[发明专利]一种开放环境指定目标的自主搜寻方法

说明书

本发明公开了一种开放环境指定目标的自主搜寻方法，属于目标搜索技术领域。包括：基于SLAM技术构建场景探索地图，并基于场景探索地图建立目标探索地图，所述目标探索地图用于标记机器人探索过程中的探索区域、未探索区域及障碍物；基于目标探索地图对机器人探索视野内的路径点进行遍历，判断所述目标探索地图内是否存在探索目标；当所述目标探索地图中存在探索目标时，判断探索目标设定距离和角度内是否存在遮挡物；当探索目标设定距离内存在遮挡物时，基于深度图像信息提取目标遮挡边界，驱动机器人进移动规避，获取无遮挡目标图像。本发明实现了在未知场景中快速搜寻目标，并最终给出目标在视野与环境中的位置以及无遮挡图像。

技术领域

本发明涉及目标搜索技术领域，更具体地说是涉及一种开放式环境指定目标的自主搜寻方法。

背景技术

随着自动化水平的提高，机器人已被应用于各种场景，如灾害现场搜救、工厂安全巡检、酒店服务等。为了发挥更大的价值，机器人需要更高的智能化水平。目标搜寻是机器人面临的一个基础任务。在目标搜寻过程中，如何得到快速得到探索目标，并进行决策动作，选择更好的观察点，使得观察到的探索目标不被其它物品遮挡，从而获得高价值的无遮挡的目标图像，是目标搜寻的关键任务。

因此，如何在探索过程中快速得到探索目标并规避目标物附近的遮挡物是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种开放式环境指定目标的自主搜寻方法，针对机器人目标搜寻这一具体任务，通过自主探索和分析，决策出在实际环境中可执行的动作，最终获得目标的无遮挡图像。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种开放式环境指定目标的自主搜寻方法，包括以下步骤：

S1、基于SLAM技术构建场景探索地图，并基于场景探索地图建立目标探索地图，所述目标探索地图用于标记机器人探索过程中的探索区域、未探索区域及障碍物；

S2、基于目标探索地图对机器人探索视野内的路径点进行遍历，判断所述目标探索地图内是否存在探索目标；

S3、当所述目标探索地图中存在探索目标时，判断探索目标设定距离和角度内是否存在遮挡物；

S4、当探索目标设定距离内存在遮挡物时，基于深度图像信息提取目标遮挡边界，实现机器人的移动规避，获取无遮挡目标图像。

优选的，步骤S1前还包括：

S0、获取探索目标的深度图像，将所述探索目标的深度图像作为探索过程中的目标模板。

优选的，步骤S1中基于场景探索地图建立目标探索地图，具体包括以下步骤：

以机器人当前所在位置为原点，在场景探索地图上构建预设长度和宽度的二维地图，所述二维地图即为目标探索地图。

优选的，步骤S2中基于目标探索地图对机器人探索视野内的路径点进行遍历，具体步骤为：

机器人以设定的顺序对目标探索地图中的每个路径点进行遍历，当机器人设定的探索距离和探索角度内存在障碍物时，将目标探索地图中的该路径点标记为已探索，直到目标探索地图中所有包含障碍物的路径点都被标记为已探索。

优选的，步骤S2中判断所述目标探索地图内是否存在探索目标，具体包括以下步骤：

采集机器人探索视野内的探索图像，将所述探索图像输入训练好的图像检索网络中，判断所述探索图像中是否存在探索目标图像。

优选的，所述图像检索网络包括依次连接的5个卷积层、一个平均值池化层、一个L2正则化层、一个全连接层和一个分类器。

优选的，所述图像检索网络采用以下步骤进行训练：