基于物体语义栅格地图的语义拓扑地图构建方法

为构建以房间为节点的语义拓扑地图,基于物体语义栅格地图,提出了一种利用虚拟门检测和房间物体包含关系的拓扑分割及房间概念生成方法。首先,依据机器人轨迹和房间主方向,检测满足真实门宽度的占据栅格;然后,采用几何和物体语义约束优化检测结果;最后,利用每个拓扑区域包含的物体语义生成房间概念。通过在多个场景测试,验证了算法的有效性。

基于机器人服务任务导向的室内未知环境地图构建

针对室内移动机器人的服务任务,提出一种包括全局语义层、区域规划层、局部空间层的3级室内环境地图,使机器人不仅掌握面向导航的环境平面结构,而且还了解局部复杂空间的3维栅格地图及描述房间和物品功能及关联、归属关系的语义信息.首先,机器人依据视觉获得的深度信息及QR码标签提供的物品操作功能信息进行3维栅格地图和物品功能图的构建,形成局域层空间描述.其次,基于贝叶斯估计算法构建区域层的2维栅格地图,同时形成无向加权图,构成区域规划层.最后,基于谱聚类算法构建具有房间分割功能的拓扑地图,结合物品功能图,获得房间功能及房间之间关联关系、物品与房间归属关系等的语义信息,形成全局语义拓扑地图.仿真试验表明,环境地图的3级结构适用于室内机器人的服务任务,可以理解人的语义命令,生成合理的服务路径,并确保机器人在复杂环境中安全运行.