[发明专利]基于啮齿类动物模型的同步定位与地图构建方法及装置

说明书

本发明提供一种基于啮齿类动物模型的同步定位与地图构建方法及装置，方法包括：获取机器人的当前视觉场景图像信息；根据预先构建的啮齿类动物模型，从预先构建的视觉信息库中匹配出与当前视觉场景图像信息具有最大场景相似度的位姿信息；在场景相似度低于设定阈值时，获取机器人的当前WIFI信号强度集合；根据啮齿类动物模型，从预先构建的WIFI指纹地图中匹配出与当前WIFI信号强度集合具有最大指纹相似度的位姿信息；根据最大场景相似度和/最大指纹相似度对应的位姿信息对机器人进行同步定位与地图构建。

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，尤其涉及一种基于啮齿类动物模型的同步定位与地图构建方法及装置。

背景技术

同步定位与地图构建是移动机器人目前面临的重大难题。因为移动机器人实质上就是移动的传感器平台，传感器虽然类型和能力各有不同，但是广泛存在里程计漂移和不同的噪声等问题。后来经过学者们的不断探究，仿生机器人(采用仿生技术控制的机器人)逐渐凸显出良好的应用前景，表现出完美的生物合理性和对自然环境的高度适应性。其中，仿生机器人大多使用啮齿类动物模型进行仿生技术实现。

其中，啮齿类动物模型，将视觉里程计信息和视觉场景图像信息集成到位姿感知细胞模型中，从而使得移动机器人具备一定的更新预测能力，并建立起时间、空间位置、行为等信息的经历图。目前，啮齿类动物模型已经广泛用于机器人的定位导航工作中，解决了众多同步定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping，MAP)难以解决的问题,但是啮齿类动物模型获取的视觉场景图像信息以及视觉里程计信息均存在一定程度的误差，虽然有学者针对视觉里程计的误差引入FAB-MAP(fast appearance basedmapping)，这种基于历史模型的闭环检测算法，通过实时关键帧的匹配，可以提高系统的稳定性，但是定位的精度并不稳定，且鲁棒性不强。所以，单独的啮齿类动物模型在定位精度及鲁棒性方面有待进一步改善。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于啮齿类动物模型的同步定位与地图构建方法及装置，将WIFI指纹技术与基于啮齿类动物模型的仿生定位技术相融合，实现对位姿细胞网络的修正，以获得最优路径经历图，继而实现对机器人的进行精确定位。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种基于啮齿类动物模型的同步定位与地图构建方法，方法包括：

获取机器人的当前视觉场景图像信息；

根据预先构建的啮齿类动物模型，从预先构建的视觉信息库中匹配出与当前视觉场景图像信息具有最大场景相似度的位姿信息；

在场景相似度低于设定阈值时，获取机器人的当前WIFI信号强度集合；

根据啮齿类动物模型，从预先构建的WIFI指纹地图中匹配出与当前WIFI信号强度集合具有最大指纹相似度的位姿信息；

根据最大场景相似度和/最大指纹相似度对应的位姿信息对机器人进行同步定位与地图构建。

进一步地，方法还包括：

根据最大场景相似度对视觉信息库进行更新；

根据最大指纹相似度对WIFI指纹地图进行更新。

进一步地，获取机器人的当前WIFI信号强度集合，包括：

确定有效的无线接入点；

接收每个有效的无线接入点在当前位置产生的当前接收信号强度均值；

将所有有效的无线接入点对应的当前接收信号强度均值确定为机器人的当前WIFI信号强度集合。

进一步地，确定有效的无线接入点，包括：