[发明专利]用于同时定位与地图构建的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同时定位与地图构建(Simultaneous Localisation andMapping-SLAM)的方法，该方法用于可以自行移动的设备，尤其是可以自行移动的地面灰尘收集设备，该设备优选带有电动的若干移动轮，其中，该设备具有由光学发射和接收单元组成的障碍识别装置，其中，从该设备的预先计算出的假定第一位置出发进一步计算多个可能的位置和定向(质点)并在该设备的相应移动后根据这时占据的第二位置借助光学单元的测量结果将此前产生的质点之一按照预先规定的考虑概率的选择算法假定为该设备的新位置。

背景技术

所述类型的方法是公知的，例如像与用于清洁地板的可以自行移动的吸尘和/或清洁设备相关，此外在其它设计中例如与可以自行移动的运输设备或割草机相关。这种类型的设备优选具有距离传感器，以便例如防止与移动路线中的物体等的碰撞。这些传感器优选非接触式工作，进一步优选作为光或超声波传感器工作。为此还公知这种设备具有用于四周距离测量的装置，具体是例如以光学三角测量系统的形式构成，该系统设置在环绕垂直轴旋转的平台等的部件上。借助这种系统可以根据反射来测量距离，这种距离测量用于空间定向，进一步尤其是在自动工作的过程中用于障碍识别以及进一步优选用于存储所要驶过的空间的地图并因此相应用于创建地图。与此相关的内容例如参见DE2008014912A1。依据距离测量检测的空间界限，需要时在考虑空间内可能的障碍情况下，优选以周围(尤其是由多个房间组成的住宅)的地图的形式储存，进一步优选储存在设备的非易失存储器内，从而在清洁或运输过程的进程中为定向可以调用该地图来定向。此外，与此相关公知的是，借助这样储存的地图根据已储存算法确定该设备有利的移动策略，进一步也包括识别优选处于该设备的移动路线中并通过传感器检测的物体。为此必须尽可能精确测定与物体(例如像家具或墙壁边界等)的距离值。

此外公知用于同时定位与地图构建的方法，尤其是以概念SLAM。与此相关的内容参阅Hugh Durrant-Whyte(IEEE院士)和Tim Bailey于2006年6月发表在“Robotics & Automation Magazine，IEEE”杂志上的科技文章“Simultaneous Localisation and Mapping(SLAM)”的第一部分(Part I)。SLAM在这种情况下涉及运动通过没有地图的环境的移动机器人的问题。机器人建立对其自我运动和其环境内的特性的相对观察。SLAM的目标是构建环境和路线的地图，该地图能够由机器人或可以自行移动的设备建立和利用。为找到实际位置，在这种情况下检查多个可能的设备位置和定向。可能的设备位置和/或定向在SLAM中称为质点，其中，每个这些质点可供可能的设备位置和/或定向使用。可能的位置在这种情况下表示为具有高加权的质点。不可能的质点因此获得低加权并几乎、甚至根本不可能定位。如果设备运动，那么质点就因而围绕可能的位置和定向“散射”。“散射”在这种情况下意味着，最后一代中的质点接下来产生其它质点，这些质点然后可供设备的新位置使用。在质点散射后，将这些质点与光学单元的测量结果相比较并相应加权。质点散射在这种情况下通常限制于固定数量，例如一千。质点然后以最可能的实际位置依据高斯分布散射。

发明内容

鉴于所公开的现有技术，本发明的目的在于，对所述类型的方法做进一步的改进。