用插值算法计算的普通点的路标点的步骤之前，所述方法还包括：获取有若干分区拼接的原始地图，遍历所述分区以收集包括每一所述分区的出口点及入口点的点集；采用路标图方法建立所述点集的分区路标图；所述分区根据所述分区路标图与其自身的...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂志华，李波，程耀武，曾祥发，
申请(专利权)人：江西省智能产业技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：