CN113701767A

CN113701767A - 一种地图更新的触发方法和系统

Info

Publication number: CN113701767A
Application number: CN202010441230.7A
Authority: CN
Inventors: 陈元吉
Original assignee: Hangzhou Hikrobot Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Hikrobot Technology Co Ltd
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2040-05-22
Also published as: CN113701767B; WO2021233441A1

Abstract

本发明公开了一种地图更新的触发方法，该方法包括，在用于调度移动机器人的调度平台侧，接收来自移动机器人用于上报地图节点匹配失败的第一信息，所述第一信息至少包括匹配失败的地图节点标识；基于所接收的第一信息，统计具有该地图节点标识的第一信息的数量；判断所统计的具有该地图节点标识的第一信息的数量是否大于设定的阈值，如果是，则触发所述地图节点的数据更新。能够及时捕获受损的地图节点，实现了地图更新的自动化和实时性，降低了移动机器人重定位的概率。

Description

一种地图更新的触发方法和系统

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别地，涉及一种地图更新的触发方法。

背景技术

在机器人技术领域里，地图提供了用于机器视觉定位的环境描述数据。例如，用于在即时定位与建图(SLAM)的系统中，移动机器人依靠预先建立的地图进行定位。由于构成地图信息的环境会产生损坏等不可恢复的变化，如果还用原来的地图进行定位，会导致定位效果下降甚至失败。

以基于地面纹理地图的视觉导航为例。基于地面纹理的视觉导航，需要对地面纹理进行建图。建图的过程是用摄像头将地面的有效纹理信息记录下来，并且和当前的位置坐标对应，形成一张由若干节点构成的纹理地图；每个节点包括位姿信息和纹理点的纹理信息。移动机器人(例如自动导引车(AGV))移动的时候，经过某个节点的时候，根据当前图像特征和节点中纹理点纹理信息的配准，解算出当前移动机器人的位姿，即可进行基于地面纹理的定位导航。在长时间运维过程中，地面会产生一些磨损、破裂等不可恢复的变化，如果还用原来的纹理地图进行定位，则会产生定位效果下降的问题。

发明内容

本发明提供了一种地图更新的触发方法，以对地图进行及时的更新。

本发明提供的一种地图更新的触发方法是这样实现的：在用于调度移动机器人的调度平台侧，

接收来自移动机器人用于上报地图节点匹配失败的第一信息，所述第一信息至少包括匹配失败的地图节点标识；

基于所接收的第一信息，统计具有该地图节点标识的第一信息的数量；

判断所统计的具有该地图节点标识的第一信息的数量是否大于设定的阈值，如果是，则触发所述地图节点的数据更新。

较佳地，所述第一信息是移动机器人基于地图进行导航定位，根据所确定的当前地图节点的纹理点与当前图像的特征点匹配未达到设定的匹配阈值时上报的。

较佳地，所述第一信息还包括移动机器人标识，

所述基于所接收的第一信息，统计具有该地图节点标识的第一信息的数量之前，还包括，

根据第一信息中携带的移动机器人标识，统计该移动机器人上报的第一信息的数量；判断所统计的第一信息数量是否大于设定的第一阈值，如果是，则判定当前移动机器人异常，否则，执行所述基于所接收的第一信息，统计具有该地图节点标识的第一信息的数量的步骤；

所述判断所统计的具有该地图节点标识的第一信息的数量是否大于设定的阈值，包括，如果所统计的具有该地图节点标识的第一信息的数量大于设定的第二阈值，则触发所述地图节点的数据更新；否则，则不触发所述地图节点的数据更新；

所述触发所述地图节点的数据更新进一步包括，

查询是否有所述地图节点标识的数据更新记录，如果有，则根据移动机器人标识向该移动机器人下发该地图节点更新后的数据，以使得该移动机器人加载所述地图节点更新后的数据；否则，下发更新所述地图节点数据的指示，以使得移动机器人获取当前新的图像，更新所述地图节点的数据，并将更新后的节点数据发送给调度平台；其中，所述当前新的图像是移动机器人在距离小于等于设定的触发采集距离阈值时采集的。

较佳地，所述第一信息还包括第一信息标识，

所述接收来自移动机器人用于上报地图节点匹配失败的第一信息，进一步包括，记录第一信息的接收时间；

所述基于所接收的第一信息，统计具有该地图节点标识的第一信息的数量，包括，根据第一信息标识，从接收的所有上报信息中筛选出第一信息，

定期或不定期地根据上报时间筛选出所需的第一信息，

对任一地图节点标识：统计具有该地图节点标识的第一信息的数量，得到第一统计量，

判断该地图节点标识的第一统计量是否大于设定的第三阈值，如果是，则统计该地图节点标识的第一信息中具有相同移动机器人标识的第一信息数量，得到第二统计量，将第一统计量减去第二统计量后再加上p，得到第三统计量；其中，p为第二统计量中不同移动机器人标识的数量，

所述判断所统计的具有该地图节点标识的第一信息的数量是否大于设定的阈值，包括，

对任一地图节点标识：

如果第三统计量大于设定的第四阈值，则触发所述地图节点的数据更新；否则，则不触发所述地图节点的数据更新；

所述触发所述地图节点的数据更新进一步包括，向所有移动机器人下发所述地图节点的更新数据。

较佳地，该方法进一步包括，判断同一地图中被更新的地图节点数量所占所有地图节点的比率是否大于设定的第五阈值，如果是，则触发重新构建地图的通知。

较佳地，所述第一信息还包括第一信息标识以及移动机器人标识，

定期或不定期地根据上报时间筛选出所需的第一信息，

对任一移动机器人标识，统计具有该移动机器人标识的第一信息的数量，判断所统计的第一信息数量是否大于设定的第六阈值，如果是，则判定该移动机器人异常，并对该移动机器人进行标记；对任一地图节点标识，统计具有该地图节点标识的第一信息的数量，排除已标记的移动机器人的第一信息的数量；

所述判断所统计的具有该地图节点标识的第一信息的数量是否大于设定的阈值，包括，对任一地图节点标识：如果所统计的具有该地图节点标识的第一信息的数量大于设定的第七阈值，则触发该地图节点数据的更新，否则，不触发该地图节点数据的更新；

所述触发该地图节点数据的更新包括，

根据移动机器人标识，将该地图节点标识通知给除异常移动机器人之外的所有移动机器人，以使得移动机器人定位到所述地图节点时进行所述地图节点的数据更新。

较佳地，所述移动机器人标识为移动机器人编号，所述地图节点标识为地图节点编号，所述地图节点的数据包括节点处的纹理点的特征信息和节点位姿信息。

本发明还提供一种用于移动机器人调度的系统，包括，调度平台和至少一个以上移动机器人，所述移动机器人包括存储器和处理器，所述存储器存储有可被处理器执行的指令，所述指令被处理器执行，以使所述处理器执行以上任一所述的地图更新的触发方法的步骤；

所述调度平台，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可被处理器执行的指令，所述指令被处理器执行，以使所述处理器执行以上任一所述的地图更新的触发方法的步骤。

本发明提供的一种用于移动机器人调度的调度平台，包括，

接收模块，接收来自移动机器人用于上报地图节点匹配失败的第一信息，所述第一信息至少包括匹配失败的地图节点标识；

统计模块，基于所接收的第一信息，统计具有该地图节点标识的第一信息的数量；

触发模块，判断所统计的具有该地图节点标识的第一信息的数量是否大于设定的阈值，如果是，则触发所述地图节点的数据更新。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述地图更新的触发方法的步骤。

本发明提供的地图更新的触发方法，通过对移动机器人上报的用于反馈地图节点匹配失败的第一信息的统计分析，能够及时捕获受损的地图节点，实现了地图更新的自动化和实时性，降低了移动机器人重定位的概率，进一步地，通过对包括移动机器人标识的第一信息的统计和分析，可以避免移动机器人单体异常而导致频繁更新地图，降低了因频繁更新地图对移动机器人任务产生的影响。

附图说明

图1为实施例一AGV系统中触发地图更新的一种流程示意图。

图2为实施例二AGV系统中触发地图更新的一种流程示意图。

图3为实施例三AGV系统中触发地图更新的一种流程示意图。

图4为本发明实施例用于移动机器人调度的调度系统的一种示意图。

图5为调度平台的一种示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。

本发明实施例根据移动机器人导航定位时在地图节点处的位姿计算、当前图像中的特征点与节点处的特征点匹配情况，确定是否产生上报信息给调度平台以报告地图节点。调度平台对上报的信息进行分析，以触发该节点地图信息的更新。

以下以AGV系统中基于纹理地图的更新来进行说明，所应理解的是，本发明不限于纹理地图，对于机器视觉中的其他地图更新也可适用。

在本发明中，AGV系统中共有n辆移动机器人，移动机器人当前使用的纹理地图包括有m个节点，每个节点的数据包括有节点的位姿信息、以及该节点处各个纹理点的纹理信息；每个移动机器人具有移动机器人标识，例如，移动机器人编号，每个地图节点具有节点标识，例如，节点编号，为便于描述，下文中地图节点简称为节点。

实施例一

参见图1所示，图1为实施例一AGV系统中触发地图更新的一种流程示意图。在移动机器人侧，编号为i的移动机器人在基于纹理地图的导航定位过程中，

步骤101，移动机器人基于纹理地图进行导航定位，根据当前图像定位于纹理地图中当前编号为j的节点，将当前图像的特征点与该节点处的纹理点进行匹配；

步骤102，判断匹配的程度是否达到设定的匹配阈值，例如，当前图像的特征点与该节点处的纹理点所匹配上的点的个数是否达到设定的个数阈值，

如果到达设定的匹配阈值，则继续正常移动，否则，则向调度平台上报第一信息，该信息包括有该移动机器人编号、和节点编号，

在调度平台侧，

步骤103，根据第一信息中携带的移动机器人编号，调度平台统计该移动机器人编号发送的第一信息的数量，判断该统计数量是否大于设定的第一阈值，

如果是，则说明移动机器人自身存在故障，判定该移动机器人异常，并对该移动机器人进行标记，并结束，

否则，根据第一信息中携带的节点编号，调度平台统计所接收的第一信息中包括该节点编号的第一信息的数量，判断包括该节点编号的第一信息的数量是否大于设定的第二阈值，如果是，则执行步骤104，触发该节点更新，否则，则不触发该节点更新。

步骤104，调度平台查询是否有该节点的数据更新记录，如果有，则将更新后的节点数据发送给该移动机器人，否则，向该移动机器人发送更新当前节点数据的指示，以使得移动机器人获取当前新的图像，通过机器视觉算法解算出当前新的位姿，并基于当前图像提取当前新的纹理特征信息，将当前新的位姿和当前新的纹理特征信息保存于该节点中，从而更新当前节点数据。例如，建立从第一有效节点经过至少一个待更新地图节点至第二有效节点的更新路径，控制移动机器人按照所述更新路径移动，当移动机器人当前位置与待更新节点的距离小于设定的触发采集图像的距离阈值时，触发当前位置的地面纹理图像的采集和惯性传感器数据(包括里程计距离和转过的角度)的采集，以所采集的第一有效节点位置、第二有效节点位置、以及待更新地图节点的里程计距离和角度为约束，基于从第一有效节点至第二有效节点的测量误差，求解待更新节点的全局位姿，更新后的地图节点的全局位姿。其中，更新路径为第一有效节点、待更新节点、第二有效节点在一条直线上的路径或者具有一定曲率的近似直线的路径。

可选地，移动机器人接收到更新当前节点数据的指示之后，移动机器人在当前节点处采集新的图像来更新当前节点的纹理信息，或者，在与当前节点的距离小于等于设定的触发采集距离阈值处采集新的图像来更新当前节点的纹理信息。

较佳地，移动机器人将当前更新的节点数据返回给调度平台，调度平台保存该更新后的节点数据，以提供给其他所需更新该节点的移动机器人。

本实施例中，对于任一移动机器人在任一节点都可以实时地触发节点更新，提高了移动机器人导航定位的快速性和有效性，降低了被绑架的发生，减少了重定位发生的概率，避免了因为地面纹理受污受损而导致的定位失败，提高了AVG系统的整体运维效率，通过对第一信息的统计分析，准确地确定了需要更新的节点，避免了单个移动机器人本身异常而导致频繁更新地图，实现了地图更新的自动化和实时性。

实施例二

参见图2所示，图2为实施例二AGV系统中触发地图更新的一种流程示意图。在移动机器人侧，任一移动机器人在基于纹理地图的导航定位过程中，

步骤201，与步骤101相同，移动机器人基于纹理地图进行导航定位，根据当前图像中的特征点计算定位于纹理地图中当前编号为j的节点，将当前图像的特征点与该节点处的纹理点进行匹配，

步骤202，与步骤102相同，判断匹配的程度是否到达设定的匹配阈值，如果到达设定的匹配阈值，则继续正常移动，否则，则向调度平台上报第一信息，该信息包括有节点编号、以及用于区分上报信息种类的标识(ID)，较佳地，还可以包括移动机器人编号、和/或告警信息，例如，告警信息为匹配失败，所述标识为数字和/或字母的任意组合；

在调度平台侧，

步骤203，调度平台接收来自各个移动机器人上报的第一信息，并记录接收的时间；

参见如下表1所示，表1为调度平台收到的第一信息的一种示例：

步骤204，调度平台定期地或不定期地根据上报时间筛选出的所需的第一信息，对各个移动机器人在各个上报时间所上报的第一信息进行统计和分析，其中，第一信息可以根据第一信息携带的标识来确定，

按照各个节点编号统计第一信息的数量，判断同一节点编号的第一信息数量(第一统计量)是否大于设定的第三阈值，

如果是，则统计该节点编号的第一信息中具有相同移动机器人编号的第一信息的数量，得到第二统计量，将第一统计量减去第二统计量后再加上p，得到第三统计量，该统计量反映出在该节点匹配失败的不同移动机器人数量，其中，p为第二统计量中不同移动机器人编号的数量，例如，第二统计量中包括了移动机器人编号3的数量，和移动机器人编号为6的数量，则p的数量为2，

判断第三统计量是否大于设定的第四阈值，如果是，则说明该节点异常，执行步骤205，触发该节点的数据更新，否则，不触发该节点的数据更新。

如果第一统计量不大于第三阈值，则不触发节点更新。

步骤205，调度平台将更新后的节点数据下发至各个移动机器人，其中，更新后的节点数据可以由指定的移动机器人根据节点编号采集新的图像而获得。

当各个移动机器人接收到来自调度平台更新后的节点数据后，根据节点编号对移动机器人所加载的地图中对应编号的节点数据进行更新。

步骤206，进一步地，判断同一地图中被更新的节点数量所占所有地图节点的比率是否大于设定的第五阈值，如果是，则触发重新构建地图的通知，以调度指定的移动机器人重新构建地图，并将所构建的地图保存于调度平台。

本实施例是以调度平台后台统计分析的方式，通过调度平台定期或不定期地对上报的所有第一信息进行分析，围绕第一信息中携带的节点编号进行统计，及时地捕获到需要更新的节点，直接下发更新的节点数据有利于提高AGV系统整体的运维效率。

实施例三

参见图3所示，图3为实施例三AGV系统中触发地图更新的一种流程示意图。

步骤301、302与实施例二中的移动机器人上报第一信息相同。

在调度平台侧，

步骤303，调度平台接收来自各个移动机器人上报的第一信息，并记录接收的时间；

步骤304，调度平台定期地或不定期地对各个移动机器人在各个上报时间所上报的第一信息进行统计和分析，其中，第一信息可以根据第一信息携带的标识来确定，

按照移动机器人编号统计各个移动机器人所上报的第一信息的数量，判断同一编号的移动机器人所上报的第一信息的数量是否大于设定的第六阈值，

如果是，则说明该编号的移动机器人本身异常，并对该移动机器人进行标记，反复执行直至各个移动机器人所上报的第一信息的数量都被统计过，

然后，按照各个节点编号，分别统计所上报的具有相同节点编号第一信息的数量，较佳地，排除已标记的移动机器人在该节点的第一信息数量，以避免异常移动机器人的干扰，判断所统计的具有相同节点编号的第一信息数量是否大于设定的第七阈值，如果是，则触发该节点的更新，否则，不触发该节点更新。

步骤305，调度平台将需要更新的节点编号通知给各个移动机器人，以使得定位到该节点的任一正常移动机器人在该节点处进行地图更新，即：在该节点获取当前新的图像，通过机器视觉算法解算出当前新的位姿，并基于当前图像提取当前新的纹理特征信息，将当前新的位姿和当前新的纹理特征信息保存于该节点中。

较佳地，调度平台也可以将需要更新的节点编号通知给除了异常之外的各个移动机器人。

本实施例是以调度平台后台统计分析的方式，通过调度平台定期或不定期地对上报的所有第一信息进行分析，不仅能够发现存在异常的移动机器人，而且能够准确地定位到需要更新的节点，仅下发需要更新的节点信息有利于各个正常移动机器人按需进行更新，既节约了调度资源，又提高了正常移动机器人的导航定位的效率。

参见图4所示，图4为本发明实施例用于移动机器人调度的调度系统的一种示意图。调度系统包括调度平台和至少一个以上移动机器人，所述移动机器人包括存储器和处理器，所述存储器存储有可被处理器执行的指令，所述指令被处理器执行，以使所述处理器执行上述实施例的地图更新触发的步骤；

所述调度平台，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可被处理器执行的指令，所述指令被处理器执行，以使所述处理器执行上述实施例的地图更新的触发方法的步骤。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

参见图5所示，图5为调度平台的一种示意图。所述调度平台包括，接收模块，接收来自移动机器人用于上报地图节点匹配失败的第一信息，所述第一信息至少包括匹配失败的地图节点标识；

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：在用于调度移动机器人的调度平台侧，

对于装置/网络侧设备/存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

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。

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

1.一种地图更新的触发方法，其特征在于，该方法包括，在用于调度移动机器人的调度平台侧，

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信息是移动机器人基于地图进行导航定位，根据所确定的当前地图节点的纹理点与当前图像的特征点匹配未达到设定的匹配阈值时上报的。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一信息还包括移动机器人标识，

所述触发所述地图节点的数据更新进一步包括，

查询是否有所述地图节点标识的数据更新记录，如果有，则根据移动机器人标识向该移动机器人下发该地图节点更新后的数据，以使得该移动机器人加载所述地图节点更新后的数据；否则，下发更新所述地图节点数据的指示，以使得移动机器人获取当前新的图像，更新所述地图节点的数据，并将更新后的节点数据发送给调度平台。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一信息还包括第一信息标识，

所述基于所接收的第一信息，统计具有该地图节点标识的第一信息的数量，包括，

根据第一信息标识，从接收的所有上报信息中筛选出第一信息，

定期或不定期地根据上报时间筛选出所需的第一信息，

对任一地图节点标识：

统计筛选出的具有该地图节点标识的第一信息的数量，得到第一统计量，

对任一地图节点标识：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括，判断同一地图中被更新的地图节点数量所占所有地图节点的比率是否大于设定的第五阈值，如果是，则触发重新构建地图的通知。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一信息还包括第一信息标识以及移动机器人标识，

定期或不定期地根据上报时间筛选出所需的第一信息，

对任一移动机器人标识，统计筛选出的具有该移动机器人标识的第一信息的数量，判断所统计的第一信息数量是否大于设定的第六阈值，如果是，则判定该移动机器人异常，并对该移动机器人进行标记；

对任一地图节点标识，统计具有该地图节点标识的第一信息的数量，排除已标记的移动机器人的第一信息的数量；

所述触发该地图节点数据的更新包括，

7.如权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述移动机器人标识为移动机器人编号，所述地图节点标识为地图节点编号，所述地图节点的数据包括节点处的纹理点的特征信息和节点位姿信息。

8.一种用于移动机器人调度的系统，包括，调度平台和至少一个以上移动机器人，其特征在于，所述移动机器人包括存储器和处理器，所述存储器存储有可被处理器执行的指令，所述指令被处理器执行，以使所述处理器执行如权利要求1至7任一所述的地图更新的触发方法的步骤；

所述调度平台，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可被处理器执行的指令，所述指令被处理器执行，以使所述处理器执行如权利要求1至7任一所述的地图更新的触发方法的步骤。

9.一种用于移动机器人调度的调度平台，其特征在于，包括，

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一所述地图更新的触发方法的步骤。