[发明专利]集群机器人建图系统及方法

说明书

本发明公开了一种集群机器人建图系统及方法，扫地机器人利用激光雷达构建栅格地图，在基于路由器搭建的局域网通信模块中实时发送局部子地图到控制中心，最后在已知机器人初始相对位姿基础上，通过地图坐标系转换融合为完整地图。本发明基于局域网的集群扫地机器人实时建图方法，可以解决在大面积室内环境下建图时间长的问题，同时既可以提高建图质量，又可以实时观察建图效果。

技术领域

本发明涉及集群扫地机器人建图领域，特别是涉及一种基于局域网的集群机器人实时建图系统。

背景技术

机器人逐渐代替人类完成基本工作。最为常见的是扫地机器人，它可以帮助我们打扫卫生，深受广大人民的喜爱。但是随着清扫环境的变化，比如面积变大，结构更加复杂，单个扫地机器人任务完成效率逐渐降低，甚至对于环境的感知也随着长时间的游走而产生的一定的误差，影响工作效率。因此集群机器人工作成为研究热点，现有的特征点匹配融合方法需要很大重叠区域，不能实时融合，同时误匹配特征点比较多，从而无法得出正确的转换关系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种集群机器人建图系统，实时传送地图数据，防止数据丢失，实时融合地图。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种集群机器人建图系统，包括：

集群机器人，各机器人构建局部环境地图，并将局部环境地图经通信网络发送至控制中心；

通信网络，包括由多个路由器搭建的局域网；

控制中心，用于对接收到的局部环境地图解压，并利用各机器人初始位姿和局部环境地图解压数据融合局部环境地图，得到全局地图。

本发明局域网(通信网络)可以实时传送地图数据，并且不会有数据丢失情况，同时根据初始位姿融合可以实时融合地图。

所述通信网络传输局部环境地图的通信格式为(height，width，d1，a[]，origini)；其中(height，width)为局部环境地图的高度和宽度，d1为局部环境地图数据长度，a[]为局部环境地图数据，origini＝(ox_i,oy_i)为局部环境地图左上角在机器人坐标系中坐标值，i为机器人编号。本发明只传送必要数据，减少原始地图无关数据，缩短数据长度。

各机器人并排设置。机器人并排设置可以固定初始相互位姿，避免每次修改初始位姿参数。

所述控制中心获得全局地图的具体实现过程包括：

S1、对于机器人A和机器人B，将机器人B的左上角真实坐标值转化为机器人A坐标系中的坐标，其中机器人A坐标系和机器人B坐标系分别以机器人初始位置为原点，前进方向为Y轴负方向，原地右转前进方向为X轴正方向。将机器人B的坐标在xy方向上分别加上真实初始位姿坐标值，从而将机器人A和机器人B的局部环境地图左上角坐标值转化为机器人A坐标系下的坐标值；其中，机器人A和机器人B相邻；

S2、在机器人A坐标系下，根据机器人A和机器人B的左上角坐标点位置，确定两个坐标值中沿x，y方向距离最大的值为全局地图原点在机器人A坐标系下坐标(ox，oy)；

S3、获取机器人A和机器人B局部环境地图右下角在机器人A坐标系中坐标，将机器人A和机器人B局部环境地图右下角在机器人A坐标系中坐标值的x和y值分别进行比较，分别选择两个坐标值中x方向和y方向最大值作为全局地图的右下角x和y坐标值，计算出全局地图大小(heigh，width)；