TWI779592B - 地圖編輯方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種地圖編輯方法及裝置，包括：使一機器人在一工作空間內移動時，每隔一預設時間建立一個節點，並儲存該機器人在各該節點對該工作空間進行掃描之一子地圖：使複數個該子地圖經第一演算法組合成一總地圖，該總地圖上載有各該子地圖所代表的節點標記；選取經判定具有異常部位的該總地圖上所載之兩個節點標記，並顯示兩個該節點標記所代表的該子地圖；將兩個該子地圖中具有相同結構特徵的部位重疊對應，經第二演算法組合並重新套入該總地圖中，以形成修正後的總地圖；藉此在地圖的編輯上更具效率。

Description

地圖編輯方法及裝置
本發明係有關於一種編輯方法及裝置，尤指一種用於對機器人所建立之地圖進行編輯的地圖編輯方法及裝置。
隨著科技之日新月異，傳統清潔、巡檢、搬運…等人力工作逐漸被機器人所取代；習知之機器人可在工作空間內移動並以例如光達(Lidar)之光學傳感器掃描該工作空間內之實體結構，再配合同步定位與地圖建構(Simultaneous localization and mapping；SLAM)技術建立具有該工作空間之結構特徵的地圖，以利後續藉由該地圖規劃該機器人之工作路徑；因為該機器人在該工作空間內移動的過程中可能存在許多不確定因素導致定位偏差，造成同一實體結構在地圖上出現不同結構特徵，故使用者需再對該機器人所建立之地圖進行編輯，以令地圖之結構特徵更符合現況。
惟，使用者在對地圖進行編輯時，除了使用者需具備相當的經驗外，亦需花費許多時間與心力， 無法方便又快速地完成地圖編輯工作，故如何更具效率地對地圖進行編輯已成為業界長期研究的議題。
爰是，本發明的目的，在於提供一種更具效率之地圖編輯方法。
本發明的另一目的，在於提供一種用以執行所述地圖編輯方法之裝置。
依據本發明目的之地圖編輯方法，包括：使一機器人在一工作空間內移動時，每隔一預設時間建立一個節點，並儲存該機器人在各該節點對該工作空間進行掃描之一子地圖；使複數個該子地圖經第一演算法組合成一總地圖，該總地圖上載有各該子地圖所代表的節點標記；選取經判定具有異常部位的該總地圖上所載之兩個節點標記，並顯示兩個該節點標記所代表的該子地圖；將兩個該子地圖中具有相同結構特徵的部位重疊對應，經第二演算法組合並重新套入該總地圖中，以形成修正後的總地圖。
依據本發明另一目的地圖編輯裝置，用以執行如所述地圖編輯方法。
本發明實施例之地圖編輯方法及裝置，使用者僅需選取該總地圖上的節點標記即可對該節點標記所代表的子地圖進行編輯，可方便又快速地完成地圖編輯工作。
請參閱圖1，本發明實施例之地圖編輯方法可使用如圖所示的地圖編輯裝置為例作說明，該地圖編輯裝置設有一機器人A與一電腦B。
請參閱圖1、2，該機器人A可在一工作空間W內移動，該工作空間W由複數面牆壁W1所圍設形成，且該工作空間W內具有複數個障礙物W2；該機器人A設有： 一本體A1，可在該工作空間W內移動； 一地圖建立單元A2，設於該本體A1上；該地圖建立單元A2設有一例如光達(LIDAR)之傳感器A21與一第一處理器A22；該傳感器A21設於該本體A1之前側，可掃描該本體A1於該工作空間W內移動時所遇到之例如該牆壁W1或該障礙物W2…等實體結構，以取得所述實體結構之結構特徵；該第一處理器A22經由一第一演算法組合所述結構特徵，以建立該工作空間W之地圖； 一驅動單元A3，設於該本體A1之底部，可驅動該本體A1於該工作空間W之工作表面F上執行前進、後退、旋轉…等動作； 一控制單元A4，設於該本體A1上，可執行各項數據運算並執行該機器人A之各種功能控制。
請參閱圖1、2，該機器人A建立該工作空間W之地圖後，可經由無線或有線之方式將該工作空間W之地圖傳送至該電腦B進行編輯；在本發明實施例中，該電腦B係設於該機器人A外不隨著該機器人A一起移動，但不以此為限，該電腦B亦可設於該機器人A上隨著該機器人A一起移動；該電腦B設有： 一顯示介面B1，可顯示該工作空間W之地圖； 一編輯單元B2，設有一操作組件B21與一第二處理器B22；該操作組件B21可例如鍵盤、滑鼠…等組合，並可供使用者操作選取該工作空間W之地圖中欲編輯部分；當使用者編輯該工作空間W之地圖時，該第二處理器B22經由一第二演算法重新組合所述結構特徵。
本發明實施例之地圖編輯方法在實施上，請參閱圖2、3、4、5，使用者可經遙控或人力推動之方式令該機器人A在該工作空間W內移動，使該機器人A掃描該工作空間W之實體結構以取得所述實體結構之結構特徵建立一總地圖T；在該總地圖T中，深色圖案表示該工作空間W之結構特徵，淺色圖案表示該機器人A未掃描過的區域，白色圖案表示該機器人A已掃描過的區域，三角形圖案表示節點標記； 節點標記為該機器人A在該工作空間W內移動時，每隔一預設時間建立一個節點，並在各節點對該工作空間W進行掃描以建立一子地圖時的標記；其中，節點標記以例如三角形之指標性圖案表示建立節點時該機器人A移動的方向，並以不同顏色之圖案表示建立節點時的時間軸； 該總地圖T係將該機器人A在各節點所建立之子地圖組合而成；因為該總地圖T中之節點眾多，本發明實施例僅以一第一節點P1、一第二節點P2為例作說明，該機器人A係由該第一節點P1出發，移動經過多個節點後至該第二節點P2，並以一第一子地圖T1與一第二子地圖T2分別表示該機器人A在該第一節點P1與該第二節點P2時所建立的地圖；其中，在該第一子地圖T1中，深色圖案表示該工作空間W之結構特徵，淺色圖案表示該機器人A已掃描過的區域，白色圖案表示該機器人A未掃描過的區域；在該第二子地圖T2中，深色圖案表示該工作空間W之結構特徵，淺色圖案表示該機器人A已掃描過的區域，白色圖案表示該機器人A未掃描過的區域。
請參閱圖6，因為該機器人A在該工作空間W內移動的過程中可能存在許多不確定因素造成同一實體結構在該總地圖T中出現不同結構特徵，如方框所圈選處，故使用者需再對該總地圖T進行編輯，以令該總地圖T之結構特徵更符合現況；其中，所述方框所圈選處係經判定具有異常部位的部分，實際上不會出現在該總地圖T中。
請參閱圖1、7、8，該總地圖T將顯示於該顯示介面B1上，令使用者可視覺觀察並以該編輯單元B2進行編輯，使用者亦可依需求對該總地圖T進行局部放大或縮小； 當使用者對該總地圖T進行編輯時，需先找出欲編輯之結構特徵係來自於那一個節點；使用者可經該操作組件B21選取欲編輯之結構特徵，該第二處理器B22將經由該第二演算法找出欲編輯之結構特徵係在那幾個節點所建立；在圖7中，第一特徵點M1為使用者所選取之結構特徵，並可知該第一特徵點M1係在該第一節點P1所建立；在圖8中，第二特徵點M2為使用者所選取之結構特徵，並可知該第二特徵點M2係在該第二節點P2及其它節點Pn所建立；其中，該總地圖T上之結構特徵被選取時，該總地圖T上對應之節點標記以不同圖案(不同的顏色與大小)表示，令使用者可在眾多節點標記中快速辨識。
請參閱圖9、10，在找出欲編輯之結構特徵所對應的節點後，使用者可選取各節點標記，對欲編輯之結構特徵作再次確認；其中，該總地圖T上之節點標記被選取時，節點標記以不同圖案(不同的顏色與大小)表示且該總地圖T上對應之結構特徵以不同圖案(不同的顏色)表示，令使用者可在眾多節點標記與結構特徵中快速辨識。
請參閱圖11、12、13、14、15，當欲編輯之結構特徵被選定後， 使用者選取經判定具有異常部位的該總地圖T上所載之兩個節點標記進行編輯，該兩個節點標記對應之結構特徵相似且相近；在本發明實施例中，使用者選取該第一節點P1與該第二節點P2作為編輯標的，並使該顯示介面B1(圖1)切換顯示該第一節點P1與該第二節點P2所代表的該第一子地圖T1(圖4)與該第二子地圖T2(圖5)，再將該第一子地圖T1與該第二子地圖T2中具有相同結構特徵的部位重疊對應，經該第二演算法組合並重新套入該總地圖T中，以形成修正後的總地圖TS；並依上述編輯邏輯繼續對修正後的總地圖TS繼續優化，最終可完成更符合該工作環境W(圖2)現況之總地圖TS'。
本發明實施例之地圖編輯方法及裝置，使用者僅需選取該總地圖T上的節點標記即可對該節點標記所代表的子地圖進行編輯，可方便又快速地完成地圖編輯工作。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
A:機器人 A1:本體 A2:地圖建立單元 A21:傳感器 A22:第一處理器 A3:驅動單元 A4:控制單元 B:電腦 B1:顯示介面 B2:編輯單元 B21:操作組件 B22:第二處理器 F:工作表面 M1:第一特徵點 M2:第二特徵點 P1:第一節點 P2:第二節點 Pn:其它節點 T:總地圖 TS:總地圖 TS':總地圖 T1:第一子地圖 T2:第二子地圖 W:工作空間 W1:牆壁 W2:障礙物
圖1係本發明實施例中地圖編輯裝置之示意圖。 圖2係本發明實施例中工作空間之示意圖。 圖3係本發明實施例中總地圖之示意圖。 圖4係本發明實施例中第一子地圖之示意圖。 圖5係本發明實施例中第二子地圖之示意圖。 圖6係本發明實施例中總地圖具有異常部位以方框圈選之示意圖。 圖7係本發明實施例中選取第一特徵點找出對應節點標記之示意圖。 圖8係本發明實施例中選取第二特徵點找出對應節點標記之示意圖。。 圖9係本發明實施例中選取第一節點標記找出對應結構特徵之示意圖。 圖10係本發明實施例中選取第二節點標記找出對應結構特徵之示意圖。 圖11係本發明實施例中選取第一節點標記與第二節點標記之示意圖。 圖12係本發明實施例中第一子地圖與第二子地圖未重疊對應之示意圖。 圖13係本發明實施例中第一子地圖與第二子地圖重疊對應之示意圖。 圖14係本發明實施例中修正後的總地圖之示意圖。 圖15係本發明實施例中更符合工作環境現況的總地圖之示意圖。
P1:第一節點
P2:第二節點
T:總地圖

Claims (10)

  1. 一種地圖編輯方法，包括：使一機器人在一工作空間內移動時建立複數個節點，並儲存該機器人在各該節點對該工作空間進行掃描之一子地圖；使複數個該子地圖經第一演算法組合成一總地圖，該總地圖上載有各該子地圖所代表的節點標記；選取經判定具有異常部位的該總地圖上所載之兩個節點標記，並顯示兩個該節點標記所代表的該子地圖；將兩個該子地圖中具有相同結構特徵的部位重疊對應，經第二演算法組合並重新套入該總地圖中，以形成修正後的總地圖。
  2. 如請求項1所述地圖編輯方法，其中，該總地圖與該子地圖顯示於一顯示介面上。
  3. 如請求項2所述地圖編輯方法，其中，該節點標記以指標性圖案表示建立該節點時該機器人移動的方向。
  4. 如請求項2所述地圖編輯方法，其中，該節點標記以不同圖案表示建立該節點時的時間軸。
  5. 如請求項2所述地圖編輯方法，其中，該總地圖上之該節點標記被選取時，該總地圖上對應之結構特徵以不同圖案表示。
  6. 如請求項2所述地圖編輯方法，其中，該總地圖上之該節點標記被選取時，該節點標記以不同圖案表示。
  7. 如請求項2所述地圖編輯方法，其中，該總地圖上之結構特徵被選取時，該總地圖上對應之節點標記以不同圖案表示。
  8. 如請求項1所述地圖編輯方法，其中，該第一演算法係在該機器人上執行。
  9. 如請求項2所述地圖編輯方法，其中，該第二演算法係在一設有該顯示介面之電腦上執行。
  10. 一種地圖編輯裝置，用以執行如請求項1至9項任一項所述地圖編輯方法。
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