CN113190568A - 一种地图更新方法、装置及相关组件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种地图更新方法，应用于移动设备的处理器，该地图更新方法包括：获取移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据，初始环境数据根据初始地图确定；根据实际环境数据和初始环境数据判断当前位置是否存在环境变化；若是，获取当前位置的环境变化数据，并基于环境变化数据得到新地图。本申请能够根据移动设备所处环境的变化更新移动设备使用的地图，定位准确度高，保障移动设备的功能与可使用性。本申请还公开了一种地图更新装置、电子设备及计算机可读存储介质，具有以上有益效果。

Description

一种地图更新方法、装置及相关组件

技术领域

本申请涉及移动设备领域，特别涉及一种地图更新方法、装置及相关组件。

背景技术

当前，随着自主移动机器人在各工业场景中使用越来越广泛，SLAM(SimultaneousLocalization And Mapping，同步定位与建图)作为其一种定位方式在各类工业场景应用越来越多。SLAM通过采集周边环境数据，并将其与原始地图进行匹配，得到当前自主移动机器人在环境中的位置与姿态信息。在匹配过程中，由于原始地图不可更改，无法随着环境变化实时更新当前地图，无法很好适应变化环境的场景，在使用过程中随着运行时间越长，自主移动机器人的定位准确度将会逐渐下降，影响自主移动机器人的功能与可使用性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种地图更新方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够根据移动设备所处环境的变化更新移动设备使用的地图，定位准确度高，保障移动设备的功能与可使用性。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种地图更新方法，应用于移动设备的处理器，该地图更新方法包括：

获取所述移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据，所述初始环境数据根据初始地图确定；

根据所述实际环境数据和所述初始环境数据判断当前位置是否存在环境变化；

若是，获取当前位置的环境变化数据，并基于所述环境变化数据得到新地图。

优选的，所述获取所述移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据之前，该地图更新方法还包括：

根据所述移动设备的多个数据源对应的位姿信息得到所述移动设备的当前位置。

优选的，所述根据所述移动设备的多个数据源对应的位姿信息得到所述移动设备的当前位置的过程具体包括：

通过扩展卡尔曼滤波算法对所述移动设备的多个数据源对应的位姿信息进行融合，得到所述移动设备的当前位置。

优选的，所述实际环境数据包括点云数据、高反光率物体数据、地面二维码数据、地面纹理数据及空间Apriltag数据中的一种或多种。

优选的，所述获取当前位置的环境变化数据之后，该地图更新方法还包括：

判断自身是否为主处理器；

相应的，所述基于所述环境变化数据得到新地图的过程包括：

若自身为所述主处理器，根据自身获取到的所述环境变化数据及其他处理器上传的所有所述环境变化数据对所述初始地图进行更新得到新地图，并将所述新地图下发至其他处理器；

若自身不为所述主处理器，将所述环境变化数据上传至所述主处理器，并接收所述主处理器下发的、基于所述环境变化数据得到的新地图。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种地图更新装置，应用于移动设备的处理器，该地图更新装置包括：

获取模块，用于获取所述移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据，所述初始环境数据根据初始地图确定；

第一判断模块，用于根据所述实际环境数据和所述初始环境数据判断当前位置是否存在环境变化，若是，触发更新模块；

所述更新模块，用于获取当前位置的环境变化数据，并基于所述环境变化数据得到新地图。

优选的，该地图更新装置还包括：

定位模块，用于根据所述移动设备的多个数据源对应的位姿信息得到所述移动设备的当前位置。

优选的，该地图更新装置还包括：

第二判断模块，用于判断自身是否为主处理器；

相应的，所述更新模块具体用于：

获取当前位置的环境变化数据；

若自身为所述主处理器，根据自身获取到的所述环境变化数据及其他处理器上传的所有所述环境变化数据对所述初始地图进行更新得到新地图，并将所述新地图下发至其他处理器；

若自身不为所述主处理器，将所述环境变化数据上传至所述主处理器，并接收所述主处理器下发的、基于所述环境变化数据得到的新地图。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述的地图更新方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述的地图更新方法的步骤。

本申请提供了一种地图更新方法，移动设备运行过程中，其自身处理器获取当前位置的实际环境数据及基于原始地图得到的初始环境数据，将实际环境数据和初始环境数据进行对比，可知移动设备所处当前位置的环境是否发生变化，若是，获取当前位置的环境变化数据，并基于环境变化数据得到新地图，以使移动设备按照新地图进行定位，定位准确度高，保障移动设备的功能与可使用性。本申请还提供了一种地图更新装置、电子设备及计算机可读存储介质，具有和上述地图更新方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请所提供的一种地图更新方法的步骤流程图；

图2为本申请所提供的一种地图更新系统的结构示意图；

图3为本申请所提供的一种地图更新装置的结构示意图；

图4为本申请所提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种地图更新方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够根据移动设备所处环境的变化更新移动设备使用的地图，定位准确度高，保障移动设备的功能与可使用性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请所提供的一种地图更新方法的步骤流程图，该地图更新方法包括：

S101：获取移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据，初始环境数据根据初始地图确定；

具体的，初始地图是指移动设备当前使用的地图，按照初始地图，可以确定该地图上每一位置对应的环境数据，本实施例中将由初始地图得到的环境数据称为初始环境数据。在移动设备工作过程中，移动设备自身设置的传感器会按预设时间周期采集其运行区域的实际环境数据，实际环境数据包括但不限于激光雷达采集的点云数据、激光雷达采集的高反光率物体数据、摄像头采集的地面二维码数据、摄像头采集的地面纹理数据及摄像头采集的空间Apriltag数据等。基于此，移动设备运行到某一位置时，该位置会对应一组由初始地图确定的初始环境数据及一组由传感器采集的实际环境数据。本实施例中，移动设备包括但不限于自主移动机器人、叉车等。

S102：根据实际环境数据和初始环境数据判断当前位置是否存在环境变化，若是，执行S103；

S103：获取当前位置的环境变化数据，并基于环境变化数据得到新地图。

可以理解的是，本实施例中获取实际环境数据和初始环境数据的目的在于确定当前位置的环境是否发生变化，环境变化包括但不限于当前位置的货架被移走，或当前位置新堆放杂物等。具体的，若当前位置的环境没有变化，那么当前位置对应的初始环境数据和实际环境数据的误差应在预设范围内，若二者相差较大，则说明当前位置的环境发生变化，此时应对当前位置的环境数据进行更新。

具体的，获取当前位置的环境变化数据，这里的环境变化数据包括但不限于当前位置数据和变化的特征数据，如变化的点云数据，变化的高反光物数据，变化的直线特征数据等。比如移动设备运行区域中的货架移动了，那么传感器采集到的点云数据和基于初始地图得到的点云数据就会有部分不一致，这部分不一致的点云数据即为一类变化的特征数据。进一步的，基于环境变化数据得到新地图，以使移动设备按照新地图进行SLAM定位、融合，从而提高移动设备的定位准确性和定位可靠性。

当然，若判定当前位置没有发生环境变化，则不对当前使用的初始地图进行更新。

可见，本实施例在移动设备运行过程中，其自身处理器获取当前位置的实际环境数据及基于原始地图得到的初始环境数据，将实际环境数据和初始环境数据进行对比，可知移动设备所处当前位置的环境是否发生变化，若是，获取当前位置的环境变化数据，并基于环境变化数据得到新地图，以使移动设备按照新地图进行定位，定位准确度高，保障移动设备的功能与可使用性。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，获取移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据之前，该地图更新方法还包括：

根据移动设备的多个数据源对应的位姿信息得到移动设备的当前位置。

作为一种优选的实施例，根据移动设备的多个数据源对应的位姿信息得到移动设备的当前位置的过程具体包括：

通过扩展卡尔曼滤波算法对移动设备的多个数据源对应的位姿信息进行融合，得到述移动设备的当前位置。

具体的，为进一步提高移动设备的定位准确性，本实施例根据移动设备的多个数据源提供的位姿信息来确定移动设备的当前位置。首先基于初始地图进行SLAM定位，获取移动设备的初步位姿信息，然后将初步位姿信息和通过其他传感器采集到的位姿信息通过扩展卡尔曼滤波算法进行融合，得到移动设备的当前位置。

作为一种优选的实施例，获取当前位置的环境变化数据之后，该地图更新方法还包括：

判断自身是否为主处理器；

相应的，基于环境变化数据得到新地图的过程包括：

若自身为主处理器，根据自身获取到的环境变化数据及其他处理器上传的所有环境变化数据对初始地图进行更新得到新地图，并将新地图下发至其他处理器；

若自身不为主处理器，将环境变化数据上传至主处理器，并接收主处理器下发的、基于环境变化数据得到的新地图。

可以理解的是，每个移动设备内部都设置有处理器，S101至S103均通过处理器执行。本实施例中，将内置更新算法的处理器确定为主处理器，主处理器可以是任意一个移动设备内部的处理器，也可以是所有移动设备外部的处理器，若主处理器为某一移动设备内部的处理器，则其他移动设备均和该移动设备进行通信，若主处理器为所有移动设备外部的处理器，则所有移动设备均和该外部处理器进行通信。

具体的，当处理器获取到当前位置的环境变化数据后，先判断自身是否为主处理器，如果不是，则将自身获取到的环境变化数据上传给主处理器，此时主处理器可以是移动设备外部的处理器，也可以是任意一个移动设备内部的处理器，主处理器将接收到的移动设备上传的环境变化数据进行汇总，根据所有环境变化数据对初始地图进行更新得到新地图；若自身是主处理器，则接收其他处理器上传的环境变化数据并进行汇总，然后根据所有环境变化数据对初始地图进行更新得到新地图。主处理器得到新地图后，将新地图下发，具体的，若主处理器为移动设备外部处理器，则将新地图下发给所有移动设备，若主处理器为移动设备内部处理器，则将新地图下发给除主处理器外的其他处理器。

本实施例中，非主处理器的其他处理器仅将环境变化数据上传给主处理器，而不是上传完整的传感器数据，以达到减少数据传输量、提高传输效率和降低网络负载的目的。此外，在更新地图时，本申请是根据所有移动设备的处理器获取到环境变化数据对初始地图进行更新，保证了全面性和完整性。并将更新后的地图统一下发给所有非主处理器，从而保证各个移动设备所使用的地图是一致的，进而提高移动设备的运行安全性。

请参照图2，图2为本申请所提供的一种地图更新方法所适用的地图更新系统的结构示意图，该地图更新系统包括交互模块01、地图更新服务端02和设于移动设备内部的地图更新客户端03、融合模块04及定位模块05。可以理解的是，主处理器所在终端即为地图更新服务端02，非主处理器所在终端即为地图更新客户端03，图2中仅以一个移动设备为例进行说明，其他移动设备，同理。

其中，地图更新服务端02可以运行在现场服务器中，用于对地图进行维护，包括接收现场各自主移动机器人、叉车实时上传的激光扫描信息，实时更新当前地图，并响应下游的各自主移动机器人、叉车的请求，将更新后的地图下发到各移动机器人和叉车，还用于收集全局自主移动机器人和叉车的地图应用信息。

具体的，地图更新客户端03可以运行在现场各自主移动机器人和叉车中，用于执行环境变化检测操作，并筛选需更新包括点云数据在内的环境变换数据，并上传环境变化检测后的激光扫描信息至服务器，还用于根据需要将本机地图使用信息以及本机新建地图文件上传至地图更新服务端02，并根据需要从地图更新服务端02请求、同步最新版本的地图至本机，还用于与融合模块04和定位模块05等模块交互使该更新地图生效、应用。

具体的，交互模块01运行在现场运维电脑上，用于运维操作，包括对地图更新服务端02和地图更新客户端03进行相关配置，对地图更新服务端02进行相关配置包括但不限于如启停更新、配置地图等，还包括查看、上传、下载地图文件，查看全局地图应用信息等，对地图更新客户端03进行相关配置包括同步服务器地图、判断是否上传扫描信息等，还包括操控建图及将新建地图上传至地图更新服务端02。

具体的，定位模块05和融合模块04用于接收地图更新服务端02的指令并将更新地图无感知应用到当前定位过程中。

进一步的，对地图更新服务端02和一个地图更新客户端03的交互流程进行说明，其他地图更新客户端03和地图更新服务端02的交互，同理。

具体的，当地图更新服务端02和地图更新客户端03启动后，地图更新客户端03与地图更新服务端02建立无线连接，具体可建立WiFi连接。当地图更新客户端03连接到地图更新服务端02后，地图更新服务端02会向地图更新客户端03反馈一个成功连接的信息，地图更新服务端02接收到该信息后判定连接成功后，向地图更新服务端02发送基于MD5的当前地图请求信息，地图更新客户端03向地图更新服务端02发送基于MD5的当前地图反馈信息，地图更新客户端03对当前地图反馈信息进行MD5校验，若校验通过，说明本机使用的地图即最新版本的地图，地图更新客户端03根据本机上的地图进行后续融合、定位等操作，若校验未接通过，说明地图更新客户端03当前使用的地图和地图更新服务端02的最新版本的地图不一致，此时，地图更新客户端03应将地图更新服务端02中最新版本的地图下载到本机，通过新下载的地图进行后续融合、定位等操作。

综上所述，采用本申请的方案，各移动设备在运行过程中能实时更新地图，保持与环境一致，提高定位精度，多个移动机器人之间可以同时采集不同路径点的传感器数据，汇总至主处理器进行处理，数据量更丰富、提高更新效率，且主处理器可以采用更高计算能力的处理器，为地图更新服务提供更强的算力支持，在各移动设备本地进行变化区域检测、提取特征数据，在传输至主处理器处理，可避免传输大量原始传感器数据，降低传输带宽需求。

请参照图3，图3为本申请所提供的一种地图更新装置的结构示意图，应用于移动设备的处理器，该地图更新装置包括：

获取模块11，用于获取移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据，初始环境数据根据初始地图确定；

第一判断模块12，用于根据实际环境数据和初始环境数据判断当前位置是否存在环境变化，若是，触发更新模块13；

更新模块13，用于获取当前位置的环境变化数据，并基于环境变化数据得到新地图。

可见，本实施例在移动设备运行过程中，其自身处理器获取当前位置的实际环境数据及基于原始地图得到的初始环境数据，将实际环境数据和初始环境数据进行对比，可知移动设备所处当前位置的环境是否发生变化，若是，获取当前位置的环境变化数据，并基于环境变化数据得到新地图，以使移动设备按照新地图进行定位，定位准确度高，保障移动设备的功能与可使用性。

作为一种优选的实施例，该地图更新装置还包括：

定位模块，用于根据移动设备的多个数据源对应的位姿信息得到移动设备的当前位置。

作为一种优选的实施例，定位模块具体用于：

通过扩展卡尔曼滤波算法对移动设备的多个数据源对应的位姿信息进行融合，得到述移动设备的当前位置。

作为一种优选的实施例，实际环境数据包括点云数据、高反光率物体数据、地面二维码数据、地面纹理数据及空间Apriltag数据中的一种或多种。

作为一种优选的实施例，该地图更新装置还包括：

第二判断模块，用于判断自身是否为主处理器；

相应的，更新模块13具体用于：

获取当前位置的环境变化数据；

若自身为主处理器，根据自身获取到的环境变化数据及其他处理器上传的所有环境变化数据对初始地图进行更新得到新地图，并将新地图下发至其他处理器；

若自身不为主处理器，将环境变化数据上传至主处理器，并接收主处理器下发的、基于环境变化数据得到的新地图。

另一方面，本申请还提供了一种电子设备，如参见图4，其示出了本申请实施例一种电子设备的一种组成结构示意图，本实施例的电子设备可以包括：处理器21和存储器22。

可选的，该电子设备还可以包括通信接口23、输入单元24和显示器25和通信总线26。

处理器21、存储器22、通信接口23、输入单元24、显示器25、均通过通信总线26完成相互间的通信。

在本申请实施例中，该处理器21，可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，特定应用集成电路，数字信号处理器，现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件等。

该处理器可以调用存储器22中存储的程序。具体的，处理器可以执行以下地图更新方法的实施例中电子设备侧所执行的操作。

存储器22中用于存放一个或者一个以上程序，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令，在本申请实施例中，该存储器中至少存储有用于实现以下功能的程序：

获取移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据，初始环境数据根据初始地图确定；

根据实际环境数据和初始环境数据判断当前位置是否存在环境变化；

若是，获取当前位置的环境变化数据，并基于环境变化数据得到新地图。

可见，本实施例在移动设备运行过程中，其自身处理器获取当前位置的实际环境数据及基于原始地图得到的初始环境数据，将实际环境数据和初始环境数据进行对比，可知移动设备所处当前位置的环境是否发生变化，若是，获取当前位置的环境变化数据，并基于环境变化数据得到新地图，以使移动设备按照新地图进行定位，定位准确度高，保障移动设备的功能与可使用性。

在一种可能的实现方式中，该存储器22可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、以及至少一个功能(比如定位功能等)所需的应用程序等；存储数据区可存储根据计算机的使用过程中所创建的数据。

此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件或其他易失性固态存储器件。

该通信接口23可以为通信模块的接口，如WiFi模块的接口。

本申请还可以包括显示器24和输入单元25等等。

当然，图4所示的物联网设备的结构并不构成对本申请实施例中物联网设备的限定，在实际应用中电子设备可以包括比图4所示的更多或更少的部件，或者组合某些部件。

另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一个实施例所描述的地图更新方法的步骤。

对于本申请所提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

本申请所提供的一种计算机可读存储介质具有和上述地图更新方法相同的有益效果。

还需要说明的是，在本说明书中，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。在没有更多限制的状况下，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。

对所公开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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种地图更新方法，其特征在于，应用于移动设备的处理器，该地图更新方法包括：

获取所述移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据，所述初始环境数据根据初始地图确定；

根据所述实际环境数据和所述初始环境数据判断当前位置是否存在环境变化；

若是，获取当前位置的环境变化数据，并基于所述环境变化数据得到新地图。

2.根据权利要求1所述的地图更新方法，其特征在于，所述获取所述移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据之前，该地图更新方法还包括：

根据所述移动设备的多个数据源对应的位姿信息得到所述移动设备的当前位置。

3.根据权利要求2所述的地图更新方法，其特征在于，所述根据所述移动设备的多个数据源对应的位姿信息得到所述移动设备的当前位置的过程具体包括：

通过扩展卡尔曼滤波算法对所述移动设备的多个数据源对应的位姿信息进行融合，得到所述移动设备的当前位置。

4.根据权利要求1所述的地图更新方法，其特征在于，所述实际环境数据包括点云数据、高反光率物体数据、地面二维码数据、地面纹理数据及空间Apriltag数据中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的地图更新方法，其特征在于，所述获取当前位置的环境变化数据之后，该地图更新方法还包括：

判断自身是否为主处理器；

相应的，所述基于所述环境变化数据得到新地图的过程包括：

若自身为所述主处理器，根据自身获取到的所述环境变化数据及其他处理器上传的所有所述环境变化数据对所述初始地图进行更新得到新地图，并将所述新地图下发至其他处理器；

若自身不为所述主处理器，将所述环境变化数据上传至所述主处理器，并接收所述主处理器下发的、基于所述环境变化数据得到的新地图。

6.一种地图更新装置，其特征在于，应用于移动设备的处理器，该地图更新装置包括：

获取模块，用于获取所述移动设备在当前位置的实际环境数据及初始环境数据，所述初始环境数据根据初始地图确定；

第一判断模块，用于根据所述实际环境数据和所述初始环境数据判断当前位置是否存在环境变化，若是，触发更新模块；

所述更新模块，用于获取当前位置的环境变化数据，并基于所述环境变化数据得到新地图。

7.根据权利要求6所述的地图更新装置，其特征在于，该地图更新装置还包括：

定位模块，用于根据所述移动设备的多个数据源对应的位姿信息得到所述移动设备的当前位置。

8.根据权利要求6或7所述的地图更新装置，其特征在于，该地图更新装置还包括：

第二判断模块，用于判断自身是否为主处理器；

相应的，所述更新模块具体用于：

获取当前位置的环境变化数据；

若自身为所述主处理器，根据自身获取到的所述环境变化数据及其他处理器上传的所有所述环境变化数据对所述初始地图进行更新得到新地图，并将所述新地图下发至其他处理器；

若自身不为所述主处理器，将所述环境变化数据上传至所述主处理器，并接收所述主处理器下发的、基于所述环境变化数据得到的新地图。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任意一项所述的地图更新方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任意一项所述的地图更新方法的步骤。

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