[发明专利]一种分布式自主机器人环境地图构建方法

说明书

本发明公开了一种分布式自主机器人环境地图构建方法，首先通过寻找地图中的特征点构建每个机器人的局部地图，然后使用增量式地图更新方法更新地图信息，最后通过分布式地图融合方法，将每个机器人中的子图合并成一个全局地图；本发明使用完全分布式的自主机器人系统实现机器人之间的地图融合；每个机器人单独搭载地图构建方法，大大提升了多机器人拓扑网络的可扩展性和鲁棒性，同时减少单个机器人的计算负载，有利于自主机器人整体稳定性。

技术领域

本发明涉及一种分布式自主机器人环境地图构建方法，属于移动机器人领域。

背景技术

随着“人工智能”领域的兴起，自主机器人领域得到了蓬勃的发展。当今社会人工成本的日益增长，在仓储物流、制造业等领域，越来越多的企业使用自动导引车代替高昂的人力成本，由于移动机器人具有自动化程度高、可靠性好、生产效率高、适应性强、成本低等优点，使其在自动化仓储领域得到广泛应用。但是地图的构建一直是自主机器人的热点问题，当机器人在一个陌生环境中如何通过周围环境的特征点，通过信息的筛选得到地图的信息，使得机器人能在此环境中进行任务分配、交通协同以及共享资源的获取等，是目前亟需解决的问题。

发明内容

针对分布式网络环境中移动机器人遇到新的环境时，当机器人本地没有配置地图的情况下，如何解决机器人获取局部地图的问题，本发明提供一种分布式自主机器人环境地图构建方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一方面，本申请提出一种分布式自主机器人环境地图构建方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、每台自主移动机器人扫描周边环境建立局部地图，并将数据保存在本地数据库中同步给其他自主移动机器人；

步骤2、增量式地图更新：每台自主移动机器人中部署增量式地图更新模块，所述增量式地图更新模块包括地图增量解析组件和地图增量同步组件，增量式地图更新包括以下子步骤：

2.1通过自主移动机器人网联模块组建自主移动机器人集群；

2.2自主移动机器人探索新的地图信息：当工作区域环境发生动态变化，部分机器人探索到环境的变化后，将新的地图信息写入本地数据库；新增的地图数据内容即为地图增量数据，被写入二进制事件中，并保存在机器人本地日志文件中；

2.3地图增量解析：每台机器人将地图增量解析组件注册到网联模块，一旦某机器人探索到新的地图信息，其他机器人可通过网联模块选择是否与该机器人地图增量解析组件保持连接；一旦某机器人探索到新的地图信息，可通过本机上的地图增量解析组件将二进制事件转化为地图增量消息；转化后的地图增量消息保存在实例中，每一个地图数据表对应一个实例；

2.4获取地图增量消息：当某机器人探索到新的地图信息，并通过地图增量解析组件产生了地图增量消息，集群中其他机器人可通过网联模块订阅该机器人地图增量解析组件中的实例，从中获取地图增量消息；

2.5地图增量同步：其他机器人一旦获取该机器人的地图增量消息，可通过本机的地图增量同步组件将地图增量消息同步至自己的环境地图数据库中，并将地图增量数据建图成为环境子图。

步骤3、分布式地图融合：R＝{r₁,r₂,…,r_n}表示机器人集合，r₁,r₂,…,r_n表示每台机器人；M＝{m₁,m₂,…,m_n}表示机器人的局部地图集合，N＝{N₁,…,N_n}表示特征点集，其中任意一个局部地图的特征点集N_i＝{p₁,p₂,…,p_t}，其中i,n,t∈N⁺,i≤n；分布式地图融合包括以下子步骤：