[发明专利]机器人及其建图方法和装置

权利要求书

1.一种机器人的建图方法，其特征在于，所述方法包括：

获取机器人的初值位置；

根据所述机器人的初值位置，在预先存储的关键帧库中查找第一预定数量的关键帧，确定所查找的关键帧对应的参考点云；

将机器人获取的当前帧所对应的特征点云与所述参考点云进行匹配，确定所述当前帧对应的目标关键帧；

根据当前帧所对应的目标关键帧，对预先存储的关键帧库对应的已建地图进行完善。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述机器人的初值位置，在预先存储的关键帧库中查找第一预定数量的关键帧，包括：

获取预先存储的关键帧与所述初值位置的距离；

根据所述距离进行排序得到关键帧序列，选择序列中距离较小的第一预定数量的关键帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所查找的关键帧对应的参考点云，包括：

在所述关键帧序列中，以第i个关键帧为中心，以第二预定数量w的长度在所述关键帧序列截取2w+1个关键帧，其中，i为小于第一预定数量的正整数，w为大于或等于0的整数；

根据所截取的2w+1个关键帧的点云构成所述第i个关键帧的参考点云。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将机器人获取的当前帧所对应的特征点云与所述参考点云进行匹配，确定所述当前帧对应的目标关键帧，包括：

确定机器人当前帧对应的位姿变换矩阵；

根据所述位姿变换矩阵，将所述当前帧所对应的特征点云变换为待配准点云；

将所述待配准点云与所查找的各个关键帧对应的参考点云进行匹配，确定当前帧与各个关键帧的匹配度；

选择匹配度最佳的关键帧作为当前帧对应的目标关键帧。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在选择匹配度最佳的关键帧作为当前帧对应的目标关键帧之前，所述方法还包括：

将匹配度最佳的关键帧的匹配度与预先设定的匹配度阈值进行比较；

如果匹配度最佳的关键帧的匹配度大于或等于预先设定的匹配度阈值，则选择匹配度最佳的关键帧作为当前帧对应的目标关键帧；

如果匹配度最佳的关键帧的匹配度小于预先设定的匹配度阈值，则重新确定所述初值位置。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当前帧与各个关键帧的匹配度，为当前帧对应的待配准点云与各个关键帧对应的参考点云的最小均方误差。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据当前帧所对应的目标关键帧，对预先存储的关键帧库对应的已建地图进行完善，包括：

根据目标关键帧的里程计坐标系在地图坐标系中的第二位姿变换矩阵、当前时刻的激光雷达坐标在地图坐标系中的第一位姿变换矩阵，以及当前时刻的激光雷达坐标在校正前的里程计坐标系中的第三位姿变换矩阵，确定当前时刻的里程计坐标系在校正前的里程计坐标的第四位姿变换矩阵；

根据所述第三位姿变换矩阵和所述第四位姿变换矩阵，确定当前的激光雷达坐标系相对于校正后的里程计坐标系的第五位姿变换矩阵；

根据当前帧所对应的目标帧在地图坐标系中的位置，以及第一位姿变换矩阵，对已建地图进行完善。

8.一种机器人的建图装置，其特征在于，所述装置包括：

初值位置获取单元，用于获取机器人的初值位置；

参考点云确定单元，用于根据所述机器人的初值位置，在预先存储的关键帧库中查找第一预定数量的关键帧，确定所查找的关键帧对应的参考点云；

目标关键帧匹配单元，用于将机器人获取的当前帧所对应的特征点云与所述参考点云进行匹配，确定所述当前帧对应的目标关键帧；

地图完善单元，用于根据当前帧所对应的目标关键帧，对预先存储的关键帧库对应的已建地图进行完善。

9.一种机器人，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。