CN103869814A - 一种终端定位和导航方法以及可移动的终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子设备领域，特别是一种终端定位和导航方法以及可移动的终端，所述方法应用于终端，所述终端具有第一传感器，包括：在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有定位信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见；接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息。本发明方法可以在不破坏工作环境的情况下实现终端的定位和导航。

Description

一种终端定位和导航方法以及可移动的终端

技术领域

本发明涉及电子设备领域，特别是涉及一种终端定位和导航方法以及可移动的终端。

背景技术

随着科技的发展，可移动的终端设备，例如机器人在越来越多的场合得到了应用。机器人自主定位和导航技术是移动机器人的关键技术。目前常见的机器人定位和导航技术包括基于视觉的导航、基于传感器的导航、惯性导航等技术。其中，基于视觉的导航技术的实现方式为预先构建好机器人工作环境的场景地图，通过识别工作环境的外部特征来进行导航。例如，在机器人上或机器人工作的环境中安装摄像头，通过拍摄的环境图片信息来与机器人存储的场景地图进行匹配，以实现机器人的定位与导航。然而，环境的外部特征经常发生变化，基于视觉的导航容易导致误差的产生，不适合复杂变化的环境，限制了机器人的工作范围。另一方面，由于需要预先输入场景地图，对于机器人在未知环境下的定位和导航则不适用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种终端定位和导航方法以及可移动的终端，可以使得终端在未知或者复杂多变的环境中仍能实现自主定位和导航。技术方案如下：

根据本发明实施例的第一方面，公开了一种终端定位和导航方法，所述方法应用于终端，所述终端具有第一传感器，包括：

在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有定位信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见；

接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息。

较佳地，所述终端具有第一图像采集模块，所述第一图像采集模块为非可见光图像采集模块，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点包括：

所述第一图像采集模块采集第一图像；

提取第一图像的图像特征点，判断所述图像特征点是否满足第一预设条件，获取第一判断结果；

当所述第一判断结果表明所述图像特征点满足第一预设条件时，选取与所述图像特征点对应的位置作为控制点，设置与所述控制点对应的唯一标识。

较佳地，所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点包括：

先选取第一控制点，再选取第二控制点，其中，所述第二控制点为在终端可视范围内与第一控制点具有最大距离的点；或者

在终端的移动路径上均匀设置多个控制点；其中，第一控制点和第二控制点满足第一距离条件和\或第一方向条件和\或第一时间条件。

较佳地，所述在终端的移动路径上选取多个控制点包括：

遍历终端的移动路径，在每个移动路径上分别选取多个控制点，所述多个控制点中的任意一个控制点在至少一个预设的方向上具有相邻的控制点。

较佳地，所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识包括：

设置第一控制点对应的第一标识，生成第一定位信息；

设置第二控制点对应的第二标识，生成第二定位信息；

将所述第一标识与第二标识形成关联，以使得终端根据第二标识的第二定位信息能获取第一标识。

较佳地，所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，其中，所述第一控制点为起始位置点，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一标识包括：

将第一控制点的坐标设置为原点，为第一控制点设置第一标识；

设置第二控制点对应的第二标识，将所述第二控制点相对于所述第一控制点的位置信息作为第二定位信息保存。

较佳地，所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，其中，所述第一控制点为起始位置点，所述终端保存有终端当前工作环境的第一地图，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一标识包括：

获取第一控制点在所述第一地图上的位置；

设置第二控制点对应的第二标识，根据所述第二控制点和所述第一控制点的相对位置关系实现所述第二控制点在所述第一地图的映射。

较佳地，所述定位信息包括以下任意一种或多种:

控制点的位置信息；

控制点的行为属性信息，所述行为属性信息用于表征终端在所述控制点的行进控制信息；

当前控制点与相邻控制点的关联关系；

当前控制点的编码信息；

当前控制点的语义标识。

较佳地，所述接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径为：

接收第一请求，从所述第一请求中获取目标位置信息；

获取起始位置信息，所述起始位置信息与一控制点相对应；

根据所述起始位置信息和目标位置信息生成第一移动路径，所述第一移动路径包含多个控制点。

较佳地，所述分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识包括：

所述终端定时和/或定向地向控制点喷射不可见光标识。

根据本发明实施例的第二方面，公开了一种终端定位与地图构建方法，所述方法应用于终端，所述终端具有第一传感器和第二传感器，其中，所述第二传感器用于采集终端位姿信息，所述方法包括：

在终端的移动路径上选取多个特征点，分别为各特征点设置与所述特征点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有终端的位姿信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见；

根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图，所述位置环境地图用于终端定位与导航。

较佳地，所述根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图为：

根据保存的多个特征点之间的关联关系以及各特征点对应的终端位姿信息实现特征点之间的连接；

或者，将起始位置点对应的第一特征点设置为原点，根据其他特征点与第一特征点的相对位置关系以及各特征点对应的终端位姿信息建立拓扑地图。

较佳地，所述终端还具有第二图像采集模块，则所述根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图包括：

获取所述第二图像采集模块采集的第二图像，所述第二图像包含多个子图像，所述各子图像分别与一特征点相对应；

根据所述多个特征点以及各所述特征点的唯一标识包含的终端位姿信息实现所述多个子图像的关联，利用关联的多个子图像构建位置环境地图。

较佳地，所述方法还包括：

利用所述第一传感器进行闭环检测，获取闭环检测结果；

判断所述闭环检测结果是否满足第二预设条件，获取第二判断结果；

当所述第二判断结果表明所述闭环检测结果满足第二预设条件时，完成选取特征点的步骤并进入构建位置环境地图的步骤或者确定位置环境地图构建完成。

根据本发明实施例的第三方面，公开了一种可移动的终端，所述终端具有第一传感器，所述终端包括：

第一标识设置模块，用于在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有定位信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见；

导航模块，用于接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息。

较佳地，所述第一标识设置模块设置在所述终端的底部或者所述终端的可活动支臂上，用于设置各控制点的唯一标识。

较佳地，所述终端还包括第一图像采集模块，所述第一图像采集模块为非可见光图像采集模块，所述第一图像采集模块用于采集第一图像，则所述标识设置模块包括：

提取单元，用于提取第一图像的特征点；

第一判断单元，用于判断所述特征点是否满足第一预设条件，获取第一判断结果；

第一选取单元，用于当所述第一判断结果表明所述特征点满足第一预设条件时，选取与所述特征点对应的位置作为控制点，设置与所述控制点对应的唯一标识。

根据本发明实施例的第四方面，公开了一种可移动的终端，所述终端具有第一传感器和第二传感器，其中，所述第二传感器用于采集终端位姿信息，所述终端包括：

第二标识设置模块，用于在终端的移动路径上选取多个特征点，分别为各特征点设置与所述特征点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有终端的位姿信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见；

地图构建模块，用于根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图，所述位置环境地图用于终端定位与导航。

较佳地，所述终端还具有第二图像采集模块，则所述地图构建模块包括：

第一获取单元，用于获取所述第二图像采集模块采集的第二图像，所述第二图像包含多个子图像，所述各子图像分别与一特征点相对应；

构建单元，用于根据所述多个特征点以及各所述特征点的唯一标识包含的终端位置信息实现所述多个子图像的关联，利用关联的多个子图像构建位置环境地图。

较佳地，所述终端还包括：

导航模块，用于接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息

本发明实施例的一个方面的有益效果为：本发明实施例提供的方法应用于具有第一传感器的终端，在终端的移动路径上选取多个控制点，并为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有定位信息，当接收到包含目标位置的第一请求时，则根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置。本发明实施例提供的方法可以通过终端自主设置的控制点的唯一标识，实现终端自动定位与导航，适用于终端在未知或者复杂多变的环境下的定位和导航。另一方面，由于终端设置的控制点的唯一标识仅在第一传感器检测下可见，可以在不破坏工作环境的情况下实现终端的定位和导航。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的终端定位和导航方法第一实施例示意图；

图2为本发明实施例提供的终端定位和导航方法第二实施例示意图；

图3为本发明实施例提供的终端定位与地图构建方法第一实施例示意图；

图4为本发明实施例提供的终端定位与地图构建方法第二实施例示意图；

图5为本发明提供的可移动的终端第一实施例示意图；

图6为本发明提供的可移动的终端第二实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种终端定位和导航方法以及可移动的终端，可以使得终端在未知或者复杂多变的环境中仍能实现自主定位和导航。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明提供的终端定位和导航方法第一实施例流程图。

本发明实施例提供的方法应用于终端，所述终端具有第一传感器。特别地，所述终端为可移动的终端。较佳地，所述终端具有驱动装置和移动装置，可以实现自主移动。

S101，在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有定位信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见。

在本发明第一实施例中，由终端自主在移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，所述唯一的标识仅在第一传感器检测下可见。其中，第一传感器可以是气味传感器、声音传感器等。较佳地，第一传感器具体可以为不可见光传感器，例如红外传感器、紫外传感器。所述唯一的标识由不污染环境的隐形涂料生成。例如，所述唯一的标识由高反材料生成，仅对红外光反射或者仅在紫外线照射下可见。所述控制点的唯一标识中含有定位信息，所述唯一标识仅在终端使用第一传感器检测下可见，所述唯一标识含有的定位信息可以被终端识别和获取。

S102，接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息。

终端接收第一请求，所述第一请求中至少包含目标位置信息。这时，终端从第一请求中获取目标位置信息。进一步地，获取起始位置信息，以根据起始位置信息和目标位置信息实现移动路径的自动规划。其中，起始位置信息可以在第一请求中携带，也可以是终端通过检测而得到。具体实现时，终端可以检测与终端当前所在位置最近的控制点，将所述控制点作为起始控制点，将起始控制点对应的位置作为起始位置信息。

而后，终端在获取起始位置信息后，即根据获取的起始位置信息和目标位置信息生成第一移动路径，所述第一移动路径包含多个控制点。较佳地，第一移动路径为终端从起始位置到目标位置的最短路径。当终端生成第一路径后，则按照第一路径包含的各控制点的先后顺序移动，直至移动到目标位置。具体实现时，终端从起始位置（对应于一起始控制点）出发，通过第一传感器检测各控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置。

在本发明第一实施例中，通过终端自主设置的控制点的唯一标识，实现终端自动定位与导航，适用于终端在未知或者复杂多变的环境下的定位和导航。另一方面，由于终端设置的控制点的唯一标识仅在第一传感器检测下可见，可以在不破坏工作环境的情况下实现终端的定位和导航。

参见图2，为本发明提供的终端定位和导航方法第二实施例流程图。

在本发明第二实施例中，终端具有第一传感器，所述第一传感器具体可以为不可见光传感器，例如红外传感器或者紫外传感器。

S201，在终端的移动路径上选取多个控制点。

在本发明第二实施例中，终端具体为可移动的终端，所述终端优选为可以自主移动的终端，具有驱动装置和移动装置。所述驱动装置为终端提供使能，以驱使、控制移动装置实现终端的移动。

具体实现时，当终端到达一个未知的环境中时，先将起始点作为第一控制点，并为第一控制点设置第一标识，表明是起始位置点，终端可以随机向一个方向或者按照预先设定的方向定向朝一个方向出发，在移动路径上选取多个控制点。

终端在移动路径上选取多个控制点的第一种可能的实现方式为：在终端的移动路径上均匀设置多个控制点，所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，其中，第一控制点和第二控制点满足第一距离条件和\或第一方向条件和\或第一时间条件。具体实现时，终端可以包括距离传感器，定距（定长）选取控制点。例如，可以预设第一距离阈值，当检测到终端距离第一控制点行驶了第一预设距离时，选取第二控制点，其中，第二控制点与第一控制点的距离等于第一距离阈值。定距选取控制点时，也可以通过检测终端的行进速度与行进时间，测算终端的行进距离，以实现每个一段预定距离则选取一个新的控制点。或者，终端可以包括方位传感器，例如重力感应传感器、加速度传感器等，可以检测终端的位置和姿态。其中，终端的姿态为终端行进的方向。具体实现时，第一方向条件具体为：可以预先设置当检测到终端的行进方向发生变化时，判断满足第一方向条件，此时，选取新的控制点，并为新的控制点设置唯一的标识。通常，终端在移动路径上的拐点将被作为控制点被选取。或者，终端可以设置定时选取控制点。则第一时间条件为当满足预设的时间条件时，选取新的控制点。预设的时间条件可以是到达某一时刻或者到达预设的时间间隔。

较佳地，终端在移动路径上选取多个控制点的第二种可能的实现方式为：所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，先选取第一控制点，再选取第二控制点，其中，所述第二控制点为在终端可视范围内与第一控制点具有最大距离的点。具体实现时，终端可以具备可以向四周或向后观看的传感器，在终端向前移动时，可以同时向四周或者向后观测，如果第一控制点对应的第一标识消失在终端的可视范围内，则终端停止前进，执行后退操作，直到后退到可以观测到第一控制点或第一控制点对应的第一标识的位置，选取第二控制点。这样，第二控制点为在终端可视范围内与第一控制点具有最大距离的点。类似地，设置第三控制点、第四控制点……直到满足预设的结束条件。一般地，所述预设的结束条件可以是终端遍历所有移动路径，或者终端通过闭环检测判断至少一个闭环形成或者终端通过闭环检测判断回到起始点所在的区域。预设的控制点选取与标识设置的结束条件可以由系统设定，本发明不限定具体的实现方式。本领域技术人员在不付出创造性劳动下获取的其他实现方式均属于本发明的保护范围。

需要说明的是，在第二种可能的实现方式中，如果在终端移动过程中，检测到已经设置的控制点对应的标识，例如当前控制点为K，可以确定此控制点对应的位置为交叉点，这时，可以将此位置选取为控制点P，并为控制点P设置唯一的标识，同时保存控制点K与控制点P的关联关系，例如记录K=P，以表明此处为路径的交叉点。

较佳地，终端还可以具有障碍物检测传感器，当终端检测到有障碍物时，将检测到障碍物的位置选取为控制点，并设置相应的标识。进一步地，标识中含有的定位信息还可以包括行进属性信息。例如，当终端检测到前面是一堵墙，需要右转时，则在标记的控制点对应的标识中记录“终止前进、右转”的行进指令。

在本发明第二实施例中，终端还可以具有第一图像采集模块，所述第一图像采集模块为非可见光图像采集模块，则步骤S201可以通过以下步骤实现包括：

S201A，所述第一图像采集模块采集第一图像。

终端具有第一图像采集模块，所述第一图像采集模块为非可见光图像采集模块，具体可以为红外图像采集模块或者紫外图像采集模块。在终端移动过程中，第一图像采集模块采集第一图像，第一图像为终端在当前位置采集的工作环境的图像。第一图像与终端当前的位置相关联。在整个移动过程中，第一图像可以包括多个子图像，即终端可以连续拍摄多种关于工作环境的图像。

S201B，提取第一图像的图像特征点，判断所述图像特征点是否满足第一预设条件，获取第一判断结果。

提取终端采集的第一图像的图像特征点，提取图像特征点的方法可以由现有技术实现，在此不在赘述。提取图像特征点的目的在于提取出具有位置特征的点，以此作为控制点。位置特征是指能作为标识或路标来体现环境特征或者终端所在位置的特征点。其中，第一预设条件可以由系统或用户设定。具体实现时，第一预设条件为能够体现终端位置特征的点。例如，可以选择在第一图像中图像特征最明显的地方，即最醒目的地方设置控制点以及控制点对应的标识。例如，可以选择分叉路口或者拐点作为控制点。又如，如果终端具有图像识别模块，能够实现对采集的第一图像的识别，则由终端根据分析确定控制点。例如，在室内环境中，终端通过拍摄的图像，识别出所述图像对应的环境为厨房，则将厨房的入口作为控制点。以上仅为示例性描述，不视为对本发明的限制。

S201C，当所述第一判断结果表明所述图像特征点满足第一预设条件时，选取与所述图像特征点对应的位置作为控制点。

在本发明其他实施例中，除了在本发明第二实施例中描述的利用非可见光图像采集模块进行图像采集辅助控制点选取的实现方式外，也可以应用可见光图像采集模块实现图像的采集，以辅助定位。例如，使用可见光图像采集模块采集工作环境的图像，并提取图像特征点作为相应的控制点，并为控制点设置唯一的标识。

前面描述了如何选取控制点的一些实现方式，在本发明第二实施例中，一种较佳的选取控制点的方式为：遍历终端的移动路径，在每个移动路径上分别选取多个控制点，所述多个控制点中的任意一个控制点在至少一个预设的方向上具有相邻的控制点。这样，终端则可以在未知的环境中遍历所有移动路径，以建立对工作环境的认知。

S202，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识。

终端为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，其中，所述唯一的标识仅在第一传感器检测下可见。所述唯一的标识可以由不污染环境的隐形涂料生成。例如，所述唯一的标识为不可见光标识，由高反材料生成，仅对红外光反射或者仅在紫外线照射下可见。终端具有喷射标识的装置，较佳地，所述喷射标识的装置设置在终端的底部或者终端的可活动支臂上。所述终端可以定时和/或定向地向控制点喷射不可见光标识。所述标识的形式可以是二维码、编码、数字、字母、标记等。

所述控制点的唯一标识中含有定位信息，所述唯一标识仅在终端使用第一传感器检测下可见，所述唯一标识含有的定位信息可以被终端识别和获取。

所述定位信息包括以下任意一种或多种:

（1）控制点的位置信息。控制点的位置信息可以是相对位置信息也可以是绝对位置信息。当位置信息是终端的相对位置信息时，可以将终端移动的起始点作为第一控制点，并设置第一控制点设置为坐标系的原点，以此建立坐标系。将第二控制点相对于第一控制点的位置信息作为第二定位信息保存。

（2）控制点的行为属性信息，所述行为属性信息用于表征终端在所述控制点的行进控制信息。所述行进控制信息可以包括前进、后退、左转、右转、终止等。

（3）当前控制点与相邻控制点的关联关系。具体可以包括当前控制点与相邻控制点的移动顺序、距离、方位等信息。例如，终端从控制点A移动到控制点B，在控制点B的定位信息中即可以记录控制点B的前一控制点是控制点A，进一步的，可以包括控制点B是由控制点A直行10米并左转90°得到的。

（4）当前控制点的编码信息。例如二维码、数字、字母等。

（5）当前控制点的语义标识。控制点的语义标识可以在执行语音控制命令时被识别和使用。例如，当通过图像识别当前位置是厨房时，为选取的控制点设置唯一标识，标识中还有语义标识“厨房”。当终端接收到“去厨房”的语音控制命令时，则通过语音识别识别出目的位置是厨房，并通过检测标识中还有的语义标识确定是否到达目的位置。

需要说明的是，控制点对应的唯一标识含有的定位信息可以保存在标识中，也可以保存在终端的数据库中。唯一标识仅需要保存所述定位信息与标识的对应关系即可。最简单的实现方式为，控制点的唯一标识只需记录控制点的编号，根据所述编号可以通过映射查找到相应的定位信息。

在本发明第二实施例中，终端选取的多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，则分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识具体可以包括：设置第一控制点对应的第一标识，生成第一定位信息。设置第二控制点对应的第二标识，生成第二定位信息。将所述第一标识与第二标识形成关联，以使得终端根据第二标识的第二定位信息能获取第一标识。具体实现时，将第一标识与第二标识形成关联，是指根据第二标识的定位信息能够使终端回退到第一标识对应的第一控制点所在的位置。由此，两两控制点对应的标识形成关联，则会形成终端移动的连续路径，终端从当前控制点均可以回退到上一控制点，即便终端在未知的环境中，也不会迷路。

较佳地，在本发明第二实施例中，终端选取的多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，其中，所述第一控制点为起始位置点，则分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一标识包括：将第一控制点的坐标设置为原点，为第一控制点设置第一标识；设置第二控制点对应的第二标识，将所述第二控制点相对于所述第一控制点的位置信息作为第二定位信息保存。在这一种实现方式中，以终端移动的起始点所在的位置作为第一控制点，并将第一控制点的作为设置为原点，建立其他控制点相对于第一控制点的坐标系。这样，当终端通过第一传感器检测到任意控制点对应的标识时，则可以通过获取的标识中的相对位置信息获知终端当前所在的位置，实现了终端的自主定位。

较佳地，在本发明第二实施例中，终端选取的多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，其中，所述第一控制点为起始位置点，所述终端保存有终端当前工作环境的第一地图，则分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一标识包括：获取第一控制点在所述第一地图上的位置；设置第二控制点对应的第二标识，根据所述第二控制点和所述第一控制点的相对位置关系实现所述第二控制点在所述第一地图的映射。在这一实现方式中，实现了终端对应的控制点与终端保存的地图的映射。在后续终端定位和导航的过程中，则无需获取控制点的相对位置，而是通过检索控制点的编号，获取其在地图中的位置，实现定位和导航。

更进一步地，终端还可以根据建立的多个控制点以及为控制点设置的唯一标识进行、即时定位与地图构建（simultaneous localization and mapping，SLAM），来构建位置环境地图。后续定位和导航时，可以使用构建的位置环境地图实现。构建位置环境地图的具体实现方式将在后面的实施例中进行详细的说明。

S203，接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径。

其中，第一请求至少包含目标位置信息。这时，终端从第一请求中获取目标位置信息。进一步地，获取起始位置信息，其中，起始位置信息可以在第一请求中携带，也可以是终端通过检测而得到。具体实现时，终端可以检测与终端当前所在位置最近的控制点，将所述控制点作为起始控制点，将起始控制点对应的位置作为起始位置信息。

较佳地，第一请求为语音请求时，对所述语音请求进行识别，获取语音识别结果；根据所述语音识别结果获取目标位置。

终端在根据所述第一请求生成第一移动路径时，根据保存的各控制点的定位信息，自动规划出从起始位置到目标位置的第一移动路径，其中，第一移动路径包含多个控制点。较佳地，第一移动路径为终端从起始位置到目标位置的最短路径。

S204,利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识,获取检测的标识包含的定位信息。

S205,根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置。

当终端生成第一路径后，则按照第一路径包含的各控制点的先后顺序移动，直至移动到目标位置。具体实现时，终端从起始位置（对应于一起始控制点）出发，通过第一传感器检测各控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置。

参见图3，为本发明实施例提供的终端定位与地图构建方法第一实施例示意图。

在现有技术当中，当可移动的终端例如机器人进入未知的环境时，使用SLAM技术进行实时定位与地图构建时，是通过自身位置和传感器获取的数据进行环境地图的创建。其中，闭环检测是SLAM的基础问题，即如何准确判断机器人当前位置是否位于已经访问过的环境区域。现有技术中，基于视觉的定位导航技术往往实现不了闭环检测。这是由于基于视觉的定位导航技术是将当前时刻的图像与已获取的图像序列进行相似性匹配，相似度高于阈值的匹配图像对应了机器人的闭环位置。但由于机器人在同一位置拍摄的角度不同，造成针对同一位置的场景图像并不相同，造成无法闭环。或者，在环境物体比较近似时，造成了不同场景之间由于相似度高而形成了错误闭环，由此导致无法实现机器人在未知环境中的环境地图构建与定位。

在本发明第三实施例中，提供了一种终端定位与地图构建方法，通过在终端的移动路径上选取多个特征点，并为各特征点设置与特征点对应的唯一标识，利用特征点的唯一标识实现闭环检测，即当通过第一传感器检测终端当前所在位置为已经设置了标识的特征点对应的位置时，则确定终端当前位置位于已经访问过的环境区域，由此实现了闭环检测。此外，通过选取的多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识包含的终端位姿信息构建位置环境地图，以便于终端定进行定位与导航。

在本发明第三实施例中，终端具有第一传感器和第二传感器，其中，所述第二传感器用于采集终端位姿信息。终端位姿信息具体可以包括终端的位置和姿态信息。

S301，在终端的移动路径上选取多个特征点，分别为各特征点设置与所述特征点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有终端的位姿信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见。

S302，根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图，所述位置环境地图用于终端定位与导航。

下面对本发明第三实施例提供的终端定位与地图构建方法进行详细的介绍。具体实现时，终端在移动路径上选取特征点的实现方法可以与本发明第一实施例、第二实施例中介绍的在移动路径上选取控制点的实现方式类似。在前两个实施例中介绍的实现方式，均可以通过改动、变形或者结合的方式应用到这一实施例当中。

当终端选取特征点后，即为特征点设置与所述特征点对应的唯一的标识。所述唯一的标识仅在第一传感器检测下可见。所述唯一的标识含有终端的位姿信息，所述位姿信息包括终端的位置和姿态信息。

具体实现时，终端可以具有第二传感器，所述第二传感器用于采集终端位姿信息。第二传感器具体可以是加速度传感器、角速度传感器（陀螺仪）或者重力传感器G-sensor（Gravity-sensor）。

第二传感器还可以是Kinect,用于采集深度信息以检测终端的姿态。

使用kinect摄像头作为辅助定位参数的工具过程中，Kinect摄像头可以采集处于视力范围内的物体的三维信息。在三维信息的构建中，kinect可以配合传统图像采集单元所拍摄的对象的特点来进行辅助定位。由于Kinect摄像头所采集的深度信息发生变化，或者在采集过程中遇到转弯角度，因此Kinect可以将该深度信息实时变化，达到位姿检测的作用。

具体实现时，第二传感器采集终端的姿态，例如行进的方向、是否处于左转、右转状态等。

终端设置的各特征点以及各特征点对应的标识含有的位姿信息可以保存在终端的数据存储单元中。终端可以在移动的过程中，每添加一个特征点，即更新构建的位置环境地图，形成增量式的地图。或者，也可以在终端遍历所有路径后，根据保存的多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图。这里，涉及到闭环检测。在本发明第三实施例中，是利用第一传感器进行闭环检测，获取闭环检测结果；而后判断所述闭环检测结果是否满足第二预设条件，获取第二判断结果；当所述第二判断结果表明所述闭环检测结果满足第二预设条件时，则完成选取特征点的步骤。其中，第二预设条件可以为判断至少一个闭环形成或者终端通过闭环检测判断回到起始点所在的区域。具体实现时，当终端到达一个位置时，如果检测到有已经设置的特征点的标识，则确定终端曾经访问过当前位置对应的区域，则形成闭环。当终端在未知环境探索时，从启示位置起开始选取控制点并设置与控制点对应的唯一标识，当终端遍历所有移动路径，或者终端通过闭环检测判断至少一个闭环形成或者终端通过闭环检测判断回到起始点所在的区域时，则停止探索。又或者，终端在判断所述闭环检测结果是否满足第二预设条件，获取第二判断结果之后，当所述第二判断结果表明所述闭环检测结果满足第二预设条件时，则完成构建地图的步骤。

终端根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图为的具体实现方式可以包括：

根据保存的多个特征点之间的关联关系以及各特征点对应的终端位姿信息实现特征点之间的连接。例如，终端可以记录第一特征点对应的第一标识与第二特征点对应的第二标识之间的关联关系。第一标识与第二标识形成关联是指根据第二标识的位姿信息能够使终端回退到第一标识对应的第一特征点所在的位置。由此，两两特征点对应的标识形成关联，则会形成终端移动的连续路径，这样，即可构建终端所处环境的位置环境地图。进一步地，两两特征点之间还可以根据终端的位姿信息实现弧线轨迹的连接。例如，在特征点B的位姿信息中即可以记录特征点B的前一特征点是特征点A，且控制点B是由控制点A直行10米并左转90°得到的。则特征点A和特征点B之间的连线则可以为弧线，更加接近终端实际行驶的轨迹。

或者，将起始位置点对应的第一特征点设置为原点，根据其他特征点与第一特征点的相对位置关系以及各特征点对应的终端位姿信息建立拓扑地图。在这种实现方式中，是将终端移动的起始位置点对应的第一特征点设置为原点，以此建立坐标系，并根据其他特征点与第一特征点的相对位置关系确定各特征点在建立的坐标系的位置。进一步的，通过终端的位姿信息实现两两特征点之间的弧线连接。最终，构建位置环境地图。

在本发明的一个优选实施例中，终端具有第二图像采集模块，其中，第二图像采集模块用于采集第二图像，所述第二图像包含多个子图像，所述各子图像分别与一特征点相对应。第二图像采集模块采集的多个子图像可以形成一个图像序列。具体实现时，终端可以在移动过程中，使用第二图像采集模块进行图像采集，拍摄多张图像，并在每张图像提取的图像特征点对应的位置设置特征点以及特征点对应的唯一标识。这样，每一个子图像可以与一个特征点形成关联。在建立位置环境地图时，终端即可以根据特征点以及各所述特征点的唯一标识包含的终端位姿信息实现所述多个子图像的关联，利用关联的多个子图像构建位置环境地图。具体实现时，是通过相邻两个特征点对应的标识将与特征点对应的两幅子图像连接起来，并将实现关联后的多个子图像进行拼接处理以形成位置环境地图。

当传感器采集的信息进一步包括环境深度信息时，终端构建的位置环境地图还可以是3D地图，能够实现终端当前环境的立体显示。

参见图4，为本发明实施例提供的终端定位与地图构建方法第二实施例示意图。

在本发明第四实施例中，将本发明第二实例和本发明第三实施例的实现方式进行了结合，终端在选取特征点以及设置特征点对应的唯一标识后，根据选取的特征点以及特征点对应的标识含有的终端位姿信息构建位置环境地图，并利用构建的位置环境地图实现路径的自动规划以及导航。需要说明的是，本发明第二实施例和第三实施例中描述的实现方式均可以通过结合或者引用的方式实施到本发明第四实施例中。在一些情况下，本实施例以及前述几个实施例描述的在终端移动路径上选取特征点等同于在终端移动路径上选取控制点，这里，特征点与控制点的含义在一定程度上可以视为等同。

S401，在终端的移动路径上选取多个特征点。

S402，第二传感器采集终端位姿信息。

S403，分别为各特征点设置与所述特征点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有终端的位姿信息和定位信息。

S404，根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图。

S405,接收第一请求。

S406，根据所述第一请求生成第一移动路径。在生成第一移动路径时，是根据构建的位置环境地图实现的。

S407，用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识,获取检测的标识包含的定位信息和位姿信息。

S408，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置。

参见图5，为本发明提供的可移动的终端第一实施例示意图。

一种可移动的终端，所述终端具有第一传感器，所述终端包括：

第一标识设置模块501，用于在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有定位信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见。

导航模块502，用于接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息。

较佳地，所述第一标识设置模块设置在所述终端的底部或者所述终端的可活动支臂上，用于设置各控制点的唯一标识。

较佳地，所述终端还包括第一图像采集模块，所述第一图像采集模块为非可见光图像采集模块，所述第一图像采集模块用于采集第一图像，则所述标识设置模块包括：

提取单元，用于提取第一图像的特征点。

第一判断单元，用于判断所述特征点是否满足第一预设条件，获取第一判断结果。

第一选取单元，用于当所述第一判断结果表明所述特征点满足第一预设条件时，选取与所述特征点对应的位置作为控制点，设置与所述控制点对应的唯一标识。

参见图6，为本发明提供的可移动的终端第二实施例示意图。

一种可移动的终端，所述终端具有第一传感器和第二传感器，其中，所述第二传感器用于采集终端位姿信息，所述终端包括：

第二标识设置模块601，用于在终端的移动路径上选取多个特征点，分别为各特征点设置与所述特征点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有终端的位姿信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见。

地图构建模块602，用于根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图，所述位置环境地图用于终端定位与导航。

较佳地，所述终端还具有第二图像采集模块，则所述地图构建模块包括：

第一获取单元，用于获取所述第二图像采集模块采集的第二图像，所述第二图像包含多个子图像，所述各子图像分别与一特征点相对应。

构建单元，用于根据所述多个特征点以及各所述特征点的唯一标识包含的终端位置信息实现所述多个子图像的关联，利用关联的多个子图像构建位置环境地图。

所述终端还包括：

导航模块，用于接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息。

在本发明上述实施例中，可移动的终端具体可以为机器人。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种终端定位和导航方法，其特征在于，所述方法应用于终端，所述终端具有第一传感器，包括：

在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有定位信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见；

接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端具有第一图像采集模块，所述第一图像采集模块为非可见光图像采集模块，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点包括：

所述第一图像采集模块采集第一图像；

提取第一图像的图像特征点，判断所述图像特征点是否满足第一预设条件，获取第一判断结果；

当所述第一判断结果表明所述图像特征点满足第一预设条件时，选取与所述图像特征点对应的位置作为控制点，设置与所述控制点对应的唯一标识。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点包括：

先选取第一控制点，再选取第二控制点，其中，所述第二控制点为在终端可视范围内与第一控制点具有最大距离的点；或者

在终端的移动路径上均匀设置多个控制点；其中，第一控制点和第二控制点满足第一距离条件和\或第一方向条件和\或第一时间条件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在终端的移动路径上选取多个控制点包括：

遍历终端的移动路径，在每个移动路径上分别选取多个控制点，所述多个控制点中的任意一个控制点在至少一个预设的方向上具有相邻的控制点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识包括：

设置第一控制点对应的第一标识，生成第一定位信息；

设置第二控制点对应的第二标识，生成第二定位信息；

将所述第一标识与第二标识形成关联，以使得终端根据第二标识的第二定位信息能获取第一标识。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，其中，所述第一控制点为起始位置点，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一标识包括：

将第一控制点的坐标设置为原点，为第一控制点设置第一标识；

设置第二控制点对应的第二标识，将所述第二控制点相对于所述第一控制点的位置信息作为第二定位信息保存。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个控制点至少包括第一控制点和第二控制点，其中，所述第一控制点为起始位置点，所述终端保存有终端当前工作环境的第一地图，则所述在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一标识包括：

获取第一控制点在所述第一地图上的位置；

设置第二控制点对应的第二标识，根据所述第二控制点和所述第一控制点的相对位置关系实现所述第二控制点在所述第一地图的映射。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位信息包括以下任意一种或多种:

控制点的位置信息；

控制点的行为属性信息，所述行为属性信息用于表征终端在所述控制点的行进控制信息；

当前控制点与相邻控制点的关联关系；

当前控制点的编码信息；

当前控制点的语义标识。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径为：

接收第一请求，从所述第一请求中获取目标位置信息；

获取起始位置信息，所述起始位置信息与一控制点相对应；

根据所述起始位置信息和目标位置信息生成第一移动路径，所述第一移动路径包含多个控制点。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识包括：

所述终端定时和/或定向地向控制点喷射不可见光标识。

11.一种终端定位与地图构建方法，其特征在于，所述方法应用于终端，所述终端具有第一传感器和第二传感器，其中，所述第二传感器用于采集终端位姿信息，所述方法包括：

在终端的移动路径上选取多个特征点，分别为各特征点设置与所述特征点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有终端的位姿信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见；

根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图，所述位置环境地图用于终端定位与导航。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图为：

根据保存的多个特征点之间的关联关系以及各特征点对应的终端位姿信息实现特征点之间的连接；

或者，将起始位置点对应的第一特征点设置为原点，根据其他特征点与第一特征点的相对位置关系以及各特征点对应的终端位姿信息建立拓扑地图。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述终端还具有第二图像采集模块，则所述根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图包括：

获取所述第二图像采集模块采集的第二图像，所述第二图像包含多个子图像，所述各子图像分别与一特征点相对应；

根据所述多个特征点以及各所述特征点的唯一标识包含的终端位姿信息实现所述多个子图像的关联，利用关联的多个子图像构建位置环境地图。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用所述第一传感器进行闭环检测，获取闭环检测结果；

判断所述闭环检测结果是否满足第二预设条件，获取第二判断结果；

当所述第二判断结果表明所述闭环检测结果满足第二预设条件时，完成选取特征点的步骤并进入构建位置环境地图的步骤或者确定位置环境地图构建完成。

15.一种可移动的终端，其特征在于，所述终端具有第一传感器，所述终端包括：

第一标识设置模块，用于在终端的移动路径上选取多个控制点，分别为各控制点设置与所述控制点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有定位信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见；

导航模块，用于接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息。

16.根据权利要求15所述的终端，其特征在于，所述第一标识设置模块设置在所述终端的底部或者所述终端的可活动支臂上，用于设置各控制点的唯一标识。

17.根据权利要求15所述的终端，其特征在于，所述终端还包括第一图像采集模块，所述第一图像采集模块为非可见光图像采集模块，所述第一图像采集模块用于采集第一图像，则所述标识设置模块包括：

提取单元，用于提取第一图像的特征点；

第一判断单元，用于判断所述特征点是否满足第一预设条件，获取第一判断结果；

第一选取单元，用于当所述第一判断结果表明所述特征点满足第一预设条件时，选取与所述特征点对应的位置作为控制点，设置与所述控制点对应的唯一标识。

18.一种可移动的终端，其特征在于，所述终端具有第一传感器和第二传感器，其中，所述第二传感器用于采集终端位姿信息，所述终端包括：

第二标识设置模块，用于在终端的移动路径上选取多个特征点，分别为各特征点设置与所述特征点对应的唯一的标识，所述唯一的标识含有终端的位姿信息；其中，所述唯一的标识被配置为仅在第一传感器检测下可见；

地图构建模块，用于根据所述多个特征点以及各特征点对应的唯一的标识构建位置环境地图，所述位置环境地图用于终端定位与导航。

19.根据权利要求18所述的终端，其特征在于，所述终端还具有第二图像采集模块，则所述地图构建模块包括：

第一获取单元，用于获取所述第二图像采集模块采集的第二图像，所述第二图像包含多个子图像，所述各子图像分别与一特征点相对应；

构建单元，用于根据所述多个特征点以及各所述特征点的唯一标识包含的终端位置信息实现所述多个子图像的关联，利用关联的多个子图像构建位置环境地图。

20.根据权利要求18所述的终端，所述终端还包括：

导航模块，用于接收第一请求，根据所述第一请求生成第一移动路径，利用所述第一传感器检测所述第一移动路径包含的控制点对应的标识，获取检测的标识包含的定位信息，根据所述定位信息实现导航以控制所述终端在所述第一移动路径上移动至目标位置；其中，所述第一请求至少包含目标位置信息。

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