[发明专利]一种移动机器人语义地图构建与导航方法

权利要求书

1.一种移动机器人语义地图构建与导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：部署在移动机器人上的激光雷达、惯性测量单元和RGBD相机分别采集室内环境信息，分别获得环境点云信息、里程计信息和环境图像，根据环境点云信息和里程计信息进行室内环境地图的构建，获得二维占据栅格地图；

步骤2：将环境图像中包含门牌号的图像均输入到门牌号识别神经网络进行门牌号的识别，获得对应的房间门牌号，再将各个房间门牌号进行坐标转换后，获得各个房间门牌号的位置信息；

步骤3：根据各个房间门牌号和对应的位置信息对二维占据栅格地图进行房间语义分割，获得基于房间的二维占据栅格语义地图；

步骤4：根据起始点和目标点以及基于房间的二维占据栅格语义地图，对机器人进行基于关键点的全局路径规划，获得规划路径，机器人根据规划路径从起始点导航至目标点。

2.根据权利要求1所述的一种移动机器人语义地图构建与导航方法，其特征在于，所述门牌号识别神经网络为利用楼宇房间门牌号数据集对YOLOv3网络进行训练获得的训练好的YOLOv3网络。

3.根据权利要求1所述的一种移动机器人语义地图构建与导航方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

3.1)对二维占据栅格地图进行二值化处理，获得二值化地图，根据各个房间门牌号和对应的位置信息确定对应房间的门框区域图像，利用最小距离法对各个房间的门框区域图像分别进行房间门框检测，获得各个房间的左右门框位置，再根据各个房间的左右门框位置分别确定各个房间对应的门内外关键点；

3.2)根据各个房间的左右门框位置，确定二维占据栅格地图中各个房间与走廊的分割线；

3.3)根据各个房间门牌号和对应的位置信息以及门内外关键点，利用连通区域检测方法对包含各个房间与走廊的分割线的二维占据栅格地图进行房间分割，获得各个房间的语义地图以及走廊地图，从而获得基于房间的二维占据栅格语义地图。

4.根据权利要求1所述的一种移动机器人语义地图构建与导航方法，其特征在于，所述步骤4具体为：

首先根据基于房间的二维占据栅格语义地图对起始点和目标点进行语义解析后，获得各个路径关键点，然后根据各个路径关键点在基于房间的二维占据栅格语义地图上进行基于关键点的全局路径规划，获得规划路径，最后机器人根据规划路径从起始点导航至目标点。

5.根据权利要求4所述的一种移动机器人语义地图构建与导航方法，其特征在于，所述步骤4中，各个路径关键点包括起始点、目标点、起始点对应房间的门内外关键点以及目标点对应房间的门内外关键点。

6.根据权利要求1所述的一种移动机器人语义地图构建与导航方法，其特征在于，所述步骤4中，利用A*全局路径规划方法对机器人进行基于关键点的全局路径规划。