一種基于掃地機器人的室內地圖測繪系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于掃地機器人的室內地圖測繪系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]隨著生活質量的提高，掃地機器人大量應用，通過超聲波與碰撞感應，自動走遍室內位置，并在房間之間穿行，按照行為規(guī)則設定，其運動軌跡可充分勾勒出房間輪廓及結構等。
[0003]當前主要室內定位方式有:手機基站定位、輔助GPS (A-GPS)、偽衛(wèi)星(Pseudolite)、無線局域網(wǎng)(WIFI)、射頻標簽(RFID)、超寬帶無線電(UltraWideBand)、超聲波定位等。以上述各種室內定位技術為手段進行室內地圖繪制，均需以大量人工測量、樣本訓練為前提，周期長、投入大、效率低。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，有必要提供一種基于掃地機器人的室內地圖測繪系統(tǒng)及方法。
[0005]本發(fā)明還提供一種基于掃地機器人的室內地圖測繪系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括定位服務器以及設置于房間內的控制點，房間內的掃地機器人上安裝有定位終端及攝像裝置，其中:所述定位服務器用于根據(jù)所述定位終端及所述控制點獲得掃地機器人的位置信息；掃地機器人用于按照規(guī)則在房間內移動；定位服務器用于在掃地機器人移動過程中，不斷獲取其位置信息以形成掃地機器人的運動軌跡；所述攝像裝置用于在掃地機器人移動過程中動態(tài)拍攝房間內的照片；所述定位服務器還用于將所述掃地機器人的運動軌跡及定位照片合成導入其GIS系統(tǒng)中，生成房間的室內地圖。
[0006]其中，所述控制點具有準確的地理坐標，用于為定位終端提供參照。
[0007]所述定位服務器用于根據(jù)其與所述定位終端、所述控制點三者之間通過發(fā)送-接受信號并根據(jù)三角定位原理，動態(tài)獲取所述定位終端的空間坐標。
[0008]所述的掃地機器人用于按照移動規(guī)則在房間內移動。
[0009]所述攝像裝置為具有可升降、旋轉功能的攝像機，所述攝像裝置在房間中動態(tài)拍攝實景照片，記錄其時空坐標，并將上述數(shù)據(jù)發(fā)送給定位服務器。
[0010]本發(fā)明提供一種基于掃地機器人的室內地圖測繪方法，該方法包括如下步驟:a.根據(jù)安裝在掃地機器人上的定位終端、室內的控制點及定位服務器，獲得掃地機器人的位置信息；b.掃地機器人按照規(guī)則在房間內移動；c.掃地機器人在移動過程中，定位服務器不斷獲取其位置信息以形成掃地機器人的運動軌跡，攝像裝置動態(tài)拍攝房間內的照片；d.定位服務器將所述掃地機器人的運動軌跡及定位照片合成導入GIS系統(tǒng)中，生成房間的室內地圖。
[0011 ] 其中，所述控制點具有準確的地理坐標，用于為定位終端提供參照。
[0012]所述的步驟a具體包括:所述定位服務器與所述定位終端、所述控制點三者之間通過發(fā)送-接受信號并根據(jù)三角定位原理，動態(tài)獲取所述定位終端的空間坐標。
[0013]所述的掃地機器人用于按照移動規(guī)則在房間內移動。
[0014]所述攝像裝置為具有可升降、旋轉功能的攝像機，所述攝像裝置在房間中動態(tài)拍攝實景照片，記錄其時空坐標，并將上述數(shù)據(jù)發(fā)送給定位服務器。
[0015]本發(fā)明一種基于掃地機器人的室內地圖測繪系統(tǒng)及方法，采用掃地機器人進行自動室內定位數(shù)據(jù)采集，解決了以往室內地圖測繪耗時長、處理繁瑣等問題，以自動測量取代人工測量，有效降低了成本，提高了效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一種基于掃地機器人的室內地圖測繪系統(tǒng)的實施環(huán)境示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明一種基于掃地機器人的室內地圖測繪方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0019]參閱圖1所示，是本發(fā)明一種基于掃地機器人的室內地圖測繪系統(tǒng)的實施環(huán)境示意圖。
[0020]該系統(tǒng)的實施環(huán)境包括房間100及定位服務器105。所述房間100內至少設置3個控制點101，以及掃地機器人102，所述掃地機器人102上安裝有定位終端103及攝像裝置 104。
[0021]其中，所述控制點101為定位掃地機器人102提供參照。所述定位終端103、控制點101、定位服務器105組成了本實施例的室內定位系統(tǒng)，所述室內定位系統(tǒng)動態(tài)獲取掃地機器人102的運動軌跡數(shù)據(jù):所述定位終端103、所述控制點101、所述定位服務器105三者之間通過發(fā)送-接受信號并根據(jù)三角定位原理，動態(tài)獲取所述定位終端103的空間坐標。
[0022]本實施例的室內定位系統(tǒng)可以采用手機基站、輔助GPS (A-GPS)、偽衛(wèi)星(Pseudolite)、無線局域網(wǎng)(WIFI)、射頻標簽(RFID)、超寬帶無線電(UltraWideBand)、超聲波中一種或多種組合。
[0023]掃地機器人102用于按照移動規(guī)則在房間100內移動。其中:所述移動規(guī)則提前內置到掃地機器人102中，能夠根據(jù)所處位置和房間100的結構特征，制定行走計劃，如反復行走、沿邊行走、集中行走、隨機行走、直線行走等。例如，所述移動規(guī)則為沿邊行走時，所述掃地機器人102則沿著房間100的墻壁行走；所述移動規(guī)則為直線行走時，如果所述掃地機器人102在行走過程中發(fā)生碰撞，則可能是房間內的桌子、柜子等，再與攝像裝置104進行配合。
[0024]定位服務器105用于在掃地機器人102在移動過程中，不斷獲取其位置信息以形成掃地機器人102的運動軌跡:定位服務器105通過與定位終端103、控制點101之間的信號交互計算，獲取掃地機器人102的位置信息，并根據(jù)所述位置信息形成掃地機器人102的運動軌跡。
[0025]攝像裝置104用于在掃地機器人102在移動過程中，動態(tài)拍攝房間100內的照片。所述攝像裝置104在本實施例中為具有可升降、旋轉功能的攝像機。所述攝像裝置104用于掃地機器人102在房間內移動過程中，動態(tài)拍攝房間內的照片，記錄其時空坐標，并將上述數(shù)據(jù)發(fā)送給定位服務器105。
[0026]定位服務器105還用于將所述掃地機器人102的運動軌跡及定位照片合成導入GIS系統(tǒng)中，生成房間100的室內地圖。具體而言:
[0027]所述定位服務器105接收上述具有時空坐標的照片，并將所述運動軌跡以及具有時空坐標的照片導入GIS系統(tǒng)(Geographic Informat1n System，地理信息系統(tǒng))，對掃地機器人102活動范圍進行空間測度量算，獲取房間100輪廓與內部結構，生成房間100的室內地圖。
[0028]參閱圖2所示，是本發(fā)明一種基于掃地機器人