CN105405156A - 一种信息处理方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请本发明提供了一种信息处理方法、装置，应用于具有SLAM功能的电子设备，首先对采用SLAM功能构建得到的地图进行优化，并对完成图优化的地图进行图重构，然后，检测完成图重构的地图是否满足收敛条件，如果满足停止地图的图优化和图重构，否则，循环执行地图的图优化的图重构。采用该方法，地图收敛于预设的收敛条件，地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值，则保证最终构建的地图误差小，准确度较高。本发明还提供了一种应用该方法和装置的电子设备，准确度较高。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备领域，更具体的说，是涉及一种信息处理方法、装置及电子设备。
背景技术
机器人的同步定位和地图构建(simultaneouslocalizationandmapping，SLAM)技术是机器人导航技术的关键问题。
现有技术中，一般是采用GMapping方式实现该机器人的SLAM。
GMapping是以粒子滤波为核心的机器人定位技术，如果粒子的权重估计出现偏差，在重撒粒子的时候，有可能筛选滤掉了正确位姿的粒子，而保留下来错误位姿的粒子，而且这种错误无法恢复。如附图1中示出的采用GMapping方式实现的地图构建结果示意图，实线101表示构建的地图，在点划线框102里面走廊区域(corridor)，通过帧间匹配算法估计出来的位姿有偏差，继而粒子权重有偏差，在重撒粒子的时候，将正确位姿的粒子滤掉了，导致最终构建的地图误差较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种信息处理方法，解决了现有技术中构建地图误差较大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种信息处理方法，应用于具有同步定位和地图构建SLAM功能的电子设备，所述方法包括：
依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化；
依据预设的图重构规则，对完成图优化的地图进行图重构；
检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件；
如果满足，地图优化结束；
其中，所述收敛条件包括：地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值。
上述的方法，优选的，
当完成图重构的地图不满足预设收敛条件时，返回执行所述对构建得到的地图进行图优化步骤和对完成图优化的地图进行图重构步骤。
上述的方法，优选的，
所述依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化包括：
依据所述构建得到的地图的起始位置和结束位置的偏差，计算得到该地图中每一条边的平均偏差，所述一条边是构建所述地图的任意两个结点之间的距离；
依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边。
上述的方法，优选的，
所述依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边包括：
依据所述平均偏差，从第一条边开始调整，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边；
依次对后续的每一条边调整，至最后一条边调整结束，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
上述的方法，优选的，
所述依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边包括：
依据所述平均偏差，分别从第一条边和最后一条边开始调整；
依次对与所述第一条边相邻的后续每一条边，以及与所述最后一条边相邻的后续每一条边进行调整；
其中，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
上述的方法，优选的，
所述依据预设的图重构规则，对优化完成的地图进行图重构包括：
获取所述地图中的每一条边的可信度；
依据所述可信度值和预设的计算规则，计算得到每条边的调整距离，所述计算规则指示所述边的可信度值与调整距离的关系；
依据所述调整距离，对于所述可信度对应的边进行调整，完成图重构。
上述的方法，优选的，
所述依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化之前，还包括：
获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；
将各条边的误差值取和，得到所述地图的初始误差值。
上述的方法，优选的，
所述检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件包括：
获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；
将各条边的误差值相加，得到所述地图的优化误差值；
判断所述优化误差值与所述初始误差值相比，减小比例是否小于预设阈值；
如果减小比例小于预设阈值，完成图重构的地图满足预设收敛条件。
一种信息处理装置，应用于具有SLAM功能的电子设备，所述装置包括：
图优化模块，用于依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化；
图重构模块，用于依据预设的图重构规则，对完成图优化的地图进行图重构；
检测模块，用于检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件；如果满足，地图优化结束；
其中，所述收敛条件包括：地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值。
上述的装置，优选的，
当完成图重构的地图不满足预设收敛条件时，依次触发图优化模块和图重构模块。
上述的装置，优选的，所述图优化模块包括：
第一计算单元，用于依据所述构建得到的地图的起始位置和结束位置的偏差，计算得到该地图中每一条边的平均偏差，所述一条边是构建所述地图的任意两个结点之间的距离；
第一调整单元，用于依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边。
上述的装置，优选的，所述第一调整单元具体用于：
依据所述平均偏差，从第一条边开始调整，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边；
依次对后续的每一条边调整，至最后一条边调整结束，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
上述的装置，优选的，所述第一调整单元具体用于：
依据所述平均偏差，分别从第一条边和最后一条边开始调整；
依次对与所述第一条边相邻的后续每一条边，以及与所述最后一条边相邻的后续每一条边进行调整；
其中，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
上述的装置，优选的，所述图重构模块包括：
第一获取单元，用于获取所述地图中的每一条边的可信度；
第二计算单元，用于依据所述可信度值和预设的计算规则，计算得到每条边的调整距离，所述计算规则指示所述边的可信度值与调整距离的关系；
第二调整单元，用于依据所述调整距离，对于所述可信度对应的边进行调整，完成图重构。
上述的装置，优选的，还包括：
计算模块，用于获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；并将各条边的误差值取和，得到所述地图的初始误差值。
上述的装置，优选的，所述检测模块包括：
第二获取单元，用于获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；
第三计算单元，用于将各条边的误差值相加，得到所述地图的优化误差值；
判断单元，用于判断所述优化误差值与所述初始误差值相比，减小比例是否小于预设阈值；如果减小比例小于预设阈值，完成图重构的地图满足预设收敛条件。
一种电子设备所述电子设备具有SLAM功能，包括：设置有如上述任一项所述的信息处理装置。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种信息处理方法，应用于具有SLAM功能的电子设备，首先对采用SLAM功能构建得到的地图进行优化，并对完成图优化的地图进行图重构，然后，检测完成图重构的地图是否满足收敛条件，如果满足停止地图的图优化和图重构。采用该方法，地图收敛于预设的收敛条件，地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值，则保证最终构建的地图误差小，准确度较高。
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的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是现有技术中采用GMapping方式实现的地图构建结果示意图；
图2是本申请提供的一种信息处理方法实施例1的流程图；
图3是本申请提供的一种信息处理方法实施例2的流程图；
图4是本申请提供的一种信息处理方法实施例2的地图构建结果示意图；
图5是本申请提供的一种信息处理方法实施例3的流程图；
图6是本申请提供的一种信息处理方法实施例3的一调整示意图；
图7是本申请提供的一种信息处理方法实施例3的另一调整示意图；
图8是本申请提供的一种信息处理方法实施例4的流程图；
图9是本申请提供的一种信息处理方法实施例5的流程图；
图10是本申请提供的一种信息处理装置实施例1的结构示意图；
图11是本申请提供的一种信息处理装置实施例2的结构示意图；
图12是本申请提供的一种信息处理装置实施例3的结构示意图；
图13是本申请提供的一种信息处理装置实施例4的结构示意图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
为了更加特定地强调实施的独立性，本说明书涉及许多模块或单元。举例而言，模块或单元可由硬件电路实现，该硬件电路包括特制VLSI电路或门阵列，比如逻辑芯片、晶体管，或其它组件。模块或单元也可在可编程的硬设备中实现，比如场效可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等等。
模块或单元也可在藉由各种形式的处理器所执行的软件中实现。比如说，一可执行码模块可包括一个或多个实体的或逻辑的计算机指令区块，该区块可能形成为，比如说，对象、程序或函数。然而，鉴别模块或单元的可执行部分不需要物理上放置在一起，但可由存于不同位置的不同指令所组成，当逻辑上组合在一起时，形成模块或单元且达到该模块或单元所要求的目的。
实际上，可执行码模块或单元可以是一单一指令或多个指令，甚至可以分布在位于不同的程序中的数个不同的码区段，并且横跨数个存储设备。同样地，操作数据可被辨识及显示于此模块或单元中，并且可以以任何合适的形式实施且在任何合适的数据结构形式内组织。操作数据可以集合成单一数据集，或可分布在具有不同的存储设备的不同的位置，且至少部分地只以电子信号方式存在于一系统或网络。
本说明书所提及的“实施例”或类似用语表示与实施例有关的特性、结构或特征，包括在本发明的至少一实施例中。因此，本说明书所出现的用语“在一实施例中”、“在实施例中”以及类似用语可能但不必然都指向相同实施例。
再者，本发明所述特性、结构或特征可以以任何方式结合在一个或多个实施例中。以下说明将提供许多特定的细节，比如编程序、软件模块、用户选择、网络交易、数据库查询、数据库结构、硬件模块、硬件电路、硬件芯片等例子，以提供对本发明实施例的了解。然而相关领域的普通技术人员将看出本发明，即使没有利用其中一个或多个特定细节，或利用其它方法、组件、材料等亦可实施。另一方面，为避免混淆本发明，公知的结构、材料或操作并没有详细描述。
如图2示出的本申请提供的一种信息处理方法实施例1的流程图，该方法可以应用于一电子设备，所述电子设备可以是台式机、笔记本、平板电脑、手机、智能电视、智能手表、穿戴式设备等电子设备，所述电子设备具有SLAM(simultaneouslocalizationandmapping，同步定位和地图构建)功能。
本实施例具体由以下步骤实现：
步骤S201：依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化；
其中，构建得到的地图中会有一定的误差，需要对该地图进行优化，以降低其误差。
具体的，可先预设图优化的规则，根据该规则对地图进行图优化，该图优化的过程是对地图中的每一条边进行平均优化，具体的平均优化过程在后续的实施例中说明。
步骤S202：依据预设的图重构规则，对完成图优化的地图进行图重构；
其中，图优化完成后，地图中的某些边还是存在一定的误差，此时对该地图进行图重构，以进一步降低地图中的误差。
具体的，可先预设图重构的规则，根据该规则对地图进行图重构，该图优化的过程是对地图中的每一条边进行针对性的优化。
步骤S203：检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件；
其中，所述收敛条件包括：地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值。
具体的，该预设阈值可以为5％，当然不限定于此，具体实施中可根据收敛要求设置该阈值。
其中，初始误差为图重构前、图优化后，该地图的误差值；该优化误差值为，完成图重构后，该地图的误差值。
其中，该收敛条件的公式为：c＞(a-b)/a，c为预设阈值，a为初始误差值，b为优化误差值。
步骤S204：如果满足，地图优化结束。
其中，当完成图重构的地图满足预设的收敛条件时，则该地图的误差值的变化在一稳定范围，表征该地图误差小，准确度较高，此时结束地图优化，可将该地图作为最终地图存储。
综上，本实施例提供的一种信息处理方法，首先对采用SLAM功能构建得到的地图进行优化，并对完成图优化的地图进行图重构，然后，检测完成图重构的地图是否满足收敛条件，如果满足，停止图优化。采用该方法，地图收敛于预设的收敛条件，地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值，则保证最终构建的地图误差小，准确度较高。
如图3示出的本申请提供的一种信息处理方法实施例2的流程图，本实施例具体由以下步骤实现：
步骤S301：依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化；
步骤S302：依据预设的图重构规则，对完成图优化的地图进行图重构；
步骤S303：检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件；
步骤S304：如果满足，地图优化结束；
其中，步骤S301-304与实施例1中步骤S201-204一致，本实施例不做赘述。
步骤S305：如果不满足，返回执行所述对构建得到的地图进行图优化步骤和对完成图优化的地图进行图重构步骤。
其中，当步骤S303中该完成图重构的地图满足预设收敛条件时，执行步骤S304，否则，执行步骤S305。
其中，当完成图重构的地图不满足预设收敛条件时，循环执行前面的步骤S301-305，继续对地图进行图优化和图重构，直至完成图重构的地图满足预设收敛条件。
在该循环过程中，逐步缩小了地图的误差，保证最终的地图误差较小，准确度高。
如图4中示出的采用本实施例的方式实现的地图构建结果示意图，实线401表示构建的地图，如点划线框中所示的地图的起始位置和终止位置闭合较好，地图整体误差小。
综上，本申请提供的一种信息处理方法实施例中，当完成图重构的地图不满足预设收敛条件时，循环执行前面的图优化和图重构步骤，直至该地图满足预设收敛条件。该方法中，对地图进行循环的图优化和图重构，当最终得到的地图满足收敛条件时，停止图优化和图重构过程。采用该方法，地图收敛于预设的收敛条件，地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值，则保证最终构建的地图误差小，准确度较高。
如图5示出的本申请提供的一种信息处理方法实施例3的流程图，本实施例具体由以下步骤实现：
步骤S501：依据所述构建得到的地图的起始位置和结束位置的偏差，计算得到该地图中每一条边的平均偏差；
其中，所述一条边是构建所述地图的任意两个结点之间的距离；
其中，该地图的偏差为该地图的起始位置和结束位置的偏差。
具体的，该偏差为地图的起始位置的结点和结束位置的结点之间的实际距离s，与起始位置的结点和结束位置的结点之间的边的长度w之间的差z，即z＝s-w。
其中，该地图中的平均偏差t为偏差与边数目n的比值，即t＝z/n。
步骤S502：依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边；
依据该平均偏差，对地图中的每一条边的距离进行调整。
例如，该地图中具有10个结点，分别为结点1、2、3、……8、9和10，结点1和结点10之间实际距离为2m，结点1与结点10之间边的长度1m，则地图的偏差为1m，计算得到每一条边的平均偏差为0.1m，将该0.1m分别调整该地图中的每一条边的长度。
具体的，该调整的过程可以从地图的一端开始，即从地图的起始位置的结点与第二个结点之间的边开始调整，也可从地图的两端同时开始，即从起始位置的结点与第二个结点之间的边以及起始位置的结点与结束位置的结点之间的边同时开始。
结合上述的例子，该地图中每条边的长度，如表1所示，其中，边1为结点1与结点2之间的边，边2为结点2与结点3之间的边，以此类推，边9为结点9与结点10之间的边，边10为结点10与结点1之间的边。
表1
从地图的一端开始调整的过程，具体包括：依据所述平均偏差，从第一条边开始调整，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边；依次对后续的每一条边调整，至最后一条边调整结束，所述最后一条边指结束位置的结点与其相邻的结点之间的一条边。
如图6所示的一调整示意图，该示意图表示从地图的一端开始调整，图中箭头方向表示调整进度方向，○表示结点，结点之间的联系表示边，从结点1与结点2之间的边1开始调整，直至结点1与结点10之间的边10结束，调整的长度以表1中所示数据为准。
从地图的两端同时开始调整的过程，具体包括：依据所述平均偏差，分别从第一条边和最后一条边开始调整；依次对与所述第一条边相邻的后续每一条边，以及与所述最后一条边相邻的后续每一条边进行调整；其中，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边，所述最后一条边指结束位置的结点与其相邻的结点之间的一条边。
如图7所示的另一调整示意图，该示意图表示从地图的两端同时开始调整，图中箭头方向表示调整进度方向，○表示结点，结点之间的联系表示边，从结点1与结点2之间的边1以及结点1与结点10之间的边10同时开始调整，调整的长度以表1中所示数据为准。
步骤S503：依据预设的图重构规则，对完成图优化的地图进行图重构；
步骤S504：检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件；
步骤S505：如果满足，地图优化结束，否则，返回执行步骤S501。
其中，步骤S503-505与实施例1中步骤S202-204一致，本实施例不做赘述。
综上，本实施例中提供的一种信息处理方法实施例，对构建得到的地图进行图优化的过程包括：依据所述构建得到的地图的起始位置和结束位置的偏差，计算得到该地图中每一条边的平均偏差，所述一条边是构建所述地图的任意两个结点之间的距离；依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边的距离。采用该方法，对构建得到的地图进行初步的偏差平均处理，初步降低了地图的整体误差，提高准确度。
如图8示出的本申请提供的一种信息处理方法实施例4的流程图，本实施例具体由以下步骤实现：
步骤S801：依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化；
其中，步骤S801与实施例1中步骤S201一致，本实施例不做赘述。
步骤S802：获取所述地图中的每一条边的可信度；
其中，一条边的可信度是构建地图过程中建立该边时，确定其对应的结点过程中计算得到，可在构建地图过程中对该边的可信度存储，从存储位置处获取该可信度即可。
需要说明的是，该可信度越高，表明该边对应的结点的位姿越准确。
步骤S803：依据所述可信度值和预设的计算规则，计算得到每条边的调整距离；
其中，所述计算规则指示所述边的可信度值与调整距离的关系，具体为：可信度×调整距离＝预设定值。
其中，该预设定值与该地图的误差相关，地图误差越大，该预设定值越大。
具体的，根据每条边的可信度值以及该计算规则，即可计算得到每条边的调整距离。
步骤S804：依据所述调整距离，对于所述可信度对应的边进行调整，完成图重构；
其中，每个调整距离都有其对应的可信度，而该可信度对应一条边，依据计算得到的调整距离，依次对其对应的边进行调整，完成对地图的图重构过程。
具体的，依据调整距离对每条边进行调整的过程，可以从地图的一端开始，即从地图的起始位置的结点与第二个结点之间的边开始调整，也可从地图的两端同时开始，即从起始位置的结点与第二个结点之间的边以及起始位置的结点与结束位置的结点之间的边同时开始。具体的过程请参照图6-7中对地图中平均偏差的调整方式，本实施例中不再赘述。
步骤S805：检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件；
步骤S806：如果满足，地图优化结束，否则，返回执行步骤S801。
其中，步骤S805-806与实施例1中步骤S203-204一致，本实施例不做赘述。
综上，本实施例中提供的一种信息处理方法实施例，对完成图优化的地图进行图重构的过程包括：获取所述地图中的每一条边的可信度；依据所述可信度值和预设的计算规则，计算得到每条边的调整距离，所述计算规则指示任一条边的可信度值与调整距离的关系；依据所述调整距离，对于所述可信度对应的边进行调整，完成图重构。采用该方法，结合每条边的可信度，针对调整每条边的长度，进一步降低了地图的误差，提高地图的准确度。
如图9示出的本申请提供的一种信息处理方法实施例5的流程图，本实施例具体由以下步骤实现：
步骤S901：获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；
其中，该两个相邻结点之间边的误差值为：将所述地图中每两个相邻结点之间的预估距离，与所述结点之间边的长度做差，计算得到所述两个结点之间的边的误差值。
需要说明的是，每个结点的预估位置在构建地图过程中已知，两个相邻节点之间边的长度也可测量得到。
具体的，分别获取每个结点的预估位置，以及每两个相邻节点之间边的长度，依次对每两个相邻结点之间的实际距离与该相邻节点之间边的长度做差，得到每两个相邻节点之间边的误差值。
步骤S902：将各条边的误差值取和，得到所述地图的初始误差值；
其中，将各条边的误差值相加，得到的和即为该地图的初始误差值，该初始误差值为地图进行图优化和图重构之前的误差值。
步骤S903：依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化；
步骤S904：依据预设的图重构规则，对完成图优化的地图进行图重构；
其中，步骤S903-904与实施例1中步骤S201-201一致，本实施例不做赘述。
步骤S905：获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；
具体的，与步骤S901中类似的，分别获取每个结点的预估位置，以及每两个相邻节点之间边的长度，该长度为经过图优化和图重构之后的边的长度，依次对每两个相邻结点之间的实际距离与该相邻节点之间边的长度做差，得到每两个相邻节点之间边的误差值。
步骤S906：将各条边的误差值相加，得到所述地图的优化误差值；
其中，将各条边的误差值相加，得到的和即为该地图的优化误差值，该初始误差值为地图进行图优化和图重构之后的误差值。
步骤S907：判断所述优化误差值与所述初始误差值相比，减小比例是否小于预设阈值，如果是，执行步骤S908，地图优化结束；否则，返回执行步骤S901。
其中，当所述优化误差值与所述初始误差值相比，减小比例小于预设阈值，完成图重构的地图满足预设收敛条件，
其中，该预设收敛条件为：：c＞(a-b)/a，c为预设阈值，a为初始误差值，b为优化误差值。
具体的，将初始误差值和优化误差值代入该c＞(a-b)/a中，判断该式是否成立，如果成立，即地图的误差值的减小比例小于预设阈值时，则该完成图重构的地图满足预设收敛条件，地图优化结束。
综上，本实施例中提供的一种信息处理方法实施例，在进行图优化之前还需要对地图的初始误差值进行计算，该完成图重构的地图是否满足预设收敛条件具体包括：计算地图的优化误差值，依据该初始误差值和优化误差值判断优化误差值与初始误差值相比，减小比例是否小于预设阈值；如果该减小比例小于预设阈值，完成图重构的地图满足预设收敛条件。采用该方法，能够依据该地图的初始误差值，以及该地图进行图优化和图重构后的优化误差，判断该最终得到的地图是否满足收敛条件时，并在满足收敛条件时结束停止图优化和图重构过程。采用该方法，地图收敛于预设的收敛条件，地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值，则保证最终构建的地图误差小，准确度较高。
与上述本申请提供的一种信息处理方法实施例相应的，本申请还提供了一种信息处理装置实施例。
如图10示出的本申请提供的一种信息处理装置实施例1的结构示意图，该装置可以应用于一电子设备，所述电子设备可以是台式机、笔记本、平板电脑、手机、智能电视、智能手表、穿戴式设备等电子设备，所述电子设备具有SLAM功能。
本实施例中，该信息处理装置包括图优化模块1001、图重构模块1002和检测模块1003：
图优化模块1001，用于依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化；
其中，构建得到的地图中会有一定的误差，图优化模块1001对该地图进行优化，以降低其误差。
具体的，可先预设图优化的规则，根据该规则对地图进行图优化，该图优化的过程是对地图中的每一条边进行平均优化，具体的平均优化过程在后续的实施例中说明。
图重构模块1002，用于依据预设的图重构规则，对完成图优化的地图进行图重构；
其中，图优化完成后，地图中的某些边还是存在一定的误差，此时图重构模块1002对该地图进行图重构，以进一步降低地图中的误差。
具体的，可先预设图重构的规则，根据该规则对地图进行图重构，该图优化的过程是对地图中的每一条边进行针对性的优化。
检测模块1003，用于检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件；如果满足，地图优化结束。
其中，所述收敛条件包括：地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值。
具体的，该预设阈值可以为5％，当然不限定于此，具体实施中可根据收敛要求设置该阈值。
其中，初始误差为图重构前、图优化后，该地图的误差值；该优化误差值为，完成图重构后，该地图的误差值。
其中，该收敛条件的公式为：c＞(a-b)/a，c为预设阈值，a为初始误差值，b为优化误差值。
其中，当检测模块1003判断完成图重构的地图满足预设的收敛条件时，则该地图的误差值的变化在一稳定范围，表征该地图误差小，准确度较高，此时结束地图优化，可将该地图作为最终地图存储。
当完成图重构的地图不满足预设收敛条件时，依次触发图优化模块和图重构模块。
其中，当完成图重构的地图不满足预设收敛条件时，继续触发图优化模块1001和图重构模块1002，继续循环对地图进行图优化和图重构，直至完成图重构的地图满足预设收敛条件。
在该循环过程中，逐步缩小了地图的误差，保证最终的地图误差较小，准确度高。
如图4中示出的采用本实施例的方式实现的地图构建结果，实线401表示构建的地图，如点划线框中所示的地图的起始位置和终止位置闭合较好，地图整体误差小。
综上，本实施例提供的一种信息处理装置，首先对采用SLAM功能构建得到的地图进行优化，并对完成图优化的地图进行图重构，然后，检测完成图重构的地图是否满足收敛条件，如果满足，停止图优化，当完成图重构的地图不满足预设收敛条件时，循环执行前面的图优化和图重构步骤，直至该地图满足预设收敛条件。该方法中，对地图进行循环的图优化和图重构，当最终得到的地图满足收敛条件时，停止图优化和图重构过程。采用该装置，地图收敛于预设的收敛条件，地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值，则保证最终构建的地图误差小，准确度较高。
如图11示出的本申请提供的一种信息处理装置实施例2的结构示意图，该信息处理装置包括：图优化模块1101、图重构模块1102和检测模块1103；
其中，图重构模块1102和检测模块1103的功能与实施例1中相应结构一致，本实施例不再赘述。
其中，该图优化模块1101包括：第一计算单元1104和第一调整单元1105；
第一计算单元1104，用于依据所述构建得到的地图的起始位置和结束位置的偏差，计算得到该地图中每一条边的平均偏差，所述一条边是构建所述地图的任意两个结点之间的距离；
其中，该地图的偏差为该地图的起始位置和结束位置的偏差。
具体的，该偏差为地图的起始位置的结点和结束位置的结点之间的实际距离s，与起始位置的结点和结束位置的结点之间的边的长度w之间的差z，即z＝s-w。
其中，该地图中的平均偏差t为偏差与边数目n的比值，即t＝z/n。
第一调整单元1105，用于依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边。
依据该平均偏差，对地图中的每一条边的距离进行调整。
例如，该地图中具有10个结点，分别为结点1、2、3、……8、9和10，结点1和结点10之间实际距离为2m，结点1与结点10之间边的长度1m，则地图的偏差为1m，计算得到每一条边的平均偏差为0.1m，将该0.1m分别调整该地图中的每一条边的长度。
具体的，该调整的过程可以从地图的一端开始，即从地图的起始位置的结点与第二个结点之间的边开始调整，也可从地图的两端同时开始，即从起始位置的结点与第二个结点之间的边以及起始位置的结点与结束位置的结点之间的边同时开始。
结合上述的例子，该地图中每条边的长度，如表1所示，其中，边1为结点1与结点2之间的边，边2为结点2与结点3之间的边，以此类推，边9为结点9与结点10之间的边，边10为结点10与结点1之间的边。
从地图的一端开始调整时，该第一调整单元具体用于：依据所述平均偏差，从第一条边开始调整，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边；依次对后续的每一条边调整，至最后一条边调整结束，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
如图6所示的一调整示意图，该调整示意图表示从地图的一端开始调整，图中箭头方向表示调整进度方向，○表示结点，结点之间的联系表示边，从结点1与结点2之间的边1开始调整，直至结点1与结点10之间的边10结束，调整的长度以表1中所示数据为准。
从地图的两端同时开始调整时，该第一调整单元具体用于：：依据所述平均偏差，分别从第一条边和最后一条边开始调整；依次对与所述第一条边相邻的后续每一条边，以及与所述最后一条边相邻的后续每一条边进行调整；其中，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边，所述最后一条边指结束位置的结点与其相邻的结点之间的一条边。
如图7所示的另一调整示意图，该调整示意图表示从地图的两端同时开始调整，图中箭头方向表示调整进度方向，○表示结点，结点之间的联系表示边，从结点1与结点2之间的边1以及结点1与结点10之间的边10同时开始调整，调整的长度以表1中所示数据为准。
综上，本实施例中提供的一种信息处理装置实施例，对构建得到的地图进行图优化的过程包括：依据所述构建得到的地图的起始位置和结束位置的偏差，计算得到该地图中每一条边的平均偏差，所述一条边是构建所述地图的任意两个结点之间的距离；依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边的距离。采用该装置，对构建得到的地图进行初步的偏差平均处理，初步降低了地图的整体误差，提高准确度。
如图12示出的本申请提供的一种信息处理装置实施例3的结构示意图，该信息处理装置包括：图优化模块1201、图重构模块1202和检测模块1203；
其中，图优化模块1201和检测模块1203的功能与实施例1中相应结构一致，本实施例不再赘述。
其中，该图重构模块1202包括：第一获取单元1204、第二计算单元1205和第二调整单元1206；
第一获取单元1204，用于获取所述地图中的每一条边的可信度；
其中，一条边的可信度是构建地图过程中建立该边时，确定其对应的结点过程中计算得到，可在构建地图过程中对该边的可信度存储，第一获取单元1204直接从存储位置处获取该可信度即可。
需要说明的是，该可信度越高，表明该边对应的结点的位姿越准确。
第二计算单元1205，用于依据所述可信度值和预设的计算规则，计算得到每条边的调整距离，所述计算规则指示所述边的可信度值与调整距离的关系；
其中，所述计算规则指示所述边的可信度值与调整距离的关系，具体为：可信度×调整距离＝预设定值。
其中，该预设定值与该地图的误差相关，地图误差越大，该预设定值越大。
具体的，第二计算单元1205根据每条边的可信度值以及该计算规则进行计算，即可得到每条边的调整距离。
第二调整单元1206，用于依据所述调整距离，对于所述可信度对应的边进行调整，完成图重构。
其中，每个调整距离都有其对应的可信度，而该可信度对应一条边，依据计算得到的调整距离，第二调整单元1206依次对其对应的边进行调整，完成对地图的图重构过程。
具体的，第二调整单元1206依据调整距离对每条边进行调整的过程，可以从地图的一端开始，即从地图的起始位置的结点与第二个结点之间的边开始调整，也可从地图的两端同时开始，即从起始位置的结点与第二个结点之间的边以及起始位置的结点与结束位置的结点之间的边同时开始。具体的过程请参照图6-7中对地图中平均偏差的调整方式，本实施例中不再赘述。
综上，本实施例中提供的一种信息处理装置实施例，图重构模块包括：第一获取单元，用于获取所述地图中的每一条边的可信度；第二计算单元，用于依据所述可信度值和预设的计算规则，计算得到每条边的调整距离，所述计算规则指示所述边的可信度值与调整距离的关系；第二调整单元，用于依据所述调整距离，对于所述可信度对应的边进行调整，完成图重构。采用该装置，结合每条边的可信度，针对调整每条边的长度，进一步降低了地图的误差，提高地图的准确度。
如图13示出的本申请提供的一种信息处理装置实施例4的结构示意图，该信息处理装置包括：计算模块1301、图优化模块1302、图重构模块1303和检测模块1304；
其中，图优化模块1302、图重构模块1303的功能与实施例1中相应结构一致，本实施例不再赘述。
其中，该检测模块1304包括第二获取单元1305、第三计算单元1306和判断单元1307。
计算模块1301，用于获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；并将各条边的误差值取和，得到所述地图的初始误差值；
其中，该两个相邻结点之间边的误差值为：将所述地图中每两个相邻结点之间的实际距离，与所述结点之间边的长度做差，计算得到所述两个结点之间的边的误差值。
需要说明的是，每个结点的预估位置在构建地图过程中已知，两个相邻节点之间边的长度也可测量得到。
具体的，计算模块1301分别获取每个结点的预估位置，以及每两个相邻节点之间边的长度，依次对每两个相邻结点之间的实际距离与该相邻节点之间边的长度做差，得到每两个相邻节点之间边的误差值。
其中，将各条边的误差值相加，得到的和即为该地图的初始误差值，该初始误差值为地图进行图优化和图重构之前的误差值。
第二获取单元1305，用于获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；
具体的，与计算模块1301中类似的，第二获取单元1305分别获取每个结点的预估位置，以及每两个相邻节点之间边的长度，该长度为经过图优化和图重构之后的边的长度，依次对每两个相邻结点之间的实际距离与该相邻节点之间边的长度做差，得到每两个相邻节点之间边的误差值。
第三计算单元1306，用于将各条边的误差值相加，得到所述地图的优化误差值；
其中，第三计算单元1306将各条边的误差值相加，得到的和即为该地图的优化误差值，该初始误差值为地图进行图优化和图重构之后的误差值。
判断单元1307，用于判断所述优化误差值与所述初始误差值相比，减小比例是否小于预设阈值；如果减小比例小于预设阈值，完成图重构的地图满足预设收敛条件；如果不满足，则触发该计算模块1301然后循环图优化和图重构步骤。
其中，该预设收敛条件为：：c＞(a-b)/a，c为预设阈值，a为初始误差值，b为优化误差值。
具体的，将初始误差值和优化误差值代入该c＞(a-b)/a中，判断单元1307判断该式是否成立，如果成立，即地图的误差值的减小比例小于预设阈值时，则该完成图重构的地图满足预设收敛条件，地图优化结束。
综上，本实施例中提供的一种信息处理装置实施例，在进行图优化之前还需要对地图的初始误差值进行计算，该完成图重构的地图是否满足预设收敛条件具体包括：计算地图的优化误差值，依据该初始误差值和优化误差值判断优化误差值与初始误差值相比，减小比例是否小于预设阈值；如果该减小比例小于预设阈值，完成图重构的地图满足预设收敛条件。采用该装置，能够依据该地图的初始误差值，以及该地图进行图优化和图重构后的优化误差，判断该最终得到的地图是否满足收敛条件时，并在满足收敛条件时结束停止图优化和图重构过程。采用该装置，地图收敛于预设的收敛条件，地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值，则保证最终构建的地图误差小，准确度较高。
与上述本申请提供的一种信息处理装置实施例相应的，本申请还提供了一种电子设备，该电子设备具有SLAM功能，包括：设置有如上述任一实施例所述的信息处理装置。
其中，该信息处理装置包括：图优化模块、图重构模块和检测模块，该信息处理装置的各个组成模块的功能与上述的一种信息处理装置实施例中相应结构的功能一致，本实施例中不再赘述。
优选的，该图优化模块包括：第一计算单元和第一调整单元，该信息处理装置的各个组成模块单元的功能与上述的一种信息处理装置实施例中相应结构的功能一致，本实施例中不再赘述。
优选的，该所述第一调整单元具体用于：依据所述平均偏差，从第一条边开始调整，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边；依次对后续的每一条边调整，至最后一条边调整结束，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
优选的，该所述第一调整单元具体用于：依据所述平均偏差，分别从第一条边和最后一条边开始调整；依次对与所述第一条边相邻的后续每一条边，以及与所述最后一条边相邻的后续每一条边进行调整；其中，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
优选的，该图重构模块包括：第一获取单元、第二计算单元和第二调整单元，该信息处理装置的各个组成模块单元的功能与上述的一种信息处理装置实施例中相应结构的功能一致，本实施例中不再赘述。
优选的，该信息处理装置还包括：计算模块，该信息处理装置的各个组成模块单元的功能与上述的一种信息处理装置实施例中相应结构的功能一致，本实施例中不再赘述。
优选的，所述检测模块包括：第二获取单元、第三计算单元和判断单元，该信息处理装置的各个组成模块单元的功能与上述的一种信息处理装置实施例中相应结构的功能一致，本实施例中不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (17)
1.一种信息处理方法，其特征在于，应用于具有同步定位和地图构建SLAM功能的电子设备，所述方法包括：
依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化；
依据预设的图重构规则，对完成图优化的地图进行图重构；
检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件；
如果满足，地图优化结束；
其中，所述收敛条件包括：地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当完成图重构的地图不满足预设收敛条件时，返回执行所述对构建得到的地图进行图优化步骤和对完成图优化的地图进行图重构步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化包括：
依据所述构建得到的地图的起始位置和结束位置的偏差，计算得到该地图中每一条边的平均偏差，所述一条边是构建所述地图的任意两个结点之间的距离；
依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边包括：
依据所述平均偏差，从第一条边开始调整，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边；
依次对后续的每一条边调整，至最后一条边调整结束，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边包括：
依据所述平均偏差，分别从第一条边和最后一条边开始调整；
依次对与所述第一条边相邻的后续每一条边，以及与所述最后一条边相邻的后续每一条边进行调整；
其中，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据预设的图重构规则，对优化完成的地图进行图重构包括：
获取所述地图中的每一条边的可信度；
依据所述可信度值和预设的计算规则，计算得到每条边的调整距离，所述计算规则指示所述边的可信度值与调整距离的关系；
依据所述调整距离，对于所述可信度对应的边进行调整，完成图重构。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化之前，还包括：
获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；
将各条边的误差值取和，得到所述地图的初始误差值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件包括：
获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；
将各条边的误差值相加，得到所述地图的优化误差值；
判断所述优化误差值与所述初始误差值相比，减小比例是否小于预设阈值；
如果减小比例小于预设阈值，完成图重构的地图满足预设收敛条件。
9.一种信息处理装置，其特征在于，应用于具有SLAM功能的电子设备，所述装置包括：
图优化模块，用于依据预设的图优化规则，对构建得到的地图进行图优化；
图重构模块，用于依据预设的图重构规则，对完成图优化的地图进行图重构；
检测模块，用于检测完成图重构的地图是否满足预设收敛条件；如果满足，地图优化结束；
其中，所述收敛条件包括：地图在图重构过程后的优化误差值与重构前的初始误差值相比，减小比例小于预设阈值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
当完成图重构的地图不满足预设收敛条件时，依次触发图优化模块和图重构模块。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述图优化模块包括：
第一计算单元，用于依据所述构建得到的地图的起始位置和结束位置的偏差，计算得到该地图中每一条边的平均偏差，所述一条边是构建所述地图的任意两个结点之间的距离；
第一调整单元，用于依据所述平均偏差，调整所述地图中每一条边。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一调整单元具体用于：
依据所述平均偏差，从第一条边开始调整，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边；
依次对后续的每一条边调整，至最后一条边调整结束，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一调整单元具体用于：
依据所述平均偏差，分别从第一条边和最后一条边开始调整；
依次对与所述第一条边相邻的后续每一条边，以及与所述最后一条边相邻的后续每一条边进行调整；
其中，所述第一条边指起始位置的结点与其相邻的结点之间的一条边，所述最后一条边指结束位置的结点与起始位置的结点之间的一条边。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述图重构模块包括：
第一获取单元，用于获取所述地图中的每一条边的可信度；
第二计算单元，用于依据所述可信度值和预设的计算规则，计算得到每条边的调整距离，所述计算规则指示所述边的可信度值与调整距离的关系；
第二调整单元，用于依据所述调整距离，对于所述可信度对应的边进行调整，完成图重构。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
计算模块，用于获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；并将各条边的误差值取和，得到所述地图的初始误差值。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括：
第二获取单元，用于获取所述地图中每两个相邻结点之间的边的误差值；
第三计算单元，用于将各条边的误差值相加，得到所述地图的优化误差值；
判断单元，用于判断所述优化误差值与所述初始误差值相比，减小比例是否小于预设阈值；如果减小比例小于预设阈值，完成图重构的地图满足预设收敛条件。
17.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备具有SLAM功能，包括：设置有如权利要求9-16任一项所述的信息处理装置。
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