CN114705191A - 地图生成方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种地图生成方法、装置、设备和存储介质。该方法包括：通过双目或多目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像；根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息；根据辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图。以此方式，可以将辅助地图信息与移动机器人实时移动采集的地图信息结合，生成高精度的室内环境三维地图，提高了地图的精确性。

Description

地图生成方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本公开涉及机器人技术领域，尤其涉及一种地图生成方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

随着计算机技术、传感器技术和人工智能等技术的快速发展，机器人技术也变得日趋成熟，而其中的移动机器人类型应用最为广泛，在家用服务、航天、工业等众多的行业中扮演着越来越重要的角色。

大多数情况下移动机器人的工作环境是未知或者不确定的，在移动机器人工作时需要先建立室内环境的地图。但是目前的移动机器人例如扫地机器人或家政机器人由于自身传感器配置等原因，通常无法获取较高精度的地图。

发明内容

本公开提供了一种地图生成方法、装置、设备和存储介质，可以生成高精度的室内环境三维地图，提高了地图的精确性。

第一方面，本公开实施例提供了一种地图生成方法，该方法包括：

通过双目或多目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像；

根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息；

根据辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图。

在第一方面的一些可实现方式中，根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息，包括：

对俯视图像进行图像识别，得到室内环境中物体的位置信息和属性信息；

根据物体的位置信息和属性信息，生成室内环境的辅助地图信息。

在第一方面的一些可实现方式中，根据辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图，包括：

将辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息嵌套融合，生成室内环境三维地图。

在第一方面的一些可实现方式中，方法还包括：

根据室内环境三维地图对移动机器人进行移动导航。

在第一方面的一些可实现方式中，根据室内环境三维地图对移动机器人进行移动导航，包括：

根据室内环境三维地图，确定室内环境中移动机器人无法通过的障碍物体；

根据移动机器人和障碍物体在室内环境三维地图中的位置信息，实时规划规避障碍物体的移动路径；

根据移动路径，驱动移动机器人移动。

在第一方面的一些可实现方式中，方法还包括：

若室内环境中的物体发生变动，则更新室内环境三维地图。

在第一方面的一些可实现方式中，在室内环境中物体发生变动的情况下，更新室内环境三维地图，包括：

对室内环境的当前俯视图像与上一俯视图像进行比较，确定室内环境中的物体是否发生变动；

若室内环境中的物体发生变动，则更新室内环境三维地图；或者，

对移动机器人在室内环境中实时移动采集的物体的位置信息与物体在室内环境三维地图中的位置信息进行比较，确定室内环境中的物体是否发生变动；

若室内环境中的物体发生变动，则更新室内环境三维地图。

第二方面，本公开实施例提供了一种地图生成装置，该装置包括：

拍摄模块，用于通过双目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像；

生成模块，用于根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息；

生成模块，还用于根据辅助地图信息与移动机器人实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图。

第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如以上所述的方法。

第四方面，本公开实施例提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，计算机指令用于使计算机执行如以上所述的方法。

在本公开中，可以通过双目或多目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像，根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息，根据辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图。如此一来，可以将辅助地图信息与移动机器人实时移动采集的地图信息结合，生成高精度的室内环境三维地图，提高了地图的精确性。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了一种能够在其中实现本公开的实施例的示例性运行环境的示意图；

图2示出了本公开实施例提供的一种地图生成方法的流程图；

图3示出了本公开实施例提供的一种地图生成装置的结构图；

图4示出了一种能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的结构图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

针对背景技术中出现的问题，本公开实施例提供了一种地图生成方法、装置、设备和存储介质。具体地，可以通过双目或多目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像，根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息，根据辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图。

如此一来，可以将辅助地图信息与移动机器人实时移动采集的地图信息结合，生成高精度的室内环境三维地图，提高了地图的精确性，便于后续移动机器人工作。

下面结合附图，通过具体的实施例对本公开实施例提供的地图生成方法、装置、设备和存储介质进行详细地说明。

图1示出了一种能够在其中实现本公开的实施例的示例性运行环境的示意图，如图1所示，运行环境100中可以包括双目或多目摄像头、移动机器人、服务器，双目或多目摄像头、移动机器人分别通过无线网络与服务器通信连接。

其中，双目或多目摄像头一般设置在天花板或者墙壁的轨道上使其可移动。此外，双目或多目摄像头也可以设置在无人机上，使其处于室内上方。

移动机器人可以为扫地机器人或家政机器人等可移动的机器人，在此不做限制。

作为一个示例，双目或多目摄像头可以对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像，并向服务器上传。与此同时，移动机器人在室内环境中实时移动，采集地图信息，并向服务器上传。

服务器可以根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息，并根据辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息，生成高精度的室内环境三维地图，便于后续移动机器人工作。

下面将详细介绍本公开实施例提供的地图生成方法，其中，该地图生成方法的执行主体可以是服务器。

图2示出了本公开实施例提供的一种地图生成方法的流程图，如图2所示，地图生成方法200可以包括以下步骤：

S210，通过双目或多目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像。

示例性地，可以通过双目或多目摄像头周期性或实时地对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像。其中，室内环境为移动机器人的工作环境，例如居民房间、工厂厂房、车站大厅等。

可以理解，可以通过改变双目或多目摄像头的位置或角度对室内环境进行俯视拍摄，得到多张图像，然后对多张图像进行拼接，得到室内环境的俯视图像。

S220，根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息。

在一些实施例中，可以对俯视图像进行图像识别，得到室内环境中物体(例如桌椅类家具、楼梯、水池、电器等)的位置信息和属性信息，其中，属性信息可以包括：类型信息、材质信息、形状信息、尺寸信息(例如：长度信息、宽度信息、高度信息等)等。

然后根据物体的位置信息和属性信息，快速生成室内环境的辅助地图信息，也即俯视角度下的地图信息。

可知，室内环境中的物体包括移动机器人，进而还可以通过俯视图像快速确定移动机器人自身的位置信息和属性信息。

在另一些实施例中，俯视图像可以包括多张，相应地，可以根据每张俯视图像，生成每张俯视图像对应的辅助地图信息，然后对每张俯视图像对应的辅助地图信息进行拼接，得到室内环境的辅助地图信息。

S230，根据辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图。

其中，移动机器人采集的地图信息为机器人视角下的室内环境地图信息，包括：物体的位置信息。

在一些实施例中，可以将辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息嵌套融合，生成室内环境三维地图。也就是说，将俯视角度下的地图信息与机器人视角下的地图信息相互融合，生成更加立体的室内环境三维地图，补全机器人视角下无法采集到的环境细节。

例如：可以根据同一坐标系，将辅助地图信息与移动机器人采集的地图信息中，位置信息相同的物体融合，为移动机器人采集的室内环境地图信息中的物体赋予高度等属性信息，得到三维物体，进而生成室内环境三维地图。

根据本公开实施例，可以通过双目或多目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像，根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息，将辅助地图信息与移动机器人实时移动采集的地图信息结合，生成高精度的室内环境三维地图，提高了地图的精确性，便于后续移动机器人工作。

在一些实施例中，可以根据室内环境三维地图对移动机器人进行移动导航，精确引导移动机器人移动，提高工作效率。

示例性地，可以先根据室内环境三维地图，确定室内环境中移动机器人无法通过的障碍物体。具体地，可以根据物体在室内环境三维地图中的属性信息，确定移动机器人是否可以通过该物体，若不可以通过，则确定该物体为障碍物体。

例如：若物体A的类型为冰箱，移动机器人不可以通过该物体，则可以确定物体A为障碍物体。

例如：若物体B的高度低于移动机器人的高度，移动机器人不可以通过该物体，则可以确定物体B为障碍物体。

然后根据移动机器人和障碍物体在室内环境三维地图中的位置信息，实时规划规避障碍物体的移动路径，并根据移动路径，驱动移动机器人移动。由于引入了俯视角度下的地图信息，可以告知移动机器人障碍物体后是否存在其他障碍物体，提高移动机器人的避障效果。

在一些实施例中，若室内环境中的物体发生变动，例如物体移动，或者新增物体等，则可以更新室内环境三维地图。

可选地，可以对室内环境的当前俯视图像与上一俯视图像进行比较，确定室内环境中的物体是否发生变动，也即确定当前俯视图像与上一俯视图像是否一致。若室内环境中的物体发生变动，则更新室内环境三维地图。

也可以对移动机器人在室内环境中实时移动采集的物体的位置信息与物体在室内环境三维地图中的位置信息进行比较，确定室内环境中的物体是否发生变动，也即确定实时移动采集的物体的位置信息与物体在室内环境三维地图中的位置信息是否一致。若室内环境中的物体发生变动，则更新室内环境三维地图。

如此一来，可以精准地确定室内环境中的物体是否发生变动，从而便于快速更新室内环境三维地图。

进一步地，若室内环境中的物体发生变动，则更新室内环境三维地图，可以包括：在室内环境三维地图中更新物体变动后的位置，或者重新生成室内环境三维地图。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。

图3示出了根据本公开的实施例提供的一种地图生成装置的结构图，如图3所示，地图生成装置300可以包括：

拍摄模块310，用于通过双目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到室内环境的俯视图像。

生成模块320，用于根据俯视图像，生成室内环境的辅助地图信息。

生成模块，还用于根据辅助地图信息与移动机器人实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图。

在一些实施例中，生成模块320具体用于：

对俯视图像进行图像识别，得到室内环境中物体的位置信息和属性信息。

根据物体的位置信息和属性信息，生成室内环境的辅助地图信息。

在一些实施例中，生成模块320具体用于：

将辅助地图信息与移动机器人在室内环境中实时移动采集的地图信息嵌套融合，生成室内环境三维地图。

在一些实施例中，地图生成装置300还包括：

导航模块，用于根据室内环境三维地图对移动机器人进行移动导航。

在一些实施例中，导航模块具体用于：

根据室内环境三维地图，确定室内环境中移动机器人无法通过的障碍物体。

根据移动机器人和障碍物体在室内环境三维地图中的位置信息，实时规划规避障碍物体的移动路径。

根据移动路径，驱动移动机器人移动。

在一些实施例中，地图生成装置300还包括：

更新模块，用于若室内环境中的物体发生变动，则更新室内环境三维地图。

在一些实施例中，更新模块具体用于：

对室内环境的当前俯视图像与上一俯视图像进行比较，确定室内环境中的物体是否发生变动。

若室内环境中的物体发生变动，则更新室内环境三维地图。或者，

对移动机器人在室内环境中实时移动采集的物体的位置信息与物体在室内环境三维地图中的位置信息进行比较，确定室内环境中的物体是否发生变动。

若室内环境中的物体发生变动，则更新室内环境三维地图。

可以理解的是，图3所示的地图生成装置300中的各个模块/单元具有实现本公开实施例提供的地图生成方法200中的各个步骤的功能，并能达到其相应的技术效果，为了简洁，在此不再赘述。

图4示出了一种可以用来实施本公开的实施例的电子设备的结构图。电子设备400旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备400还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图4所示，电子设备400可以包括计算单元401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的计算机程序或者从存储单元408加载到随机访问存储器(RAM)403中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM403中，还可存储电子设备400操作所需的各种程序和数据。计算单元401、ROM402以及RAM403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。

电子设备400中的多个部件连接至I/O接口405，包括：输入单元406，例如键盘、鼠标等；输出单元407，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元408，例如磁盘、光盘等；以及通信单元409，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元409允许电子设备400通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元401可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元401的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元401执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法200。例如，在一些实施例中，方法200可被实现为计算机程序产品，包括计算机程序，其被有形地包含于计算机可读介质，例如存储单元408。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM402和/或通信单元409而被载入和/或安装到设备400上。当计算机程序加载到RAM403并由计算单元401执行时，可以执行上文描述的方法200的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元401可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法200。

本文中以上描述的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读储存介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

需要注意的是，本公开还提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机执行方法200，并达到本公开实施例执行其方法达到的相应技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。

另外，本公开还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现方法200。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施以上描述的实施例，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将以上描述的实施例实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地图生成方法，其特征在于，所述方法包括：

通过双目或多目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到所述室内环境的俯视图像；

根据所述俯视图像，生成所述室内环境的辅助地图信息；

根据所述辅助地图信息与移动机器人在所述室内环境中实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述俯视图像，生成所述室内环境的辅助地图信息，包括：

对所述俯视图像进行图像识别，得到所述室内环境中物体的位置信息和属性信息；

根据所述物体的位置信息和属性信息，生成所述室内环境的辅助地图信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述辅助地图信息与所述移动机器人在所述室内环境中实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图，包括：

将所述辅助地图信息与所述移动机器人在所述室内环境中实时移动采集的地图信息嵌套融合，生成室内环境三维地图。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述室内环境三维地图对所述移动机器人进行移动导航。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述室内环境三维地图对所述移动机器人进行移动导航，包括：

根据所述室内环境三维地图，确定所述室内环境中所述移动机器人无法通过的障碍物体；

根据所述移动机器人和所述障碍物体在所述室内环境三维地图中的位置信息，实时规划规避所述障碍物体的移动路径；

根据所述移动路径，驱动所述移动机器人移动。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述室内环境中的物体发生变动，则更新所述室内环境三维地图。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述室内环境中物体发生变动的情况下，更新所述室内环境三维地图，包括：

对所述室内环境的当前俯视图像与上一俯视图像进行比较，确定所述室内环境中的物体是否发生变动；

若所述室内环境中的物体发生变动，则更新所述室内环境三维地图；或者，

对所述移动机器人在所述室内环境中实时移动采集的物体的位置信息与所述物体在所述室内环境三维地图中的位置信息进行比较，确定所述室内环境中的物体是否发生变动；

若所述室内环境中的物体发生变动，则更新所述室内环境三维地图。

8.一种地图生成装置，其特征在于，所述装置包括：

拍摄模块，用于通过双目摄像头对室内环境进行俯视拍摄，得到所述室内环境的俯视图像；

生成模块，用于根据所述俯视图像，生成所述室内环境的辅助地图信息；

所述生成模块，还用于根据所述辅助地图信息与移动机器人实时移动采集的地图信息，生成室内环境三维地图。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。

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