JP6915209B2 - 移動ロボットの地図作成方法および当該地図に基づく経路計画方法 - Google Patents
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Description
[技術効果]
Claims (14)
- 走行距離計、ジャイロスコープ、およびカメラを含む移動ロボットの地図作成方法であって、
S1:前記移動ロボットの作業エリアにデカルト座標系を確立し、
S2:前記移動ロボットは前記作業エリアで弓形のルートで走行し、
S3:前記移動ロボットの点Piでのキーフレーム画像を取得し、この画像と前記点Piの座標を保存し、
S4:前記移動ロボットの点P'iでの画像を取得し、ここで、前記点P'iの横座標または縦座標は前記点Piと同じであり、
S5:ORBアルゴリズムに従って、前記点Piと前記点P'iで取得された画像に対して特徴抽出とマッチングを実行し、
S6:前記マッチングの結果に応じて、前記移動ロボットの前記点P'iでの座標、前記走行距離計、および/または前記ジャイロスコープのデータを修正して保存し、
S7:前記作業エリア内の地図作成が完了するまで、前記ステップS3〜S6を繰り返す、
ステップを含み、
ここで、前記ステップS6は、前記点Piと前記点P'iで取得された画像のピクセルオフセットによって、実際の物理的オフセットと角度オフセットを逆算出し、結果を前記移動ロボットにフィードバックし、前記移動ロボットがこの結果に従って前記点P'iの座標および前記走行距離計と前記ジャイロスコープのデータを修正することを含む、
移動ロボットの地図作成方法。 - 前記ステップS2は、
S201:前記移動ロボットは、X軸の正方向に沿って直進し、
S202:前記移動ロボットが障害物に遭遇したかどうかを判断し、そうであればステップ203に進み、そうでなければステップS206に進み、
S203:前記移動ロボットは前記障害物に沿ってY軸の正方向に走行し、
S204:前記移動ロボットのY軸上の座標量の変化が閾値Mよりも大きいかどうかを判断し、そうであればステップS208に進み、そうでなければステップS205に進み、
S205:前記移動ロボットのY軸座標が前記ステップS201におけるY軸座標と同じであるかどうかを判断し、そうであれば前記ステップS201に戻り、そうでなければ前記ステップS203に戻り、
S206:前記移動ロボットの直進距離が閾値Nよりも大きいかどうかを判断し、そうであればステップS207に進み、そうでなければ前記ステップS201に戻り、
S207:前記移動ロボットは、Y軸の正方向に前記閾値Mの距離を直線的に平行移動すると、ステップS208に進み、
S208:前記移動ロボットは、X軸の負方向に沿って直進し、
S209:前記移動ロボットが障害物に遭遇したかどうかを判断し、そうであればステップS210に進み、そうでなければステップS213に進み、
S210:前記移動ロボットは前記障害物に沿ってY軸の正方向に走行し、
S211:前記移動ロボットのY軸上の座標量の変化が前記閾値Mよりも大きいかどうかを判断し、そうであれば前記ステップS201に戻り、そうでなければステップS212に進み、
S212:前記移動ロボットのY軸座標が前記ステップS208におけるY軸座標と同じであるかどうかを判断し、そうであれば前記ステップS208に戻り、そうでなければステップ前記S210に戻り、
S213:前記移動ロボットの直進距離が前記閾値Nよりも大きいかどうかを判断し、そうであればステップS214に進み、そうでなければ前記ステップS208に戻り、
S214:前記移動ロボットがY軸の正方向に前記閾値Mの距離を直線的に平行移動すると、前記ステップS201に戻る、
サブステップを含む、請求項1に記載の移動ロボットの地図作成方法。 - 前記移動ロボットはカバレッジ型移動ロボットであり、前記閾値Mの範囲は0.2m〜0.3mであり、前記閾値Nの範囲は6m〜8mである、請求項2に記載の移動ロボットの地図作成方法。
- 前記ステップS3において、前記移動ロボットは、所定距離ごとに、前記キーフレーム画像とその対応する前記点Piの座標を保存する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の移動ロボットの地図作成方法。
- 隣接する前記キーフレーム画像を収集する前記点Pi間の最小距離は0.6mである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の移動ロボットの地図作成方法。
- X座標またはY座標が同じである前記点Piと前記点P'iとの距離は0.3m〜0.6mである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の移動ロボットの地図作成方法。
- 前記画像は、前記移動ロボットの作業環境の天井画像または地面画像である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の移動ロボットの地図作成方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法によって作成された地図に基づく移動ロボットの経路計画方法であって、
S'1:前記移動ロボットは初期位置から前記点Piまたは前記点P'iに移動し、
S'2:前記点Piまたは前記点P'iで前記走行距離計または/および前記ジャイロスコープのデータを修正し、
S'3:最終目標点に到着するまで、前記ステップS'1〜S'2を繰り返す、
ステップを含む、移動ロボットの経路計画方法。 - 前記ステップS'1は、
S'11:前記移動ロボットの前記初期位置の座標と前記最終目標点の座標を取得し、
S'12:前記初期位置の座標と前記最終目標点の座標によって形成される矩形エリアにおいて前記点Piまたは前記点P'iがあるかどうかを判断し、そうであればステップS'13に進み、そうでなければステップS'14に進み、
S'13:前記移動ロボットが前記矩形エリア内の前記初期位置に最も近い前記点Piまたは前記点P'iに到着すると、ステップS'15に進み、
S'14:前記移動ロボットが前記作業エリア内の前記初期位置に最も近い前記点Piまたは前記点P'iに到着すると、ステップS'15に進み、
S'15:現在位置の座標と前記最終目標点の座標によって形成される矩形エリアにおいて前記点Piまたは前記点P'iがあるかどうかを判断し、そうであれば前記ステップS'13に戻り、そうでなければ前記最終目標点に移動する、
サブステップを含む、請求項8に記載の移動ロボットの経路計画方法。 - 前記ステップS'2は、
S'21:前記移動ロボットの前記点Piまたは前記点P'iでの画像を取得し、
S'22:前記ORBアルゴリズムに従って前記画像に対して特徴抽出を実行し、前記点Piまたは前記点P'iでの保存された画像と、特徴マッチングを実行し、
S'23:前記マッチングの結果に応じて、前記移動ロボットの前記点Piまたは前記点P'iでの前記走行距離計または/および前記ジャイロスコープのデータを修正する、
サブステップを含む、請求項8または9に記載の移動ロボットの経路計画方法。 - 前記最終目標点は、前記移動ロボットの未通過エリア、充電スタンド位置、および前記移動ロボットの開始出発点を含む、請求項8または9に記載の移動ロボットの経路計画方法。
- 走行距離計、ジャイロスコープ、およびカメラを含む移動ロボットの地図作成方法であって、
S1:前記移動ロボットの作業エリアにデカルト座標系を確立し、
S2:前記移動ロボットは前記作業エリアで弓形のルートで走行し、
S3:前記移動ロボットの点Piでのキーフレーム画像を取得し、この画像と前記点Piの座標を保存し、
S4:前記移動ロボットの点P'iでの画像を取得し、ここで、前記点P'iの横座標または縦座標は前記点Piと同じであり、
S5:ORBアルゴリズムに従って、前記点Piと前記点P'iで取得された画像に対して特徴抽出とマッチングを実行し、
S6:前記マッチングの結果に応じて、前記移動ロボットの前記点P'iでの座標、前記走行距離計、および/または前記ジャイロスコープのデータを修正して保存し、
S7:前記作業エリア内の地図作成が完了するまで、前記ステップS3〜S6を繰り返す、
ステップを含み、
ここで、前記ステップS2は、
S201:前記移動ロボットは、X軸の正方向に沿って直進し、
S202:前記移動ロボットが障害物に遭遇したかどうかを判断し、そうであればステップ203に進み、そうでなければステップS206に進み、
S203:前記移動ロボットは前記障害物に沿ってY軸の正方向に走行し、
S204:前記移動ロボットのY軸上の座標量の変化が閾値Mよりも大きいかどうかを判断し、そうであればステップS208に進み、そうでなければステップS205に進み、
S205:前記移動ロボットのY軸座標が前記ステップS201におけるY軸座標と同じであるかどうかを判断し、そうであれば前記ステップS201に戻り、そうでなければ前記ステップS203に戻り、
S206:前記移動ロボットの直進距離が閾値Nよりも大きいかどうかを判断し、そうであればステップS207に進み、そうでなければ前記ステップS201に戻り、
S207:前記移動ロボットは、Y軸の正方向に前記閾値Mの距離を直線的に平行移動すると、ステップS208に進み、
S208:前記移動ロボットは、X軸の負方向に沿って直進し、
S209:前記移動ロボットが障害物に遭遇したかどうかを判断し、そうであればステップS210に進み、そうでなければステップS213に進み、
S210:前記移動ロボットは前記障害物に沿ってY軸の正方向に走行し、
S211:前記移動ロボットのY軸上の座標量の変化が前記閾値Mよりも大きいかどうかを判断し、そうであれば前記ステップS201に戻り、そうでなければステップS212に進み、
S212:前記移動ロボットのY軸座標が前記ステップS208におけるY軸座標と同じであるかどうかを判断し、そうであれば前記ステップS208に戻り、そうでなければ前記ステップS210に戻り、
S213:前記移動ロボットの直進距離が前記閾値Nよりも大きいかどうかを判断し、そうであればステップS214に進み、そうでなければ前記ステップS208に戻り、
S214:前記移動ロボットがY軸の正方向に前記閾値Mの距離を直線的に平行移動すると、前記ステップS201に戻る、
サブステップを含み、
前記移動ロボットはカバレッジ型移動ロボットであり、前記閾値Mの範囲は0.2m〜0.3mであり、前記閾値Nの範囲は6m〜8mであり、
前記ステップS3において、前記移動ロボットは、所定の間隔ごとに、前記キーフレーム画像とその対応する前記点Piの座標を保存し、
前記画像は、前記移動ロボットの作業環境の天井画像または地面画像であり、
ここで、前記ステップS6は、前記点Piと前記点P'iで取得された画像のピクセルオフセットによって、実際の物理的オフセットと角度オフセットを逆算出し、結果を前記移動ロボットにフィードバックし、前記移動ロボットがこの結果に従って前記点P'iの座標および前記走行距離計と前記ジャイロスコープのデータを修正することを含む、移動ロボットの地図作成方法。 - 請求項12に記載の方法によって作成された地図に基づく移動ロボットの経路計画方法であって、
S'1:前記移動ロボットは初期位置から前記点Piまたは前記点P'iに移動し、
S'2:前記点Piまたは前記点P'iで前記走行距離計または/および前記ジャイロスコープのデータを修正し、
S'3:最終目標点に到着するまで、前記ステップS'1〜S'2を繰り返す、
ステップを含み、
前記S'1は、
S'11:前記移動ロボットの前記初期位置の座標と前記最終目標点の座標を取得し、
S'12:前記初期位置の座標と前記最終目標点の座標によって形成される矩形エリアにおいて前記点Piまたは前記点P'iがあるかどうかを判断し、そうであればステップS'13に進み、そうでなければステップS'14に進み、
S'13:前記移動ロボットは、前記矩形エリア内の前記初期位置に最も近い前記点Piまたは前記点P'iに到着すると、ステップS'15に進み、
S'14:前記移動ロボットは、前記作業エリア内の前記初期位置に最も近い前記点Piまたは前記点P'iに到着すると、ステップS'15に進み、
S'15:現在位置の座標と前記最終目標点の座標によって形成される矩形エリアにおいて前記点Piまたは前記点P'iがあるかどうかを判断し、そうであれば前記ステップS'13に戻り、そうでなければ前記最終目標点に移動する、
サブステップを含み、
前記最終目標点は、前記移動ロボットの未通過エリア、充電スタンドの位置、および前記移動ロボットの開始出発点を含む、移動ロボットの経路計画方法。 - 請求項12に記載の方法によって作成された地図に基づく移動ロボットの経路計画方法であって、
S'1:前記移動ロボットは初期位置から前記点Piまたは前記点P'iに移動し、
S'2:前記点Piまたは前記点P'iで前記走行距離計または/および前記ジャイロスコープのデータを修正し、
S'3:最終目標点に到着するまで、前記ステップS'1〜S'2を繰り返す、
ステップを含み、
前記ステップS'2は、
S'21:前記移動ロボットの前記点Piまたは前記点P'iでの画像を取得し、
S'22:前記ORBアルゴリズムに従って前記画像に対して特徴抽出を実行し、前記点Piまたは前記点P'iでの保存された画像と、特徴マッチングを実行し、
S'23:前記マッチングの結果に応じて、前記移動ロボットの前記点Piまたは前記点P'iでの前記走行距離計または/および前記ジャイロスコープのデータを修正する、
サブステップを含む、移動ロボットの経路計画方法。
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