CN113029168B - 基于地面纹理信息的地图构建方法和系统及移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于地面纹理信息的地图构建方法和系统及移动机器人。本发明在获取选定场景区域的拓扑信息后，可以先对其中相邻的表示规划地图节点的预设标记之间的间距距离进行判断，如果间距距离过大，则在相邻的预设标记之间增设多个增插地图节点，由此，构建地图中除了包含在预设标记处采集到的地面纹理信息之外，还可以包括在增设的增插地图节点处采集到的地面纹理信息，从而，地图构建所使用的地图节点数量，可以不局限于在选定场景区域中实际部署的预设标记的数量，而是可以根据需要简单且灵活地增设，进而，有助于提高构建地图中的地图节点密度，提高所构建地图的导航定位精度。

Description

基于地面纹理信息的地图构建方法和系统及移动机器人

技术领域

本发明涉及视觉导航领域，特别地，涉及一种基于地面纹理信息的地图构建方法、一种基于地面纹理信息的地图构建方法系统、以及一种移动机器人。

背景技术

视觉导航是通过摄像装置对周围环境进行图像采集，并基于采集的图像进行计算，完成位置确定和路径识别，视觉导航通常需要依赖已经构建好的地图来完成。这种地图中由若干个地图节点组成，针对每个地图节点的真实位姿设置了对应的地面纹理信息。当后续采用地图进行导航时，获取周围环境的图像，即获取得到周围环境的地面纹理信息后，与地图中的地面纹理信息进行匹配，匹配成功后，得到匹配成功的地图中的地面纹理信息，所对应的地图节点的真实位姿，从而进行定位导航。

以基于地面纹理信息的地图构建为例，其建图的过程是在地图上设置多个地图节点，覆盖了整个地图，针对每个地图节点，用摄像装置将地图节点的地面纹理信息记录下来，并且和该地图节点的真实位姿对应后存储，最终形成一张地图。为此，在地图的构建过程中，需要获得每个地图节点的地面纹理信息及精确的真实位姿，以保证后续采用地图进行导航定位时可以获得足够的导航定位精度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于地面纹理信息的地图构建方法、一种基于地面纹理信息的地图构建方法系统、以及一种移动机器人，有助于提高所构建地图的导航定位精度。

在一个实施例中，一种基于地面纹理信息的地图构建方法，包括：

获取选定场景区域的拓扑信息，其中，选定场景区域中部署有多个表示规划地图节点的预设标记，拓扑信息中包含途径多个预设标记的规划路径、以及各预设标记在选定场景区域中的真实位姿；

检测拓扑信息中沿规划路径每对相邻的预设标记之间的间隔距离；

根据检测到的间隔距离，向移动机器人下达用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；

获取移动机器人采集的地面纹理信息，其中，移动机器人采集的地面纹理信息包括移动机器人在每个预设标记处以真实位姿采集到的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，移动机器人采集的地面纹理信息还包括移动机器人在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到的地面纹理信息；

利用获取到的地面纹理信息，为选定场景区域构建地图。

可选地，所述利用获取到的地面纹理信息，为选定场景区域构建地图之前，还包括：获取移动机器人在每个增插地图节点处采集地面纹理信息时的导航位姿；对移动机器人在增插地图节点处的导航位姿进行修正；利用移动机器人在增插地图节点处经修正后的导航位姿，更新增插地图节点的真实位姿；其中，构建的地图中包括每个预设标记所表示的规划地图节点、并对应地记录有该预设标记的真实位姿以及在该预设标记处的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，构建的地图中还包括每个增插地图节点、并对应地记录有该增插地图节点更新后的真实位姿以及该增插地图节点处的地面纹理信息。

可选地，所述对增插地图节点的导航位姿进行修正，包括：确定增插地图节点的上游侧和下游侧相邻的预设标记；根据上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，及下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，对移动机器人在增插地图节点处的导航位置坐标进行修正；其中，预设标记的导航位置坐标为移动机器人被导航到该预设标记时的当前位置坐标，预设标记的真实位置坐标为该预设标记在选定场景区域中的实际物理位置坐标。

可选地，所述根据上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，及下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，对移动机器人在增插地图节点处的导航位置坐标进行修正，包括：确定上游侧和下游侧相邻的预设标记的真实位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差，与，上游侧和下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量的坐标分量之差的分量差比值；确定增插地图节点的导航位置坐标与上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差，与，分量差比值的乘积；利用得到的乘积与上游侧相邻的预设标记的真实位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之和，修正增插地图节点的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量。

可选地，所述对增插地图节点的导航位姿进行修正，包括：对增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ同时修正。

可选地，所述对增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ同时修正包括：根据增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ，以及，增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，计算得到下游侧相邻的预设标记的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ；确定下游侧相邻的预设标记的真实位姿和导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ之间的分量差值；调用预先创建的目标函数，以确定的分量差值作为该目标函数的约束条件、并以增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度为该调用函数的输入值，得到增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度θ；其中，该目标函数是关于增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，与，该增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度的关系约束函数；根据上游侧相邻的预设标记的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ，以及通过调用目标函数得到的增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，计算得到增插地图节点经修正后的导航位姿的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ。

在另一个实施例中，一种基于地面纹理信息的地图构建方法，包括由移动机器人执行的如下步骤：

获取用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；

在基于任务信息沿规划路径移动的行程中，在每个预设标记处以该预设标记处的真实位姿采集到地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到地面纹理信息；

发送采集到的地面纹理信息。

可选地，所述在每个预设标记处以该预设标记处的真实位姿采集到地面纹理信息，进一步包括：利用该预设标记的真实位姿进行导航位姿修正，并以修正完成后的导航位姿采集地面纹理信息。

可选地，利用预设标记的真实位姿进行导航位姿修正，包括：在预设标记处的采集图像中识别预设标记；根据识别出的预设标记在采集图像中的图像坐标，通过坐标变换得到移动机器人相对预设标记的相对导航位姿；将预设标记的真实位姿加上移动机器人相对预设标记的相对导航位姿，作为修正完成后的导航位姿。

在另一个实施例中，一种基于地面纹理信息的地图构建的系统，包括：

信息获取单元，用于获取选定场景区域的拓扑信息，其中，选定场景区域中部署有多个预设标记，拓扑信息中包含途径多个预设标记的规划路径、以及各预设标记在选定场景区域中的真实位姿；

任务下达单元，用于检测拓扑信息中沿规划路径每对相邻的预设标记之间的间隔距离；根据检测到的间隔距离，向移动机器人下达用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；

地图构建单元，用于获取移动机器人采集的地面纹理信息，其中，移动机器人采集的地面纹理信息包括移动机器人在每个预设标记处以真实位姿采集到的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，移动机器人采集的地面纹理信息还包括移动机器人在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到的地面纹理信息；利用获取到的地面纹理信息，为选定场景区域构建地图。

在另一个实施例中，一种移动机器人，包括运动模组、采集模组、发送模组和处理器，该处理器用于：

获取用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；

在基于任务信息驱动运动模组带动移动机器人沿规划路径移动的行程中，驱动采集模组在每个预设标记处以该预设标记处的真实位姿采集到地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到地面纹理信息；

驱动发送模组发送采集到的地面纹理信息。。

如上所见，本发明在获取选定场景区域的拓扑信息后，可以先对其中相邻的表示规划地图节点的预设标记之间的间距距离进行判断，如果间距距离过大，则在相邻的预设标记之间增设多个增插地图节点，由此，构建地图中除了包含在预设标记处采集到的地面纹理信息之外，还可以包括在增设的增插地图节点处采集到的地面纹理信息，从而，地图构建所使用的地图节点数量，可以不局限于在选定场景区域中实际部署的预设标记的数量，而是可以根据需要简单且灵活地增设，进而，有助于提高构建地图中的地图节点密度，提高所构建地图的导航定位精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于地面纹理信息的地图构建方法流程图；

图2为本发明实施例提供的相邻预设标记之间设置增插地图节点的示例示意图；

图3为本发明实施例提供的对增插地图节点的导航位置坐标进行修正的方法流程图；

图4为本发明实施例提供的修正增插地图节点的导航位置坐标的原理示意图；

图5为本发明实施例提供的修正后的增插地图节点及预设标记的原理示意图；

图6为本发明实施例提供的对增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及角度θ同时修正的方法流程图；

图7为本发明实施例提供的移动机器人采集所构建地图中的预设标记的地面纹理信息及增插地图节点的地面纹理信息的方法流程图；

图8为本发明实施例提供的修正所述移动机器人的导航位姿方法流程图；

图9为本发明实施例提供的对移动机器人的导航位姿进行修正的原理示意图；

图10为本发明实施例提供的基于地面纹理信息的地图构建的系统示意图；

图11为本发明实施例提供的一种基于地面纹理信息的地图构建的移动机器人结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种电子设备的示例性结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种电子设备具体例子示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

所构建地图的导航定位精度是由所构建地图中的地图节点的数量及分布确定的，也就是所构建地图中的地图节点数量越多且分布越密集，则所构建地图的导航定位精度越高。但是，目前在构建地图时的地图节点的数量和分别都是预先设定好的，与选定场景区域中的预设标记一一对应，如果预设标记设置的数量少且分布稀疏，则最终构建地图中的地图节点的数量就少且分布稀疏，导致了最终构建的地图中的导航定位精度下降。

本发明实施例为了解决这个问题，本发明在获取选定场景区域的拓扑信息后，可以先对其中相邻的表示规划地图节点的预设标记之间的间距距离进行判断，如果间距距离过大(表示预设标记稀疏)，则在相邻的预设标记之间增设多个增插地图节点，由此，构建地图中除了包含在预设标记处采集到的地面纹理信息之外，还可以包括在增设的增插地图节点处采集到的地面纹理信息，从而，地图构建所使用的地图节点数量，可以不局限于在选定场景区域中实际部署的预设标记的数量，而是可以根据需要简单且灵活地增设，进而，有助于提高构建地图中的地图节点密度，提高所构建地图的导航定位精度。

本发明实施例在确定了所构建地图中的预设标记及增插地图节点后，控制移动机器人分别采集确定的预设标记及增插地图节点的地面纹理信息时，移动机器人导航到预设标记处及增插地图节点处，比如移动机器人采用巡线及轮式里程计的方式导航到预设标记处及增插地图节点处，并采集所确定的预设标记及增插地图节点的地面纹理信息后，发送给具有构建地图功能的设备进行后续处理。

具体地说，本发明实施例在地图构建过程中，基于该地图所在环境范围内预设标记的密集程度，采用了不同的构建方式：如果预设标记稀疏，则获取得到对应预设标记的真实位姿的地面纹理信息，及对应增插地图节点的真实位姿的地面纹理信息，构建成地图；如果预设标记密集，则获取得到对应预设标记的真实位姿的地面纹理信息，构建成地图。

在这里，对于所构建的一个地图所在环境范围内，有些区域的预设标记可能设置密集，有些区域的预设标记可能设置的稀疏，所以不同的构建方式可以在一个地图构建时根据不同情况分别采用，也就是不同构建方式的判断粒度为相邻预设标记之间的间隔距离。

在本发明实施例中，涉及了预设标记的真实位姿及预设标记的导航位姿，增插地图节点的真实位姿及增插地图节点的导航位姿，其中：

预设标记的真实位姿，指的是在待构建地图的选定场景区域规划时，在控制移动机器人按照规划后的路径进行导航之前，实地测量的预设标记的实际物理位姿；

增插地图节点的真实位姿，指的是在确定增设增插地图节点之后，在控制移动机器人按照规划后的路径进行导航之前，根据拓扑信息所确定的增插地图节点的实际物理位姿；

预设标记的导航位姿，是在控制移动机器人按照规划后的路径进行导航过程中，移动机器人根据预设标记的实际物理位姿，导航到预设标记时的当前位姿；

增插地图节点的导航位姿，是在控制移动机器人按照规划后的路径进行导航过程中，移动机器人根据增插地图节点的实际物理位姿，导航到增插地图节点时的当前位姿。

在这种情况下，如果移动机器人导航不出现偏差，则预设标记的真实位姿及导航位姿可能是相同的，增插地图节点的真实位姿及导航位姿也有可能是相同的；如果移动机器人导航出现偏差，则预设标记的真实位姿及导航位姿可能是不同的，增插地图节点的真实位姿及导航位姿也有可能不相同。

图1为本发明实施例提供的基于地面纹理信息的地图构建方法流程图，其具体步骤包括：

S110：获取选定场景区域的拓扑信息，其中，选定场景区域中部署有多个预设标记，拓扑信息中包含途径多个表示规划地图节点的预设标记的规划路径、以及各预设标记在选定场景区域中的真实位姿；

S120：检测拓扑信息中沿规划路径每对相邻的预设标记之间的间隔距离；

S130：根据检测到的间隔距离，向移动机器人下达用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；

S140：获取移动机器人采集的地面纹理信息，其中，移动机器人采集的地面纹理信息包括移动机器人在每个预设标记处以真实位姿采集到的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，移动机器人采集的地面纹理信息还包括移动机器人在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到的地面纹理信息；

S150：利用获取到的地面纹理信息，为选定场景区域构建地图。

图1所述的方法可以是由具有构建地图功能的设备完成的，包括了用于从地图规划装置获取拓扑信息的S110、用于为移动机器人定制任务的S120和130、以及基于移动机器人上报的信息进行地图构建的S140和S150。

在图1所述的方法中，构建地图的定位导航精度取决于构建地图中的地图节点(包括以预设标记进行标记的规划地图节点、以及增插地图节点)的数量、及每个地图节点的导航位姿准确性，当地图节点的导航位姿不准确，且与地图节点的真实位姿之间有误差时，在该地图节点处以导航位姿采集的地面纹理信息并不是该地图节点的真实位姿对应的地面纹理信息，这就会导致定位导航的精度下降。因此，如何在构建地图中选取合适数量的地图节点，及如何提高每个地图节点的导航位姿的准确性，成为了提高基于地面纹理信息的地图的精度的关键因素。

图1所述的方法在构建地图时支持两种方式，一种是沿规划路径相邻的每对预设标记之间的间隔距离都小于或等于预设阈值的情况，此时，地图节点(仅含规划地图节点，一一对应预设标记)的数量与选定场景区域中部署的预设标记的数量相等；另一种情况是沿规划路径相邻的至少一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值的情况，此时，地图节点(包括规划地图节点和增插地图节点)的数量多于选定场景区域中部署的预设标记的数量。在这种情况下，即便存在由于间隔距离过大而导致预设标记局部或全局稀疏的情况，也能够自适应地以增加多个增插地图节点的方式，增加所构建的地图节点(包括了规划地图节点和增插地图节点)的数量。并且，前述的预设阈值可以是一个可配置的距离值，由此使得对构建地图中的地图节点的自适应增加更为灵活。

如图2所示，图2为本发明实施例提供的相邻预设标记之间设置增插地图节点的示例示意图。在任意一对相邻的预设标记之间设置了一个或多个增插地图节点，使得待构建地图的选定场景区域中同时包括由预设标记表示的规划地图节点以及增插地图节点，以保证整个所设置地图可用于导航的地图节点的密集度，保证所设置地图的导航精度。

举一个例子说明，当一对相邻的预设标记之间的距离较近时，比如一对预设标记之间的间隔距离为1米或0.5米时，可以不需要在该对预设标记之间再设置增插地图节点。当预设标记设置的较稀疏时，例如一对相邻预设标记之间的距离为5米或10米时，可以在该对相邻的预设标记之间再设置至少一个位于规划路径中的增插地图节点，所设置的增插地图节点的数量可以根据需要调整。

实际应用中，在一对相邻的预设标记之间设置至少一个增插地图节点，可以是在一对相邻的预设标记之间预设的弹线上(在图2所示的直线)设置该增插地图节点；当然，该增插地图节点也可以设置在一对相邻的预设标记之间预设的弹线上的任意一侧，只要保证移动机器人沿着所规划的路径进行导航时可以导航到。在这里，一对相邻的预设标记之间预设的弹线是该相邻的预设标记之间的规划路路径，在选定场景区域中是真实存在的，在该弹线上设置该增插地图节点的含义就是该增插地图节点的真实位姿与该弹线上的某个点的真实位姿设置的相同(由于已知了规划路径，在设置时很容易实现)，当然，也可以在该弹线的任一侧设置该增插地图节点，也就是该增插地图节点的真实位姿与该弹线上的某个点的真实位姿都不相同。

在图1中，构建地图过程中采用上述哪种方式，主要是根据一对相邻的预设标记之间的间隔距离与所设置的预设阈值比较进行确定的，所设置的预设阈值根据构建地图的精度需要设置。

在图1的S110中，所述预设标记实际是采用人工方式在选定场景区域中的地面上部署的物理标记，标记例如为十字标记，在本发明实施例中，采用十字标记进行举例说明。

在该方法中，由于增插地图节点在要构建地图的选定场景区域中并没有真实的物理标记存在等原因，所以在获取增插地图节点的地面纹理信息时，增插地图节点的真实位姿与导航位姿可能存在偏差(增插地图节点的导航位姿是移动机器人根据增插地图节点的真实位姿进行导航，导航到增插地图节点时的当前位姿)，这就会导致所获取的增插地图节点的地面纹理信息不准确，即移动机器人认为自己在“增插地图节点”采集的地面纹理信息、实际上与S130下发的任务信息中所指示的增插地图节点的位置不对应。

因此，如果要保证所获取的增插地图节点的地面纹理信息准确，就需要保证增插地图节点的导航位姿与真实位姿不出现偏差。但是，由于增插地图节点的导航位姿是移动机器人进行导航确定的，比如采用巡线及轮式里程计方式，进行累加确定的，而这种方式会产生偏差，则与增插地图节点的真实位姿有很大可能存在偏差，最终则会导致“增插地图节点的地面纹理信息”不准确。

为了解决上述问题，本发明实施例可以对增插地图节点的导航位姿进行修正，将修正后的增插地图节点的导航位姿更新为增插地图节点的真实位姿，以保证获取的增插地图节点的地面纹理信息准确对应更新后的增插地图节点的真实位姿。

具体地，如图1所示流程中，在利用S150构建地图之前，可以进一步：

获取移动机器人在每个增插地图节点处采集地面纹理信息时的导航位姿；

对移动机器人在增插地图节点处的导航位姿进行修正；

利用移动机器人在增插地图节点处经修正后的导航位姿，更新增插地图节点的真实位姿。

相应地，通过S150构建的地图中，可以包括每个预设标记所表示的规划地图节点、并对应地记录有该预设标记的真实位姿以及在该预设标记处的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，通过S150构建的地图中，还可以包括每个增插地图节点、并对应地记录有该增插地图节点更新后的真实位姿以及该增插地图节点处的地面纹理信息。

本发明实施例对增插地图节点的导航位姿进行修正提供两种方式作为选择，以下分别进行详细说明。

第一种方式，对增插地图节点的导航位姿中的导航位置坐标进行修正。

该方式可以包括：首先，确定增插地图节点的上游侧和下游侧相邻的预设标记；然后，根据上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，及下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，对移动机器人在增插地图节点处的导航位置坐标进行修正；其中，预设标记的导航位置坐标为移动机器人被导航到该预设标记时的当前位置坐标，预设标记的真实位置坐标为该预设标记在选定场景区域中的实际物理位置坐标。

也就是说，在对增插地图节点的导航位置坐标进行修正时，参考了与其一对相邻的预设标记的真实位置坐标及导航位置坐标，使得修正精确。

具体的实现过程如图3所示，图3为本发明实施例提供的对增插地图节点的导航位置坐标进行修正的方法流程图，其具体步骤包括：

S310：确定上游侧和下游侧相邻的预设标记的真实位置坐标的同维度坐标分量之差，与上游侧和下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标的同维度坐标分量之差的分量差比值；

S320：确定增插地图节点的导航位置坐标与上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标的同维度坐标分量之差，与对应维度的分量差比值的乘积；

S330：利用得到的乘积与上游侧相邻的预设标记的真实位置坐标的对应维度的坐标分量之和，修正增插地图节点的导航位置坐标的对应维度的坐标分量。

在移动机器人导航时，可以采用巡线及轮式里程计方式，其中，移动机器人根据所规划的路径进行巡线导航，能够实时调整移动机器人在垂直于行进方向上的导航位置坐标以及偏差角度θ，即：

若沿x轴直线行进，则，y轴导航方向上的导航位置坐标及偏差角度θ可以通过巡线的方式而被约束为贴靠行进的直线轨迹，由此可以避免出现偏差、或偏差被约束在预设的容忍范围内，所以采用巡线方式确定的y轴导航方向上的导航位置坐标及偏差角度，出现的偏差可能性小且可以及时获知，移动机器人在导航时根据巡线信息进行实时修正即可；而采用轮式里程计方式确定增插地图节点的x轴导航方向上的导航位置坐标，则由于是逐渐累加得到的，而累加得到的增插地图节点的x轴导航方向上的导航位置坐标，则出现偏差的可能性更大且不容易获知，所以具体针对增插地图节点的x轴导航方向上的导航位置坐标进行修正，作为更新后的真实位姿坐标。

若沿y轴直线行进，则，同理，x轴导航方向上的导航位置坐标及偏差角度θ可以通过巡线的方式而被约束为贴靠行进的直线轨迹，由此可以避免出现偏差、或偏差被约束在预设的容忍范围内，而y轴导航方向上的导航位置坐标出现偏差的可能性更大且不容易获知，所以具体针对增插地图节点的y轴导航方向上的导航位置坐标进行修正，作为更新后的真实位姿坐标。

根据上述分析，若移动机器人采用巡线及轮式里程计方式，本发明实施例具体是对增插地图节点的导航位置坐标中的x轴或y导航位置坐标进行修正，也就是对移动机器人的导航行进方向上的、增插地图节点的导航位置坐标进行修正，以下具体举例说明。

图4为本发明实施例提供的修正增插地图节点的导航位置坐标的原理示意图。如图所示，C₁与C₂代表两个预设标记，距离较远，比如是10米，O₁,O₂,O₃代表两个相邻的预设标记之间的增插地图节点，需要对增插地图节点的导航位姿坐标进行修正。在这里，图4仅仅是一个示意图，实际修正的增插地图节点数量可根据需求进行配置。由于移动机器人可依据巡线方式得到的巡线信息辅助导航，因此图4中的增插地图节点的导航位姿中的侧向偏差(y轴导航方向)和偏转角度θ均可依据巡线信息准确得到，可以直接基于巡线信息在导航过程中，对增插地图节点的导航位姿中的y轴方向及偏转角度θ进行修正(修正后的增插地图节点的导航位姿中的y轴方向及偏转角度θ，与增插地图节点的真实位姿中的y轴方向及偏转角度θ，之间没有偏差或偏差很小，可忽略不计)。

假设移动机器人沿着x轴方向从图4中的C₁移动至C₂，并且，C₁和C₂之间有诸如弹线等可识别布线，则，当移动机器人沿着图4的路径方向从预设标记C₁移动到C₂过程中，记录轮式里程计累计的各个点导航位姿以及巡线提供的侧向偏差(y轴方向)和偏转角度θ。当移动机器人移动到增插地图节点O₁,O₂,O₃时，则采集对应的增插地图节点的地面纹理信息，并上传，以使得后续构建地图时与增插地图节点的更新后的真实位姿对应。增插地图节点的导航位姿中的侧向y轴坐标及偏离转度θ可以采用巡线信息精确定位到，但是x轴坐标由于使用轮式里程累加获取，随着移动距离越来越长，对应的累加误差越大，定位的准确度会下降明显。尤其对于高精度的环境，则无法接受。因此，需要对增插地图节点的导航位置坐标进行修正，以修正后的导航位置坐标更新真实位置坐标。

具体地说，由于十字标记对应的预设标记能准确对移动机器人的导航位姿进行修正，所以十字标记对应的预设标记的导航位姿也是准确的(预设标记的导航位姿和预设标记的真实位姿之间没有偏差，或者偏差很小)，因此在图4中，C₁与C₂代表在十字标记处对应的预设标记，对应修正后的预设标记的导航位姿标记为C₁(x₁,y₁,θ₁)与C₂(x₂,y₂,θ₂)，假设在两个相邻的预设标记，对应轮式里程计累计得到的导航位姿分别标记为P₁(x_p1,y_p1,θ_p1)与P₂(x_p2,y_p2,θ_p2)，C₁和C₂之间的增插地图节点O₁的导航位姿记为O₁(x_o1,y_o1,θ_o1)，对应增插地图节点O₁修正后的x轴移动方向上的位置坐标分量可通过如下公式得到：

从上述公式可以看出，将C₁和C₂之间的增插地图节点O₁相邻的下一预设标记与相邻的上一预设标记的真实位置坐标之差，与相邻的下一预设标记与相邻的上一预设标记的导航位置坐标之差，进行相比得到比值；将C₁和C₂之间的增插地图节点O₁的导航位置坐标与相邻的上一预设标记的导航位置坐标之间的差值，与所述比值相乘得到乘积；将得到的乘积与相邻的上一预设标记的真实位置坐标之和，作为修正后的在x轴导航方向上的增插地图节点O₁的导航位置坐标。

若图4中C₁至C₂的移动是沿y轴的直线行进、并且C₁和C₂之间有诸如弹线等可识别布线，则修正原理相同，此处不再赘述。

增插地图节点的导航位置坐标中的x轴或y轴导航位置坐标修正都可以采用上述方式修正，如图5所示，图5为本发明实施例提供的修正后的增插地图节点及预设标记的原理示意图。

在上述实施例中，以沿x轴直线行进为例，移动机器人的导航方式采用了巡线及轮式里程计方式，所以增插地图节点的导航位姿坐标中的y轴导航位置坐标及偏转角度θ能够被实时巡线修正，所以不会出现偏差。当然，移动机器人也可以采用其他方式进行导航，这里并不限制是采用巡线及轮式里程计方式进行，在具体进行其他导航时，也可以基于与其一对相邻的预设标记的真实位置坐标及导航位置坐标进行修正，这里不限制。

相应地，如图3所示流程中的各步骤此时可以只关注在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量，即：

在S310，确定上游侧和下游侧相邻的预设标记的真实位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差，与，上游侧和下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差的分量差比值；

在S320，确定增插地图节点的导航位置坐标与上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差，与，分量差比值的乘积；

在S330，利用得到的乘积与上游侧相邻的预设标记的真实位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之和，修正增插地图节点的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量。

第二种方式，对增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ同时修正。

如图6所示，图6为本发明实施例提供的对增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及角度θ同时修正的方法流程图，其具体步骤包括：

S610：根据增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ，以及，增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，计算得到下游侧相邻的预设标记的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ；

S620：确定下游侧相邻的预设标记的真实位姿和导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ之间的分量差值；

S630：调用预先创建的目标函数，以确定的分量差值作为该目标函数的约束条件、并以增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度为该调用函数的输入值，得到增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度θ；其中，该目标函数是关于增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，与，该增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度的关系约束函数；

S640：根据上游侧相邻的预设标记的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ，以及通过调用目标函数得到的增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，计算得到增插地图节点经修正后的导航位姿的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ。

在该方法中，当移动机器人导航时，判断得到所述增插地图节点的巡线失败或巡线信息不准确时，则发送增插地图节点的巡线失败信息给具有构建地图功能的设备，具有构建地图功能的设备则对增插地图节点的真实位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ同时修正。

在该方法中的S630，对所述目标函数求解可以通过求偏导，构建雅克比矩阵，计算得到。

在该方法中，如果移动机器人采用巡线方式进行导航，巡线失败或巡线信息不准确时，对其遍历的增插地图节点的导航位姿中的y轴坐标及偏转角度θ则无法修正，这时，就需要后续构建地图的客户端对所述增插地图节点的导航位姿进行修正，使得其与所述增插地图节点的真实位姿之间不出现偏差，或出现的偏差忽略不计。

以图4中的增插地图节点O₁(x_o1,y_o1,θ_o1)为例进行说明，当该增插地图节点O₁的巡线失败或者巡线信息不准确时，需要对该增插地图节点的导航位姿O₁(x_o1,y_o1,θ_o1)进行修正。

假设移动机器人由上游侧相邻预设标记C₁点运动到增插地图节点O₁点，轮式里程计累积得到的距离为

(增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离),转过的偏转角度为

(增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航偏转角度)，再由增插地图节点处O₁点不间断移动至下游侧相邻预设标记C₂，对应的轮式里程计累积的距离与转过的偏转角度分别为

(增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离)与

(增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航偏转角度)。因此由C₁点移动至C₂的轮式里程计累积的距离(上游侧相邻预设标记与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离)与转过的偏转角度(上游侧相邻预设标记与下游侧相邻的预设标记之间的导航偏转角度)分别为

通过轮式里程计的累积信息记录，该增插地图节点O₁与下游侧相邻的预设标记C₂的导航位姿分别为

由于下游侧相邻的预设标记C₂对应的是预设十字标记，可以准确确定下游侧相邻的预设标记C₂的真实位置坐标P_C2＝(x₂,y₂,θ₂)，由于轮式里程计累加的误差，因此下游侧相邻的预设标记C₂的导航位置坐标P_C ^′ ₂与真实位置坐标P_C2会存在差异。构建以S620确定的分量差值为约束条件的如下目标函数：

min F＝(x₂-x′_C2)²+(y₂-y′_C2)²+(θ₂-θ′_C2)²

可以得出F是关于

的关系约束函数，可以通过求偏导，构建雅克比矩阵，使用迭代方法进行求解，例如高斯牛顿法等。

从而，S640利用求解得到的

信息，结合上游侧相邻的预设标记C₁的导航位姿及真实位姿，即可得到修正的增插地图节点O′₁(x′_o1,y′_o1,θ′_o1)的导航位姿。

本发明实施例可以使用同样方法即可完成所有针对增插地图节点的导航位姿的修正。

在本发明实施例中，当移动机器人获取到任务信息后，移动机器人基于该任务信息移动，能够沿着规划路径遍历所建立的所有预设标记及增插地图节点(若存在)，并且采集行程中途径的预设标记的地面纹理信息，及增插地图节点(若存在)的地面纹理信息。在采集时，其会对自身的导航位姿进行实时修正，以保证采集时定位预设标记及增插地图节点(若存在)时准确。具体地说，其对自身的导航位姿进行修正时，一般是定位到预设标记时，基于预设标记的导航位姿及自身当前的导航位姿，及预设标记的真实位姿进行修正的。

图7为本发明实施例提供的移动机器人采集所构建地图中的预设标记的地面纹理信息及增插地图节点的地面纹理信息的方法流程图，其具体步骤包括：

S710：获取用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；

S720：在基于任务信息沿规划路径移动的行程中，在每个预设标记处以该预设标记处的真实位姿采集到地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到地面纹理信息；

S730:发送采集到的地面纹理信息。

在图7所述的方法中，移动机器人在进行导航时，可以采用巡线及轮式里程计方式，其中，移动机器人根据所规划的路径进行巡线导航，能够根据路径实时调整移动机器人在路径导航方向上的位姿，即，若沿x轴直线行进，则，y轴导航方向上的导航位置坐标及偏差角度θ，所以采用巡线方式确定的y轴导航方向上的导航位置坐标及偏差角度，出现的偏差可能性小且可以及时获知，根据巡线信息进行实时修正即可；而采用轮式里程计方式确定增插地图节点的x轴导航方向上的导航位置坐标(导航行进方向)，则由于是逐渐累加得到的，而累加得到的增插地图节点的x轴导航方向上的导航位置坐标，则出现偏差的可能性更大且不容易获知，所以具体针对增插地图节点的x轴导航方向上的导航位置坐标进行修正。若沿y轴直线行进，则，同理。

在该方法中，当移动机器人采集预设标记的地面纹理信息时，由于预设标记对应了构建地图所在环境中的真实的预设标记，比如预设的十字标记，所以移动机器人的下镜头视野范围覆盖到该真实标记时，采集地面纹理信息。

在这里，预设标记可以采用十字标记，也可以采用其他标记，比如三角形标记或圆形标记等等，这里不限定。但是，由于采用十字标记时可以以十字标记的交叉点的真实位置坐标为该标记的真实位置坐标，所以更加准确。预设标记可以直接标记在路径的真实弹线上，移动机器人采用设置的下镜头相机进行识别。当然，预设标记也可以标记在路径的真实弹线的任一一侧，移动机器人可以采用设置的其他相机镜头进行识别，只要保证预设标记在相机镜头视野覆盖内即可。

在该方法中，由于预设标记对应了构建地图所在环境中的真实标记，比如预设的十字标记，所以可以以预设标记为参考，对移动机器人的导航位姿进行修正，以保证移动机器人的导航不偏移地图中的规划路径。

也就是，对于如图7所示流程中的S720，所述在每个预设标记处以该预设标记处的真实位姿采集到地面纹理信息，可以进一步利用该预设标记的真实位姿进行导航位姿修正，并以修正完成后的导航位姿采集地面纹理信息(修正完成后的预设标记的导航位姿与预设标记的真实位姿相同)后，继续导航前进；当被导航至增插地图节点时，可以以当前的导航位姿采集地面纹理信息。

具体修正移动机器人的导航位姿如图8所示，图8为本发明实施例提供的修正所述移动机器人的导航位姿方法流程图，其具体步骤包括：

S810：在预设标记处的采集图像中识别预设标记；

S820：根据识别出的预设标记在采集图像中的图像坐标，通过坐标变换得到移动机器人相对预设标记的相对导航位姿；

S830：将预设标记的真实位姿加上移动机器人相对预设标记的相对导航位姿，作为修正完成后的导航位姿。

采用图8的方式在移动机器人沿着所述路径导航时，实时调整移动机器人的导航位姿，使得导航准确，能够准确定位到预设标记上及增插地图节点上。

在该实施例中，当移动机器人采集完地面纹理信息后，就可以发送给构建地图的设备，以根据这些地面纹理信息，为选定场景区域构建地图。

举一个具体例子对本发明实施例进行详细说明，图9为本发明实施例提供的对移动机器人的导航位姿进行修正的原理示意图。在该例子中预设标记对应的标记采用十字标记说明。

图9所示的为移动机器人导航到预设标记时(图中表示为十字标记)后，采用下视镜头拍摄的监控图像示意图。不失一般性，假设移动机器人的中心与所拍摄的图像中心重合，此时在图像中的O点代表移动机器人的导航位姿。假设此时移动机器人的导航位姿为(x_car，y_car，θ_car)，比如移动机器人基于巡线及轮式里程计累加导航到的导航位姿。移动机器人通过下视镜头可识别出所述监控图像中的预设标记C，并得到在所述监控图像中的对应像素点的位姿。将预设标记C在所述监控图像中的对应像素点的位姿进行空间坐标转换，得到预设标记C的导航位姿，记为(x_{local_c}，y_{local_c}，θ_{local_c})。预设标记C的真实位姿已经在路径规划时获知，假设其真实位姿为(x_{world_c}，y_{word_c}，θ_{world_c})。则通过预设标记C的真实位姿加上移动机器人相对预设标记的相对导航位姿，就可以得到移动机器人的导航位姿与移动机器人的真实位姿之间的关系，对移动机器人的导航位姿进行修正，修正完成后，移动机器人的当前导航位姿与移动机器人的真实位姿相同。这样，就可以在导航过程中，实时调整移动机器人的导航位姿，使得其精确，与移动机器人的真实位姿相同或无限趋近于移动机器人的真实位姿，从而在定位预设标记及定位增插地图节点时准确。

图10为本发明实施例提供的基于地面纹理信息的地图构建的系统示意图，所述系统包括：

信息获取单元1010，用于获取选定场景区域的拓扑信息，其中，选定场景区域中部署有多个预设标记，拓扑信息中包含途径多个预设标记的规划路径、以及各预设标记在选定场景区域中的真实位姿；

任务下达单元1020，用于检测拓扑信息中沿规划路径每对相邻的预设标记之间的间隔距离；根据检测到的间隔距离，向移动机器人下达用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；

地图构建单元1030，用于获取移动机器人采集的地面纹理信息，其中，移动机器人采集的地面纹理信息包括移动机器人在每个预设标记处以真实位姿采集到的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，移动机器人采集的地面纹理信息还包括移动机器人在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到的地面纹理信息；利用获取到的地面纹理信息，为选定场景区域构建地图。

若需要对增插地图节点的真实位姿进行偏差修正，则，地图构建单元1030可以进一步用于在利用获取到的地面纹理信息，为选定场景区域构建地图之前：

获取移动机器人在每个增插地图节点处采集地面纹理信息时的导航位姿；

对移动机器人在增插地图节点处的导航位姿进行修正；

利用移动机器人在增插地图节点处经修正后的导航位姿，更新增插地图节点的真实位姿；

其中，构建的地图中包括每个预设标记所表示的规划地图节点、并对应地记录有该预设标记的真实位姿以及在该预设标记处的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，构建的地图中还包括每个增插地图节点、并对应地记录有该增插地图节点更新后的真实位姿以及该增插地图节点处的地面纹理信息。

优选地，地图构建单元1030可以通过以下方式对增插地图节点的导航位姿进行修正：确定增插地图节点的上游侧和下游侧相邻的预设标记；根据上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，及下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，对移动机器人在增插地图节点处的导航位置坐标进行修正；其中，预设标记的导航位置坐标为移动机器人被导航到该预设标记时的当前位置坐标，预设标记的真实位置坐标为该预设标记在选定场景区域中的实际物理位置坐标。

例如，当移动机器人采用巡线导航方式时，地图构建单元1030可以只关注在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量，即，确定上游侧和下游侧相邻的预设标记的真实位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差，与，上游侧和下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差的分量差比值；确定增插地图节点的导航位置坐标与上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差，与，分量差比值的乘积；利用得到的乘积与上游侧相邻的预设标记的真实位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之和，修正增插地图节点的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量

作为对增插地图节点的导航位姿进行修正的另外一种替代方案，地图构建单元1030可以对增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ同时修正。

例如，在对增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ同时修正的情况下，地图构建单元1030可以具体用于：

根据增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ，以及，增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，计算得到下游侧相邻的预设标记的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ；

确定下游侧相邻的预设标记的真实位姿和导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ之间的分量差值；

调用预先创建的目标函数，以确定的分量差值作为该目标函数的约束条件、并以增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度为该调用函数的输入值，得到增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度θ；其中，该目标函数是关于增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，与，该增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度的关系约束函数；

根据上游侧相邻的预设标记的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ，以及通过调用目标函数得到的增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，计算得到增插地图节点经修正后的导航位姿的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ。

如图11所示，图11为本发明实施例提供的一种基于地面纹理信息的地图构建的移动机器人结构示意图，该移动机器人可以包括运动模组1110、采集模组1120、发送模组1150和处理器1130，该处理器1130用于：

获取用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；

在基于任务信息驱动运动模组带1110动移动机器人沿规划路径移动的行程中，驱动采集模组1120在每个预设标记处以该预设标记处的真实位姿采集到地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到地面纹理信息；

驱动发送模组1150发送采集到的地面纹理信息。

优选地，在驱动运动模组1110带动移动机器人沿规划路径移动、并驱动采集模组1120采集地面纹理信息的期间内，处理器1130可以具体用于：

当被导航至预设标记处时，利用预设标记驱动运动模组1110对移动机器人进行位姿修正，并驱动采集模组1120以移动机器人在位姿修正完成后的导航位姿采集地面纹理信息；

当被导航至增插地图节点处时，驱动采集模组1120以移动机器人当前的导航位姿采集地面纹理信息。

例如，为了利用预设标记驱动运动模组1110对移动机器人进行位姿修正，处理器1130可以具体用于：在采集模组1120获取到的采集图像中识别预设标记；根据识别出的预设标记在采集图像中的图像坐标，通过坐标变换得到移动机器人相对预设标记的相对导航位姿；将预设标记的真实位姿加上移动机器人相对预设标记的相对导航位姿，作为修正后的导航位姿。

另外，如图11所示的移动机器人还可以包括计算机可读存储介质1140以及存储在计算机可读存储介质1140上并可在处理器1130上运行的计算机程序，用于引发处理器1130执行上述的处理过程。

本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以是具备构建地图功能的设备，如图12所示，图12为本发明实施例提供的一种电子设备的示例性结构示意图，其中可以集成本申请实施例实现方法的装置。具体来讲：

该电子设备20可以包括一个或一个以上处理核心的处理器810、一个或一个以上计算机可读存储介质830以及存储在计算机可读存储介质830上并可在处理器810上运行的计算机程序。在执行所述存储器的程序时，可以实现上述实施例所述的基于地面纹理信息的地图的构建方法。

图13为本发明实施例提供的一种电子设备具体例子示意图，如图所示，该电子设备20还可以包括：通信模组820，用于与其他实体进行通信连接(有线方式或无线方式)，获取预设标记的地面纹理信息及增插地图节点的地面纹理信息；计算机可读存储介质830，可以存储数据及信息，其中一部分数据及信息在由处理器810执行时使得处理器810执行如前述实施例中所述的方法。

另外，该电子设备20还可以进一步包括：磁盘介质850，可以用于存储构建地图中的预设标记的真实位姿及对应的地面纹理信息，增插地图节点的真实位姿及对应的地面纹理信息等等；缓存介质860，至少可以用于缓存预设标记的地面纹理信息、及增插地图节点的地面纹理信息等等。

在另一个实施例中还提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，该非瞬时计算机可读存储介质可以存储指令，其中一部分指令在由处理器执行时使处理器执行如前述实施例中所述的方法。

在又一个实施例中还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，可以使得计算机执行如前述实施例所述的方法。

可以看出，本发明实施例提供了两种自动构建基于地面纹理信息的地图的方式，可以在不同情况下使用，也可以通过结合现场环境的精度需求，灵活配置，自动完成整个地图的构建。特别是基于稀疏预设标记的构建地图的方式，可以使用少量的预设标记，达到密集标记的建图效果，无需人工介入，自动完成整个基于地面纹理信息的地图的构建。

更进一步地，在构建基于地面纹理信息的地图时，实时修正导航的移动机器人的导航位姿，使得其不会导航出现偏差，从而保证了移动机器人在各个地图节点处采集的地面纹理信息准确，提高所构建地图的定位导航精度。另外，在基于稀疏标记的构建地图的方式下，还对增插地图节点的导航位姿进行修正，使得增插地图节点的真实位姿与增插地图节点的导航位姿相同或无限趋近，更准确定位增插地图节点，使得增插地图节点采集的地面纹理信息更加准确，提高所构建地图的定位导航精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种基于地面纹理信息的地图构建方法，其特征在于，所述地图构建方法包括：

获取选定场景区域的拓扑信息，其中，选定场景区域中部署有多个表示规划地图节点的预设标记，拓扑信息中包含途径多个预设标记的规划路径、以及各预设标记在选定场景区域中的真实位姿；

检测拓扑信息中沿规划路径每对相邻的预设标记之间的间隔距离；

根据检测到的间隔距离，向移动机器人下达用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；其中，增插地图节点位于该对预设标记中相邻预设标记之间预设的弹线上，或者，增插地图节点位于该对预设标记中相邻预设标记之间之间预设的弹线上的任意一侧；

获取移动机器人采集的地面纹理信息，其中，移动机器人采集的地面纹理信息包括移动机器人在每个预设标记处以真实位姿采集到的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，移动机器人采集的地面纹理信息还包括移动机器人在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到的地面纹理信息；

利用获取到的地面纹理信息，为选定场景区域构建地图。

2.如权利要求1所述的地图构建方法，其特征在于，所述利用获取到的地面纹理信息，为选定场景区域构建地图之前，还包括：

获取移动机器人在每个增插地图节点处采集地面纹理信息时的导航位姿；

对移动机器人在增插地图节点处的导航位姿进行修正；

利用移动机器人在增插地图节点处经修正后的导航位姿，更新增插地图节点的真实位姿；

其中，构建的地图中包括每个预设标记所表示的规划地图节点、并对应地记录有该预设标记的真实位姿以及在该预设标记处的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，构建的地图中还包括多个增插地图节点、并对应地记录有该增插地图节点更新后的真实位姿以及该增插地图节点处的地面纹理信息。

3.如权利要求2所述的地图构建方法，其特征在于，所述对增插地图节点的导航位姿进行修正，包括：

确定增插地图节点的上游侧和下游侧相邻的预设标记；

根据上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，及下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，对移动机器人在增插地图节点处的导航位置坐标进行修正；

其中，预设标记的导航位置坐标为移动机器人被导航到该预设标记时的当前位置坐标，预设标记的真实位置坐标为该预设标记在选定场景区域中的实际物理位置坐标。

4.如权利要求3所述的地图构建方法，其特征在于，所述根据上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，及下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标及真实位置坐标，对移动机器人在增插地图节点处的导航位置坐标进行修正，包括：

确定上游侧和下游侧相邻的预设标记的真实位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差，与，上游侧和下游侧相邻的预设标记的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差的分量差比值；

确定增插地图节点的导航位置坐标与上游侧相邻的预设标记的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之差，与，分量差比值的乘积；

利用得到的乘积与上游侧相邻的预设标记的真实位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量之和，修正增插地图节点的导航位置坐标在移动机器人的导航行进方向上的坐标分量。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对增插地图节点的导航位姿进行修正，包括：

对增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ同时修正。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ同时修正包括：

根据增插地图节点的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ，以及，增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，计算得到下游侧相邻的预设标记的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ；

确定下游侧相邻的预设标记的真实位姿和导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ之间的分量差值；

调用预先创建的目标函数，以确定的分量差值作为该目标函数的约束条件、并以增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度为该调用函数的输入值，得到增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度θ；其中，该目标函数是关于增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，与，该增插地图节点与下游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度的关系约束函数；

根据上游侧相邻的预设标记的导航位姿中的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ，以及通过调用目标函数得到的增插地图节点与上游侧相邻的预设标记之间的导航距离及导航偏转角度，计算得到增插地图节点经修正后的导航位姿的x轴坐标、y轴坐标及偏转角度θ。

7.一种基于地面纹理信息的地图构建方法，其特征在于，所述地图构建方法包括由移动机器人执行的如下步骤：

获取用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；其中，增插地图节点位于该对预设标记中相邻预设标记之间预设的弹线上，或者，增插地图节点位于该对预设标记中相邻预设标记之间之间预设的弹线上的任意一侧；

在基于任务信息沿规划路径移动的行程中，在每个预设标记处以该预设标记处的真实位姿采集到地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到地面纹理信息；

发送采集到的地面纹理信息。

8.如权利要求7所述的地图构建方法，其特征在于，所述在每个预设标记处以该预设标记处的真实位姿采集到地面纹理信息，进一步包括：

利用该预设标记的真实位姿进行导航位姿修正，并以修正完成后的导航位姿采集地面纹理信息。

9.根据权利要求8所述的地图构建方法，其特征在于，利用预设标记的真实位姿进行导航位姿修正，包括：

在预设标记处的采集图像中识别预设标记；

根据识别出的预设标记在采集图像中的图像坐标，通过坐标变换得到移动机器人相对预设标记的相对导航位姿；

将预设标记的真实位姿加上移动机器人相对预设标记的相对导航位姿，作为修正后的导航位姿。

10.一种基于地面纹理信息的地图构建的系统，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于获取选定场景区域的拓扑信息，其中，选定场景区域中部署有多个预设标记，拓扑信息中包含途径多个预设标记的规划路径、以及各预设标记在选定场景区域中的真实位姿；

任务下达单元，用于检测拓扑信息中沿规划路径每对相邻的预设标记之间的间隔距离；根据检测到的间隔距离，向移动机器人下达用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；其中，增插地图节点位于该对预设标记中相邻预设标记之间预设的弹线上，或者，增插地图节点位于该对预设标记中相邻预设标记之间之间预设的弹线上的任意一侧；

地图构建单元，用于获取移动机器人采集的地面纹理信息，其中，移动机器人采集的地面纹理信息包括移动机器人在每个预设标记处以真实位姿采集到的地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，移动机器人采集的地面纹理信息还包括移动机器人在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到的地面纹理信息；利用获取到的地面纹理信息，为选定场景区域构建地图。

11.一种移动机器人，其特征在于，包括运动模组、采集模组、发送模组和处理器，该处理器用于：

获取用于沿规划路径采集地面纹理信息的任务信息，其中，该任务信息中包含各预设标记的真实位姿，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，任务信息中还包括在该对预设标记之间增加的多个增插地图节点的真实位姿；其中，增插地图节点位于该对预设标记中相邻预设标记之间预设的弹线上，或者，增插地图节点位于该对预设标记中相邻预设标记之间之间预设的弹线上的任意一侧；

在基于任务信息驱动运动模组带动移动机器人沿规划路径移动的行程中，驱动采集模组在每个预设标记处以该预设标记处的真实位姿采集到地面纹理信息，若任意一对相邻的预设标记之间的间隔距离大于预设阈值，则，在该对预设标记之间的每个增插地图节点采集到地面纹理信息；

驱动发送模组发送采集到的地面纹理信息。

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