CN105147198A - 一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于扫地机器人的室内地图测绘方法，包括：根据安装在扫地机器人上的定位终端、室内控制点及定位服务器，获得扫地机器人的位置信息；扫地机器人按照规则在房间内移动；扫地机器人在移动过程中，定位服务器不断获取其位置信息以形成扫地机器人的运动轨迹，摄像装置动态拍摄房间内的照片；定位服务器将所述扫地机器人的运动轨迹及定位照片合成导入GIS系统中，生成室内地图。本发明还涉及一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统。本发明能够有效解决以往室内地图测绘耗时长、处理繁琐等问题，以自动测量取代人工测量，成本低，效率高。

Description

一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统及方法
技术领域
本发明涉及一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统及方法。
背景技术
随着生活质量的提高，扫地机器人大量应用，通过超声波与碰撞感应，自动走遍室内位置，并在房间之间穿行，按照行为规则设定，其运动轨迹可充分勾勒出房间轮廓及结构等。
当前主要室内定位方式有：手机基站定位、辅助GPS(A-GPS)、伪卫星(Pseudolite)、无线局域网(WIFI)、射频标签(RFID)、超宽带无线电(UltraWideBand)、超声波定位等。以上述各种室内定位技术为手段进行室内地图绘制，均需以大量人工测量、样本训练为前提，周期长、投入大、效率低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统及方法。
本发明还提供一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统，该系统包括定位服务器以及设置于房间内的控制点，房间内的扫地机器人上安装有定位终端及摄像装置，其中：所述定位服务器用于根据所述定位终端及所述控制点获得扫地机器人的位置信息；扫地机器人用于按照规则在房间内移动；定位服务器用于在扫地机器人移动过程中，不断获取其位置信息以形成扫地机器人的运动轨迹；所述摄像装置用于在扫地机器人移动过程中动态拍摄房间内的照片；所述定位服务器还用于将所述扫地机器人的运动轨迹及定位照片合成导入其GIS系统中，生成房间的室内地图。
其中，所述控制点具有准确的地理坐标，用于为定位终端提供参照。
所述定位服务器用于根据其与所述定位终端、所述控制点三者之间通过发送-接受信号并根据三角定位原理，动态获取所述定位终端的空间坐标。
所述的扫地机器人用于按照移动规则在房间内移动。
所述摄像装置为具有可升降、旋转功能的摄像机，所述摄像装置在房间中动态拍摄实景照片，记录其时空坐标，并将上述数据发送给定位服务器。
本发明提供一种基于扫地机器人的室内地图测绘方法，该方法包括如下步骤：a.根据安装在扫地机器人上的定位终端、室内的控制点及定位服务器，获得扫地机器人的位置信息；b.扫地机器人按照规则在房间内移动；c.扫地机器人在移动过程中，定位服务器不断获取其位置信息以形成扫地机器人的运动轨迹，摄像装置动态拍摄房间内的照片；d.定位服务器将所述扫地机器人的运动轨迹及定位照片合成导入GIS系统中，生成房间的室内地图。
其中，所述控制点具有准确的地理坐标，用于为定位终端提供参照。
所述的步骤a具体包括：所述定位服务器与所述定位终端、所述控制点三者之间通过发送-接受信号并根据三角定位原理，动态获取所述定位终端的空间坐标。
所述的扫地机器人用于按照移动规则在房间内移动。
所述摄像装置为具有可升降、旋转功能的摄像机，所述摄像装置在房间中动态拍摄实景照片，记录其时空坐标，并将上述数据发送给定位服务器。
本发明一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统及方法，采用扫地机器人进行自动室内定位数据采集，解决了以往室内地图测绘耗时长、处理繁琐等问题，以自动测量取代人工测量，有效降低了成本，提高了效率。
附图说明
图1为本发明一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统的实施环境示意图；
图2为本发明一种基于扫地机器人的室内地图测绘方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
参阅图1所示，是本发明一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统的实施环境示意图。
该系统的实施环境包括房间100及定位服务器105。所述房间100内至少设置3个控制点101，以及扫地机器人102，所述扫地机器人102上安装有定位终端103及摄像装置104。
其中，所述控制点101为定位扫地机器人102提供参照。所述定位终端103、控制点101、定位服务器105组成了本实施例的室内定位系统，所述室内定位系统动态获取扫地机器人102的运动轨迹数据：所述定位终端103、所述控制点101、所述定位服务器105三者之间通过发送-接受信号并根据三角定位原理，动态获取所述定位终端103的空间坐标。
本实施例的室内定位系统可以采用手机基站、辅助GPS(A-GPS)、伪卫星(Pseudolite)、无线局域网(WIFI)、射频标签(RFID)、超宽带无线电(UltraWideBand)、超声波中一种或多种组合。
扫地机器人102用于按照移动规则在房间100内移动。其中：所述移动规则提前内置到扫地机器人102中，能够根据所处位置和房间100的结构特征，制定行走计划，如反复行走、沿边行走、集中行走、随机行走、直线行走等。例如，所述移动规则为沿边行走时，所述扫地机器人102则沿着房间100的墙壁行走；所述移动规则为直线行走时，如果所述扫地机器人102在行走过程中发生碰撞，则可能是房间内的桌子、柜子等，再与摄像装置104进行配合。
定位服务器105用于在扫地机器人102在移动过程中，不断获取其位置信息以形成扫地机器人102的运动轨迹：定位服务器105通过与定位终端103、控制点101之间的信号交互计算，获取扫地机器人102的位置信息，并根据所述位置信息形成扫地机器人102的运动轨迹。
摄像装置104用于在扫地机器人102在移动过程中，动态拍摄房间100内的照片。所述摄像装置104在本实施例中为具有可升降、旋转功能的摄像机。所述摄像装置104用于扫地机器人102在房间内移动过程中，动态拍摄房间内的照片，记录其时空坐标，并将上述数据发送给定位服务器105。
定位服务器105还用于将所述扫地机器人102的运动轨迹及定位照片合成导入GIS系统中，生成房间100的室内地图。具体而言：
所述定位服务器105接收上述具有时空坐标的照片，并将所述运动轨迹以及具有时空坐标的照片导入GIS系统(GeographicInformationSystem，地理信息系统)，对扫地机器人102活动范围进行空间测度量算，获取房间100轮廓与内部结构，生成房间100的室内地图。
参阅图2所示，是本发明一种基于扫地机器人的室内地图测绘方法较佳实施例的作业流程图。
步骤S401，对扫地机器人102进行定位，也即，获得扫地机器人102上安装的定位终端103的位置信息。具体如下：
本实施例在扫地机器人102上安装定位终端103，在房间100内设置控制点101，所述控制点101具有准确的地理坐标，用于为定位终端103提供参照。
所述定位终端103、控制点101、定位服务器105组成了本实施例的室内定位系统，所述室内定位系统动态获取扫地机器人102的运动轨迹数据：所述定位终端103、所述控制点101、所述定位服务器105三者之间通过发送-接受信号并根据三角定位原理，动态获取所述定位终端103的空间坐标。
本实施例的室内定位系统可以采用手机基站、辅助GPS(A-GPS)、伪卫星(Pseudolite)、无线局域网(WIFI)、射频标签(RFID)、超宽带无线电(UltraWideBand)、超声波中一种或多种组合。
步骤S402，扫地机器人102按照规则在房间100内移动。其中：所述规则提前内置到扫地机器人102中，能够根据所处位置和房间100的结构特征，制定行走计划，如反复行走、沿边行走、集中行走、随机行走、直线行走等。
例如，所述规则为沿边行走时，所述扫地机器人102则沿着房间100的墙壁行走；所述移动规则为直线行走时，如果所述扫地机器人102在行走过程中发生碰撞，则可能是房间内的桌子、柜子等，再与摄像装置104进行配合。
步骤S403，扫地机器人102在移动过程中，定位服务器105不断获取其位置信息以形成扫地机器人102的运动轨迹，摄像装置104动态拍摄房间100内的照片。具体而言：
扫地机器人102在移动过程中，定位服务器105通过与定位终端103、控制点101之间的信号交互计算，获取扫地机器人102的位置信息，并根据所述位置信息形成扫地机器人102的运动轨迹。
所述摄像装置104在本实施例中为具有可升降、旋转功能的摄像机。所述摄像装置104用于扫地机器人102在房间内移动过程中，动态拍摄房间100内的照片，记录其时空坐标，并将上述数据发送给定位服务器105。
步骤S404，定位服务器105将所述扫地机器人102的运动轨迹及定位照片合成导入GIS系统中，生成房间100的室内地图。具体而言：
所述定位服务器105接收上述具有时空坐标的照片，并将所述运动轨迹以及具有时空坐标的照片导入GIS系统(GeographicInformationSystem，地理信息系统)，对扫地机器人102活动范围进行空间测度量算，获取房间100轮廓与内部结构，生成房间100的室内地图。
虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来说明本发明，并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、改进等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于扫地机器人的室内地图测绘系统，其特征在于，该系统包括定位服务器以及设置于房间内的控制点，房间内的扫地机器人上安装有定位终端及摄像装置，其中：
所述定位服务器用于根据所述定位终端及所述控制点，获得扫地机器人的位置信息；
扫地机器人用于按照规则在房间内移动；
定位服务器用于在扫地机器人移动过程中，不断获取其位置信息以形成扫地机器人的运动轨迹；
所述摄像装置用于在扫地机器人移动过程中动态拍摄房间内的照片；
所述定位服务器还用于将所述扫地机器人的运动轨迹及定位照片合成导入GIS系统中，生成房间的室内地图。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制点具有准确的地理坐标，用于为定位终端提供参照。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述定位服务器用于根据其与所述定位终端、所述控制点三者之间通过发送-接受信号并根据三角定位原理，动态获取所述定位终端的空间坐标。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的扫地机器人用于按照移动规则在房间内移动。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述摄像装置为具有可升降、旋转功能的摄像机，所述摄像装置在房间中动态拍摄实景照片，记录其时空坐标，并将上述数据发送给定位服务器。
6.一种基于扫地机器人的室内地图测绘方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a.根据安装在扫地机器人上的定位终端、室内的控制点及定位服务器，获得扫地机器人的位置信息；
b.扫地机器人按照规则在房间内移动；
c.扫地机器人在移动过程中，定位服务器不断获取其位置信息以形成扫地机器人的运动轨迹，摄像装置动态拍摄房间内的照片；
d.定位服务器将所述扫地机器人的运动轨迹及定位照片合成导入GIS系统中，生成房间的室内地图。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制点具有准确的地理坐标，用于为定位终端提供参照。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步骤a具体包括：
所述定位服务器与所述定位终端、所述控制点三者之间通过发送-接受信号并根据三角定位原理，动态获取所述定位终端的空间坐标。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的扫地机器人用于按照移动规则在房间内移动。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述摄像装置为具有可升降、旋转功能的摄像机，所述摄像装置在房间中动态拍摄实景照片，记录其时空坐标，并将上述数据发送给定位服务器。
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