[发明专利]基于多个深度相机的三维地图构建方法及扫地机器人

说明书

本申请提供了一种基于多个深度相机的三维地图构建方法及扫地机器人，应用于机器人技术领域。本申请基于通过深度相机获取的深度图构建环境空间的三维地图，较二维地图包含了更多的环境空间的信息；与此同时，通过深度相机，能够探测到镂空结构的桌椅等通过激光雷达不能探测到的障碍物的信息，从而提升了构建的环境空间的地图的准确性；此外，深度相机不需要像激光雷达一样被配置在一定的高度也能有效工作，从而扫地机器人可以做到超薄，扩展了扫地机器人的有效工作空间；进一步地，通过配置多个深度相机，能够避免无法有效进行深度图的关联特征配对，造成确定扫地机器人的位姿失败的问题。

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，具体而言，本申请涉及一种基于多个深度相机的三维地图构建方法及扫地机器人。

背景技术

扫地机器人作为一种能够自动对待清扫区域进行清扫的智能电器，可以代替人对地面进行清扫，减少了人的家务负担，越来越受到人们的认可。扫地机器人的应用环境空间的地图构建是扫地机器人执行清扫工作的基础，如何构建扫地机器人的应用环境空间的地图成为一个关键问题。

同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)技术要解决的问题是：将一个机器人放入未知环境中的未知位置，是否有办法让机器人一边移动一边逐步描绘出与此环境完全一致的地图。目前，扫地机器人的应用环境空间的地图的构建是通过基于激光雷达的SLAM技术实现的，即仅根据通过扫地机器人的激光雷达得到的激光数据进行建图。然而，现有的仅基于激光雷达的SLAM建图方法，激光雷达仅能探测2D平面的障碍物信息，探测不到障碍物的垂直方向的信息，构建的地图为二维地图，所提供的环境空间的信息有限，且对于一些特殊的障碍物(如镂空结构的桌椅等)，则不能通过激光雷达进行有效探测处理，此外，由于激光雷达必须被配置在具有一定的高度的位置才能有效工作，导致扫地机器人无法做到超薄，使得扫地机器人无法进入垂直距离较小的空间执行工作。因此，现有的仅基于激光雷达的SLAM建图方法，存在构建的地图提供的信息少且建图准确性低的问题，以及存在扫地机器人无法做到超薄、工作空间受限的问题。

发明内容

本申请提供了一种基于多个深度相机的三维地图构建方法及扫地机器人，用于提升构建的环境空间的地图包含的信息的丰富性以及提升构建的地图的准确性，以及扩大扫地机器人的工作空间范围，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种基于多个深度相机的三维地图构建方法，该方法包括：

步骤A，基于获取到的两帧相邻深度图通过同时定位与建图SLAM算法确定扫地机器人在当前位置的位姿信息，任一帧深度图由扫地机器人配置的多个深度相机同步获取到的多帧元深度图融合处理得到，两帧相邻深度图包括扫地机器人在当前位置处获取到的深度图；

步骤B，基于确定的扫地机器人在当前位置的位姿信息与获取到的扫地机器人在当前位置的深度图构建三维子地图；

步骤C，控制扫地机器人移动至符合预定条件的下一位置，执行步骤A与步骤B，并对获取到的各个三维子地图进行拼接处理得到合并三维地图；

循环执行步骤C，直至得到的合并三维地图为环境空间的全局三维地图。

可选地，基于获取到的两帧相邻深度图通过同时定位与建图SLAM算法确定扫地机器人在当前位置的位姿信息，包括：

分别对两帧相邻深度图进行特征提取；

基于提取到的两帧相邻深度图的特征进行关联特征配对；

基于得到的关联特征信息确定扫地机器人在当前位置的位姿信息。

可选地，多个深度相机的个数的确定方式，包括：

基于深度相机的视场角确定扫地机器人配置的深度相机的个数。

进一步地，该方法还包括：