中国电子科技南湖研究院杨思奇获国家专利权
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龙图腾网获悉中国电子科技南湖研究院申请的专利地面移动机器人自主分层探索建图方法、装置及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117073697B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311038338.1,技术领域涉及:G01C21/32;该发明授权地面移动机器人自主分层探索建图方法、装置及系统是由杨思奇;赵洪深;王家亮;姜鑫;李绍明设计研发完成,并于2023-08-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本地面移动机器人自主分层探索建图方法、装置及系统在说明书摘要公布了:本发明提出一种地面移动机器人自主分层探索建图方法、装置及系统,首先设定自主探索边界,加载相应环境的自主分层探索建图所对应系统参数,通过传感器获取环境数据,利用SLAM算法建立初始环境地图;将自主建图分为双层结构:全局探索建图和局部探索建图;全局探索建图实时更新和划分探索子空间,并规划全局探索最短路径;基于增量缓存拓扑‑格点混合地图,局部探索建图规划局部探索最短路径和实现实时避障;机器人将构建和保存整体三维和二维环境地图,并在自主建图完成后自主返回起始点;达到了实现地面移动自主机器人在未知复杂环境下自主建图并安全返航的目的,在保证地图构建质量和效率的同时,增强地面移动机器人的自主性。
本发明授权地面移动机器人自主分层探索建图方法、装置及系统在权利要求书中公布了:1.一种地面移动机器人自主分层探索建图方法,其特征在于,所述方法由地面移动机器人自主分层探索建图装置实现;所述地面移动机器人上设置传感器,用于收集探索环境的相关信息,并采集周围环境数据; 所述方法包括: S1,设定探索区域边界,加载相应环境的自主建图配置参数,基于传感器数据利用SLAM算法建立初步环境地图;在步骤S1中,所述利用SLAM算法建立初步环境地图的步骤包括: 对传感器获得的点云数据中的每个点进行去运动偏斜,并对去运动偏斜后的点云沿着线和边提取关键特征; 将所述关键特征与滑动窗口滤波器中的一部分本地关键帧进行比较和扫描匹配; 通过欧几里得距离度量确定闭环因子,并利用iSAM2求解器向图中添加新的闭环因子,并通过GTSAM对图进行优化里程计; 根据优化后的里程计,将点云关键帧合并成所述初步环境地图; S2,根据所述探索区域边界,将探索区域划分为多个子空间,并全局规划通过所有子空间之间的最优路径; S3,根据全局规划的子空间边界点和传感器输入的数据,在每一个子空间中,基于增量缓存拓扑-格点混合地图生成最优探索目标点,并利用改进的TEB算法规划目标点之间最佳探索路径,并实时规避动态与静态障碍物;在步骤S3中,所述根据全局规划的子空间边界点和传感器输入的数据,在每一个子空间中,基于增量缓存拓扑-格点混合地图生成最优探索目标点具体包括: S31,应用基于几何规则的候选目标点生成方法快速提取候选目标点; S32,构建基于增量缓存拓扑-格点混合地图,并对其上的每个候选拓扑节点的信息增益进行评估; 其中,所述基于增量缓存拓扑-格点混合地图是拓扑地图和网格地图的融合图;候选目标点作为候选拓扑节点; 在步骤S32中,利用效用函数对每个候选拓扑节点的信息增益进行评估,其中,效用函数定义为:, 其中,是一个正常数,是目标节点T和当前节点之间的拓扑距离,信息增益可以根据未知网格的数量计算,由表示,选取最大U值的候选拓扑节点作为下一个目标点; S33,选择评估值最好的节点作为下一个目标点,并在所述地面移动机器人向其移动后更新拓扑地图; 其中,当拓扑图更新时,每个候选节点在一定范围内进行网格遍历,以计算其周围的信息增益; S4,所述地面移动机器人依据所述最佳探索路径完成探索,并依据探索结果完成整个探索区域的地图构建。
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