[发明专利]机器人探索路径生成方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种机器人探索路径生成方法、系统、计算机设备和存储介质。所述方法包括：根据机器人采集到的单帧点云数据建立点云场景，点云场景包括多个数据点；对各数据点进行分类标记，将分类标记为地面点的各数据点作为地面点云；根据地面点云生成置信度地图，置信度地图用于显示地面点云中各地面点的位置及置信度；根据置信度地图生成多个访问节点；根据各访问节点生成探索路径。采用本方法生成的探索路径能够提高了机器人的扫描质量及扫描效率，并且可以适应开阔和狭窄联合分布的未知环境，提升了探索路径对未知环境的适应性。

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种机器人探索路径生成方法、装置、计算机设备和存储介质

背景技术

近几年来，激光雷达扫描技术快速发展，激光雷达的大规模量产使得机器人利用激光雷达技术对户外场景进行三维采集成为主流的采集手段。三维激光扫描仪以激光扫描线移动地扫描所处环境，并以点代面地将三维环境转化为三维点云数据，因此激光点云数据记录了环境的三维表面几何信息。机器人的自主探索扫描技术要求机器人可以通过智能分析场景连通结构，规划探索路径，最后在移动扫描中形成高质量的环境地图。

机器人在未知场景中的探索方法主要分为以下几种：势场法、前沿点方法、随机游走方法等。对于势场法，其本质就是在环境中建立一个势能场，该力场的生成思想是障碍物会对机器人产生斥力，而未知区域会对机器人产生引力。例如，采用梯度值作为势能场特征值的梯度场，以及采用张量值作为势能的张量场等。前沿点方法是将目标点设置在探索区域的最外围，即已知区域最前沿的位置。此外，还有采用随机游走的方法，单纯的随机游走通过随机漫步到任意位置进行填充覆盖直到完全覆盖整个场景为止，该类方法需要明确目的地位置。

传统的探索方法主要面向的是室内封闭环境。室内封闭环境本身被障碍物环绕，且通道结构狭长明显，因此现有的技术如势场法主要是通过障碍物之间的合力作用推动机器人前进。然而，在户外未知环境中，若障碍物集中于一处，这使得机器人受到的合力将促使机器人只能停留于开阔区域，不能充分扫描。而前沿点方法和随机游走方法无法面对完全开阔的环境，这会使得该类方法失去方向性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种时效性好且准确度高的机器人探索路径生成方法、装置、计算机设备和存储介质。

第一方面，本发明实施例提供一种机器人探索路径生成方法，所述方法包括：

根据机器人采集到的单帧点云数据建立点云场景，所述点云场景包括多个数据点；对各所述数据点进行分类标记，所述分类标记包括地面点及障碍物点，将分类标记为地面点的各数据点作为地面点云；根据所述地面点云生成置信度地图，所述置信度地图用于显示所述地面点云中各所述地面点的位置及置信度；根据所述置信度地图生成多个访问节点；根据各所述访问节点生成探索路径。

第二方面，本发明实施例提供一种机器人探索路径生成装置，所述装置包括：

点云场景建立模块，用于根据机器人采集到的单帧点云数据建立点云场景，所述点云场景包括多个数据点；地面点云建立模块，用于对各所述数据点进行分类标记，所述分类标记包括地面点及障碍物点，将分类标记为地面点的各数据点作为地面点云；置信度地图生成模块，用于根据所述地面点云生成置信度地图，所述置信度地图用于显示所述地面点云中各所述地面点的位置及置信度；访问节点生成模块，用于根据所述置信度地图生成多个访问节点；探索路径生成模块，用于根据各所述访问节点生成探索路径。