专利汇可以提供一种环境拓扑地图的构建方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种环境拓扑地图的构建方法,需要室内移动 机器人 在室内“闲逛”以达到遍历整个室内环境,在闲逛过程中,每隔一定 采样 时间获得机器人的 位置 坐标,得到位置坐标点的集合。然后运用位置坐标点对SOM图进行训练,得到可以初步表征环境的拓扑图。基于得到的拓扑图,找到在障碍物中的神经元以及穿越障碍物的线段,去除拓扑图中这些点和线段即可得到能够完整表征环境的拓扑地图。构建好的环境拓扑地图可用于机器人导航的路径规划,可实现快速高效的路径规划。,下面是一种环境拓扑地图的构建方法专利的具体信息内容。
1.一种环境拓扑地图的构建方法,其特征在于:实现该构建方法的室内移动机器人带有测距传感器,室内移动机器人主体上安装有室内GPS系统,通过室内GPS系统能够实时获取室内移动机器人的室内位置信息;该方法具体包括如下步骤;
步骤A,编写室内移动机器人闲逛的程序,当室内移动机器人距离障碍物距离大于d时,室内移动机器人向前走;当室内移动机器人距离障碍物距离小于或等于d时,室内移动机器人向左或向右转动一定角度以避开障碍物;在室内移动机器人在闲逛过程中,每隔一定时间的采样间隔,获取室内移动机器人的室内位置坐标;室内移动机器人与障碍物之间的预设距离信息;
步骤B,设置SOM图横纵神经元数分别为m、n,运用步骤A采集的室内位置坐标对SOM图进行训练,进行若干次迭代,直到SOM图结构不发生变化时停止训练;
步骤C,给定阈值DistSumThre,计算每个神经元与周围神经元的欧式距离之和Dist,当Dist>DistSumThre时,则记录该神经元为可疑神经元;
步骤D,给定阈值DistNeuronSampleThre,对于每个可疑神经元,计算该神经元与每个样本的欧式距离DistNeuronSample,记神经元与样本的欧式距离最小值为min(DistNeuronSample),若min(DistNeuronSample)>DistNeuronSampleThre时,则记录该神经元为障碍物中的神经元,此时可疑神经元集合为去掉障碍物神经元的集合;
步骤E,给定阈值DistLineThre,对于每个可疑神经元,计算该神经元与其周围神经元的距离DistLine,若发现其与周围某个神经元的距离DistLine>DistLineThre,则记录该神经元与周围的某个神经元的连线为穿越障碍物的线段;
步骤F,通过上面的步骤,确定了障碍物中的神经元集合和穿越障碍物线段的集合;在绘制室内拓扑地图时,删除障碍物中神经元及其与周围神经元连线,删除穿越障碍物的线段即得到准确度更高的环境拓扑地图。
2.根据权利要求1所述的一种环境拓扑地图的构建方法,其特征在于:
给定阈值DistSumThre,计算每个神经元与周围神经元的欧式距离之和Dist,当Dist>DistSumThre时,则记录该神经元为可疑神经元NSn;可疑神经元集合为NSSum={NS1,NS2,…,NSn};
给定阈值DistNeuronSampleThre,对于每个可疑神经元,计算该神经元与每个样本的欧式距离DistNeuronSample,记神经元与样本的欧式距离最小值为min
(DistNeuronSample),若min(DistNeuronSample)>DistNeuronSampleThre时,则记录该神经元为障碍物中的神经元NSOm;障碍物中的神经元集合即为NSOSum={NSO1,NSO2,…,NSOm};此时可疑神经元集合NSSum=NSSum-NSOSum;
给定阈值DistLineThre,在可疑神经元集合NSSum中,对于每个可疑神经元,计算该神经元与其周围神经元的距离DistLine,若发现其与周围某个神经元的距离DistLine>DistLineThre,则记录该神经元与周围的某个神经元的连线为穿越障碍物的线段,记录该神经元NSLi,并记录该神经元与周围第j神经元连线的欧式距离大于DistLineThre,记录该神经元和线段为
通过上面的步骤,确定了障碍物中的神经元集合NSOSum和穿越障碍物线段的集合NSLSum;在绘制室内拓扑地图时,删除障碍物中神经元及其与周围神经元连线,删除穿越障碍物的线段即可得到准确度更高的环境拓扑地图。
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