[发明专利]机器人建图算法精度仿真测评方法

说明书

本发明涉及一种机器人建图算法精度仿真测评方法，搭建机器人仿真环境，包含仿真机器人、仿真传感器、仿真场景，将机器人建图算法与仿真系统对接；在仿真场景内随机选取若干关键点作为比对点；提取建图算法建图后算法中对应的关键点位置坐标与仿真系统中真实值进行精度比对，取平均值作为建图算法的建图精度值。本发明方法实现了用仿真手段对建图算法精度进行测评，解决了不同种类机器人建图算法精度的测评问题，特别对同类型不同厂家或品牌机器人的不同建图算法，提供了可以进行相互比较又杜绝作弊的公平方案和手段，同时提高了测评效率、节约了测评时间和花费。

技术领域

本发明涉及一种测试技术，特别涉及一种机器人建图算法精度仿真测评方法。

背景技术

随着机器人行业的快速发展，机器人算法也得到了迅猛发展，同类型的机器人算法不同，性能可能天差地别，比如扫地机器人，就经历了从随机移动，到ESLAM，再到激光SLAM、VSLAM等不同算法和技术的迭代。算法的进步和优化，对机器人性能的提升上占比越来越高，对算法的测评工作也变的越来越重要。

但是相对于算法的快速发展，对算法的测评手段却一直比较滞后。很多机器人产品在实验室和工厂的表现都是合格的，但一到真实的用户工作环境，就会出现各种误差。这一方面因为测评手段的落后和不全面，另一方面也是因为企业在测试时无法覆盖到复杂多样的用户实际工作环境。

在机器人SLAM算法中，建图算法是导航、定位等其它算法的基础，尤为重要。不同用途的机器人，因工作环境不同，对建图算法的要求也不同，例如，家用扫地机只需要在家庭室内小面积环境下进行工作，建图算法即使精度不高也不会造成不好的后果，而工业用机器人，如工业AGV，需要在工厂厂房等大面积环境中工作，且因为设备重，价值高，如果建图精度较低，可能导致人身安全或财产损失等严重后果。寻找一种简单、通用、高效的测评方法对建图算法的精度进行测评，成为一项急需解决的问题。

发明内容

针对建图算法运用后如何精确测评问题，提出了一种机器人建图算法精度仿真测评方法。

本发明的技术方案为：一种机器人建图算法精度仿真测评方法，具体包括如下步骤：

1)搭建机器人仿真环境，包含仿真机器人、仿真传感器、仿真场景，将机器人建图算法与仿真系统对接；

2)在仿真场景内随机选取若干关键点作为比对点；

3)仿真系统中机器人根据建图算法的输出信息进行运动，由仿真系统提供给建图算法各类传感器信息，建图算法依据接收到的传感器信息结合算法进行运动建图；

4)提取建图算法建图后算法中对应的关键点位置坐标反馈给仿真系统，仿真系统将收到的建图算法中每个关键点的坐标值与真实值进行精度比对，取平均值作为建图算法的建图精度值。

进一步，所述步骤2)中关键点根据仿真场景空间和障碍物位置确定，所有关键点只在以下三种类型中随机选择，

第一种类：两面墙体的交点或交线上的点；

第二种类：矩形障碍物的两直角外平面交点或交线上的点；

第三种类：圆形障碍物的圆心或圆周上的点。

进一步，所述步骤4)中建图算法的建图精度值计算方法如下：

按以下公式计算每个关键点的算法坐标和实际坐标的距离差：

式中：Xi点为点i的X轴真实坐标值；Yi点为点i的Y轴真实坐标值；Xi'点为点i的X轴建图坐标值；Yi为点i的Y轴建图坐标值；

建图算法的建图精度值E按下公式计算：

式中：N为随机选取的关键点总数。