描述了一种在定位失败的情况下控制移动机器人移动的方法。该方法包括，在发生定位失败时，从移动机器人的图像传感器接收图像。该方法包括，将接收到的图像分成至少两个垂直部分，并确定所述至少两个垂直部分之一是否指示可通行路径。该方法包括，控制移动机器人沿着由所述至少两个垂直部分中选定的一个指示的可通行路径行进。可通行路径行进。可通行路径行进。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在定位失败的情况下控制移动机器人移动的方法
[0001]本专利技术特别涉及，但不限于，在定位失败的情况下控制移动机器人移动的改进方法，以及涉及在定位失败的情况下被配置为沿着优选路径移动的移动机器人。
技术介绍
[0002]同时定位和地图构建(Simultaneous localization and mapping，SLAM)操作在移动机器人技术中具有重要意义。它指的是至少从机器人传感器数据中逐步构建本地即周围环境的地图的过程，同时保持对移动机器人在任何时间点的当前位置/姿态的估计。然而，SLAM定位失败的发生可能有多种原因。定位失败是移动机器人在某个时间点和/或一段时间内无法使用来自移动机器人的传感器和/或图像数据确定其相对于本地环境地图的当前位置/姿态的事件。发生SLAM定位失败，可能是由于传感器数据的异常值、不完整的地图数据和/或可能由SLAM算法的限制造成的不准确的地图数据所构建的本地环境地图的失真。由于移动机器人周围环境中存在动态物体，SLAM定位失败也可能发生。人类等动态物体对SLAM系统的运行构成了最大的挑战之一。另外，由于本地环境地图数据中存在几乎相同的重复模式，例如办公空间中几乎相同的隔间，以及走廊上几乎相同的墙壁和门(这两种情况在办公环境中很常见)，可能会进一步发生SLAM定位失败。
[0003]解决SLAM定位失败问题的一个方法是控制移动机器人在发生定位失败时停止并旋转，并使用旋转过程中获得的机器人传感器/图像数据来重新定位机器人相对于本地环境地图的位置。但是，使用此方法来尝试从定位失败中恢复，成功的概率很低，因为它是在已经发生定位失败的位置尝试的。在本地环境地图数据有重复模式的办公环境中尤其如此。该解决方案不仅成功概率低，而且会大大降低移动机器人在本地环境中的导航速度。
[0004]另一个解决SLAM定位失败问题的方法是从移动机器人的摄像头或图像传感器获得的二维图像数据中构建全部或部分三维图像，以使移动机器人能够在安全的方向上行进，同时避开障碍物。然而，这在计算上不是一个简单任务，通常需要使用一个或多个深度神经网络。除了昂贵的计算资源之外，该解决方案还很耗时，需要对一个或多个深度神经网络进行训练和调参。
[0005]另外一个解决SLAM定位失败问题的方法是采用启发式方法，尝试重建移动机器人周围的整个三维场景。这通常涉及根据从二维图像数据中提取的选定数量的三维几何环境特征来对移动机器人周围的环境进行判断。该解决方案最适合具有精确和规则几何特性的静态环境。它在有动态障碍物(例如人类)的环境中很难发挥作用。
[0006]CN112767373A公开了一种基于单目相机的机器人室内复杂场景避障方法。该单目避障导航网络由环境感知阶段和控制决策阶段组成，具体包括深度预测模块、语义掩膜模块、深度切片模块、特征提取指导模块、强化学习模块和数据增强。该网络以单目RGB图像作为输入，在得到语义深度图后，进行动态最小池化操作，得到伪激光数据；然后将伪激光数据作为强化学习的状态输入，生成最终的机器人决策动作。在这里，RGB图像包括一个由3个数据阵列组成的图像，这些数据阵列为每个图像像素定义了“红”、“绿”和“蓝”颜色分量。
[0007]CN106092104B公开了一种室内机器人导航系统。如果机器人迷路，系统将根据激光点云数据进行激光重定位，根据视觉图像数据进行视觉重定位。根据激光和视觉数据的重定位结果，系统将确定是否有熟悉的区域。当没有熟悉区域时，控制机器人进行避障运动，直到确定有熟悉的区域。
[0008]US9,984,467B公开了一种车辆导航系统。当系统确定车辆迷路时，将采集一组后续的图像。将图像中的特征与工业设施地图的特征相关联，形成特征对。车辆位置可以根据这些特征对进行计算和重新定位。
[0009]综上，需要一种改进的方法，在定位失败的情况下控制移动机器人的移动，并对移动机器人进行配置，以在定位失败的情况下沿着优选路径移动。
[0010]专利技术目的
[0011]本专利技术的一个目的是在一定程度上减轻或消除与已知的在定位失败的情况下控制移动机器人移动的方法有关的一个或多个问题。
[0012]上述目的是通过主权利要求的特征组合来实现；从属权利要求公开了本专利技术的进一步有利实施例。
[0013]本专利技术的另一个目的是提供一种移动机器人，其被配置为在定位失败的情况下沿优选路径移动。
[0014]本领域技术人员将从以下描述中得出本专利技术的其他目的。因此，上述目的陈述不是详尽无遗的，只是为了说明本专利技术的许多目的中的一些目的。
技术实现思路
[0015]本专利技术涉及一种从移动机器人，尤其是室内移动机器人的定位失败中恢复的方法。本专利技术提供了一种当移动机器人面临间歇性定位失败时的导航恢复算法。在定位失败的情况下，用于移动机器人导航的算法尤其适用于具有单目视觉SLAM系统的移动机器人，但不限于此。单目视觉SLAM算法是一种用于具有SLAM系统和单目视觉或单目相机或图像传感器的移动机器人的算法。单目视觉SLAM系统可以称为视觉SLAM系统，包括一个或一组算法，使用相机观测(例如图像)作为定位确定和地图构建的主要数据源。视觉SLAM系统通常分两个阶段运行，即：(i)地图构建阶段，在该阶段，当移动机器人在本地环境中移动时，根据实时相机图像构建本地环境的地图；(ii)定位阶段，包括移动机器人通过比较来自相机的最后拍摄或最新图像与在地图构建阶段构建的地图，来确定其在本地环境中的当前位置，即定位。
[0016]在第一主要方面，本专利技术提供了一种在定位失败的情况下控制移动机器人的移动的方法。该方法包括，在发生定位失败时，从移动机器人的图像传感器接收图像。该方法包括将接收到的图像分成至少两个垂直部分，并确定所述至少两个垂直部分之一是否指示了可通行路径。该方法包括控制移动机器人沿着由所述至少两个垂直部分中选定的一个指示的可通行路径行进。
[0017]本专利技术的一个优点是认识到，如果移动机器人被控制在一个相对于其先前行进方向上继续向前移动，则移动机器人从定位失败中恢复的概率就会增加。
[0018]另一个优点是，本专利技术的方法不需要昂贵的计算资源。
[0019]在第二主要方面，本专利技术提供一种移动机器人，包括存储机器可读指令的存储器
和用于执行机器可读指令的控制器，使得当控制器执行机器可读指令时，它配置移动机器人以实施本专利技术第一主要方面的步骤。
[0020]在第三主要方面，本专利技术提供了一种存储机器可读指令的非暂时性计算机可读介质，该指令在由处理器执行时使移动机器人执行本专利技术的第一主要方面的步骤。
[0021]本专利技术的摘要不一定公开定义本专利技术所必需的所有特征；本专利技术可以存在于所公开特征的子组合中。
[0022]前面已经大致概述了本专利技术的特征，以便可以更好地理解下面对本专利技术的详细描述。下文将描述本专利技术的其他特征和优点，它们构成本专利技术权利要求的主题。本领域技术人员将理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计其他结构的基础，以实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在定位失败的情况下控制移动机器人移动的方法，该方法包括：在发生定位失败时，从所述移动机器人的图像传感器接收图像；将所述接收到的图像分成至少两个垂直部分；确定所述至少两个垂直部分中的一个是否指示了可通行路径；以及控制所述移动机器人沿着被确定的可通行路径行进，所述被确定的可通行路径是由所述至少两个垂直部分中选定的一个指示的可通行路径。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：在控制所述移动机器人沿着所述可通行路径行进的同时，连续或定期地尝试恢复定位。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：从所述移动机器人的图像传感器连续或定期地接收进一步的图像，并对每个接收到的图像重复权利要求1的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述图像传感器接收的图像是在发生所述定位失败时在所述移动机器人的行进方向上的图像。5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述接收到的图像分割成至少两个宽度相等的垂直部分。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：将所述接收到的图像分割成左侧垂直图像部分和右侧垂直图像部分；以及确定所述左侧垂直图像部分和所述右侧垂直图像部分中的一个指示可通行路径。7.根据权利要求6所述的方法，其中，如果确定所述左侧垂直图像部分和所述右侧垂直图像部分中的每一个都指示各自的可通行路径，则控制所述移动机器人沿着所述各自的可通行路径中的优选的一个行进。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：将所述接收到的图像转换为包括两种颜色的二值图像，其中所述两种颜色中的一种颜色的像素指示所述移动机器人正在行进的地板或表面，所述两种颜色中的另一种颜色的像素指示背景环境，指示所述移动机器人正在行进的地板或表面的所述像素代表一条或多条可能的可通行路径；将所述二值图像的至少下半部分分割成所述至少两个垂直部分；以及确定一条优选可通行路径，所述优选可通行路径是所述二值图像的至少下半部分的所述至少两个垂直部分之一，其具有指示所述移动机器人正在行进的地板或表面的颜色的最大数量的像素。9.根据权利要求8所述的方法，其中，在将所述二值图像的至少所述下半部分割成所述至少两个垂直部分之前，对所述接收到的图像进行分割，以确定所接收到的图像的下半部分，所述下半部分指示所述移动机器人正在沿途行进的地板或表面。10.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述接收到的图像转换为二值灰度图像，其中两种颜色包括黑色和白色，黑色像素表示所述移动机器人正在沿途行进的地板或表面。11.根据权利要求8所述的方法，其中，指示所述确定的优选可通行路径的图像部分的像素数量被所述接收到的图像的像素总数归一化，用于至少控制所述移动机器人沿所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昭，韩威，孙阅，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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