[发明专利]一种基于视触觉融合机制的多机器人协同地图重建方法

说明书

一种基于视触觉融合机制的多机器人协同地图重建方法，包括步骤如下：步骤一：对多个移动机器人进行编号，两两为一组，将移动机器人沿待建模的矩形空间平面的边缘摆放在初始位置处；步骤二：建立移动机器人坐标系；步骤三：控制每对移动机器人沿两个移动机器人的连线移动，且多组移动机器人同时以相同的速度开始移动；当任一移动机器人每次检测到有其他移动机器人出现在正前方时，则执行地图实时拼接方法；步骤四：当同一组的移动机器人相遇时，控制同一组的两个移动机器人停止运动，直至每一组移动机器人都相遇时，将所有移动机器人当中地图来源最多的移动机器人内储存的图像作为全局的地图。

技术领域

本发明涉及一种多机器人协同地图重建方法。

背景技术

能够对周围环境进行建图及导航是自主移动机器人的基本技术之一。随着机器人定位理论的不断发展以及计算机视觉技术的不断进步，基于视觉的机器人同时定位与地图创建的研究成为机器人研究领域的热点。利用视觉信息进行地图创建是移动探测车进行环境侦察的重要功能之一。

近年来，机器人的研究一直朝着多智能体系统-多机器人智能系统协同完成任务的方向发展。诸如对于环境的探索这样觉的任务，机器人之间必须能够实时地传输并融合成全局的地图，这种多机器人之间的协同SLAM将允许系统根据全局的地图做出更加合理的决策并更加有效地完成任务。

但是，各个移动机器人之间的相互定位是整个系统的关键，如果没法实现移动机器人之间的互相定位，也就没有把各个移动机器人所建立的地图融合成为一个整体地图。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于视触觉融合机制的多机器人协同地图重建方法。该方法先利用合作的标识对各移动机器人进行初始的定位，然后利用矢量压力传感器来检测移动机器人之间的相对位置，得到两个机器人之间的变换关系，最后对子地图进行拼接获得一致的全局地图。

本发明所采用的技术方案是：一种基于视触觉融合机制的多机器人协同地图重建方法，包括步骤如下：

步骤一：对多个移动机器人进行编号，两两为一组，将移动机器人沿待建模的矩形空间平面的边缘摆放在初始位置处；

步骤二：建立移动机器人坐标系；

步骤三：控制每对移动机器人沿两个移动机器人的连线移动，且多组移动机器人同时以相同的速度开始移动；当任一移动机器人每次检测到有其他移动机器人出现在正前方时，则执行地图实时拼接方法；

步骤四：当同一组的移动机器人相遇时，控制同一组的两个移动机器人停止运动，直至每一组移动机器人都相遇时，将所有移动机器人当中地图来源最多的移动机器人内储存的图像作为全局的地图。

所述初始位置满足：每条边上分布两个移动机器人，且分布于每条边的中点的两侧；确保每一组的两个移动机器人处于矩形空间的对边上，且两个移动机器人的几何中心的连线上没有障碍物。

所述移动机器人坐标系为：将编号为n的移动机器人的几何中心作为该移动机器人坐标系的原点O_n，Y_n轴平行于摄像头的光轴方向，X_n轴处于水平面内，X_n轴和Z_n轴、Y_n轴符合右手定则；n从移动机器人的编号中取值。

所述地图实时拼接方法的具体步骤如下：

步骤3.1：在移动机器人n移动过程中，利用移动机器人的图像处理器通过标识码识别算法实时计算视场内是否出现标识码；如果出现标识码，则判断标识码的中心是否通过P₁，P₁指穿过移动机器人的摄像头的像平面的几何中心且与地平面垂直的平面；如果标识码的中心通过P₁，则获取该标识码并计算得到该标识码对应的移动机器人的编号m，通过通信模块通知移动机器人m暂停移动；m从移动机器人的编号中取值，且m≠n；