本发明涉及一种自动修正环境信息的自主移动设备及方法。
背景技术：
目前，即时定位及地图构建(slam)是机器人等自主移动设备在定位过程中最常用的一种技术，该slam技术是指机器人从未知环境的位置地点出发，在运动过程中通过重复观测到的地图特征定位自身的位置和姿态，再根据自身增量式的构建地图，从而达到同时定位和地图构建的目的。该slam技术多半仰赖传感器来提供额外信息以达成定位，如gps、imu、odometry(轮速表)，当安装有万向轮或全向轮的自主移动设备移动时，由于轮速表无法作为移动距离的参考，而室内环境也不适合使用gps。
目前，人们采用人工标记电脑视觉实现定位，基本上可以不使用imu定位。然，当同一自主移动设备处于不同的环境状况时，同样的马达输出却达不到相同的移动距离，虽然可以利用栋修正的方法来使自主移动设备达到目的地，但自主移动设备的移动会显得比较笨拙。
技术实现要素：
有鉴于此，确有必要提供一种自动修正环境信息的自主移动设备及方法，使该自主移动设备能够顺畅地移动。
一种自动修正环境信息的自主移动设备，其包括：一资料存储模组，用于预先存储一欲移动区域的地图及对应的地图描述档，所述欲移动区域内设置多个人工标记，自主移动设备在该人工标记之间移动；一图像采集模组，用于拍摄自主移动设备移动过程中前方的图像；一人工标记识别模组，用于接收所述图像采集模组输出的图像信号，识别图像中的人工标记，从而实现所述自主移动设备的定位；一资料记录模组，记录所述人工标记之间路面环境的变化信息及自主移动设备在所述人工标记之间移动的移动信息；一资料分析模组，根据所述资料记录模组记录的移动信息分析出自主移动设备在所述人工标记之间移动的最优移动信息；一资料修正模组，用于接收所述资料记录模组记录的路面环境变化信息及资料分析模组分析出的最优移动信息的信号，从而修正所述资料存储模组中的地图及地图描述档。
一种自动修正环境信息的方法，包括以下步骤：提供一所述自动修正环境信息的自主移动设备，其包括一资料存储模组，用于预先存储一欲移动区域的地图及对应的地图描述档，所述欲移动区域内设置多个人工标记，自主移动设备在该人工标记之间移动；一图像采集模组，用于拍摄自主移动设备移动过程中前方的图像；一人工标记识别模组，用于接收所述图像采集模组输出的图像信号，识别图像中的人工标记，从而实现所述自主移动设备的定位；一资料记录模组，记录所述人工标记之间路面环境的变化信息及自主移动设备在所述人工标记之间移动的移动信息；一资料分析模组，根据所述资料记录模组记录的移动信息分析出自主移动设备在所述人工标记之间移动的最优移动信息；一资料修正模组，用于接收所述资料记录模组记录的路面环境变化信息及资料分析模组分析出的最优移动信息的信号，从而修正所述资料存储模组中的地图及地图描述档；启动所述自主移动设备在两个人工标记之间移动，所述图像采集模组采集其移动前方的图像并传送给所述人工识别模组；所述人工标记识别模组识别所述图像中的人工标记，自主移动设备判断出自身相对于所述人工标记的位置；所述资料记录模组同时记录人工标记间路面环境的变化信息及自主移动设备在所述人工标记之间移动的移动信息，所述资料分析模组根据记录的移动信息判断出在所述人工标记之间移动的最优移动信息；所述资料修正模组根据所述路面环境变化信息及最优移动信息修正所述资料存储模组中的地图和地图描述档。
与现有技术比较，本发明提供的自动修正环境信息的自主移动设备及方法，通过在自主移动设备内预先存储欲移动区域的地图及对应的地图描述档，记录自主移动设备在人工标记间移动时路面环境的变化信息及移动信息，根据所述移动信息分析得到自主移动设备在所述人工标记间移动的最优移动信息，在此基础上不断修正自主移动设备内存储的地图及地图描述档，从而使自主移动设备在欲移动区域内的移动更顺畅。
附图说明
图1为本发明自动修正环境信息的自主移动设备的模块图。
图2为本发明自动修正环境信息的方法的流程图。
图3为本发明实施例提供的机器人在工厂的某一区域内移动的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的自动修正环境信息的自主移动设备及方法作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明提供一种自动修正环境信息的自主移动设备，其包括：一资料存储模组，用于预先存储一欲移动区域的地图及对应的地图描述档，所述欲移动区域内设置多个人工标记，自主移动设备在该人工标记之间移动；一图像采集模组，用于拍摄自主移动设备移动过程中前方的图像；一人工标记识别模组，用于接收所述图像采集模组输出的图像信号，识别图像中的人工标记，从而实现所述自主移动设备的定位；一资料记录模组，记录自主移动设备在所述人工标记之间移动时路面环境的变化信息及移动信息；一资料分析模组，根据所述资料记录模组记录的移动信息分析出自主移动设备在所述人工标记之间移动的最优移动信息；一资料修正模组，用于接收所述资料记录模组记录的路面环境变化信息及资料分析模组分析出的最优移动信息的信号，从而修正所述资料存储模组中的地图及地图描述档。
所述自主移动设备可以为机器人、无人搬运车、无人驾驶机等能够自主移动的设备，所述自主移动设备的移动方式可以为足式、轮式等。
所述欲移动区域可以为某一些固定的工作场所，如工厂、餐厅、巡逻站等。所述欲移动区域内设置有多个人工标记，所述每一个人工标记对应一个id，该id可以为数字、文字等信息，代表所述人工标记的名称，如拐角。所述人工标记可以为tag36h11标记系列、tag36h10标记系列、tag25h9标记系列或tag16h5标记系列等中的任意一个或多个。
所述资料存储模组用于预先存储所述欲移动区域的地图及相对应的地图描述档。所述欲移动区域的地图以设计好的标记语言(xml)或其它格式档案存储，其中，定义有人工标记；所述地图描述档包括对所述地图中人工标记附近区域的描述和在两个人工标记之间顺畅移动的移动信息，如地图中人工标记的地点名称，自主移动设备从一个人工标记移动到下一个人工标记的距离、方向及所需的马达输出等信息。所述资料存储模组针对相同的路面环境可以仅存储每次修正后的移动信息，也可以在保留原有移动信息的基础上再存储修正后的移动信息，如从人工标记a行走到人工标记b，已经存储的移动信息为“从人工标记a向前直走5圈再后退一圈到达人工标记b”，下次移动时发现“从人工标记a点向前直走4圈到达人工标记b”，可以用该移动信息去覆盖已存储的移动信息。
所述图像采集模组包括一摄像头，该摄像头设置于所述自主移动设备面对移动方向的一面，拍摄自身视野能够覆盖的区域范围的图像，以便能够拍摄到所述人工标记，该图像通过一数据线传送到所述人工标记识别模组。所述摄像头为一般的基于ccd或cmos的网络摄像头即可。
所述人工标记识别模组接收到所述图像采集模组拍摄到的图像，读取并识别其中的人工标记，从而判断出自主移动设备相对于所述人工标记的相对位置及角度，实现定位。当人工标记之间的路面环境改变时，自主移动设备按照已存储的地图描述档从人工标记a移动到人工标记b，当发现位于人工标记b的左下方，此时该自主移动设备能够自主定位给出相应的处理命令，从而到达人工标记b的正下方；当人工标记之间的路面环境没有改变时，自主移动设备按照已存储的地图描述档从人工标记a移动到人工标记b，刚好到达人工标记的正下方，则无需自主修正。
所述资料记录模组用于记录移动过程中人工标记之间路面环境的变化信息及对应的在人工标记间移动的移动信息。该路面环境的变化信息包括障碍物增加或消失、路面摩擦系数改变，例如地图中突然多了一些障碍物如桌子、椅子，或者是地面上铺有地毯、沙土、石子等物体。当路面环境变化时，所述移动信息具体包括自主移动设备在人工标记之间移动时的位移修正次数及对应的位移修正量，如多了一张桌子时，所述资料记录模组记录存在障碍物及所述自主移动设备绕开该新障碍物的位移修正次数及每次对应的位移修正量；当多了一张地毯时，所述资料记录模组记录所述自主移动设备在该地毯上的位移修正次数及每次对应的位移修正量。
所述资料分析模组与所述资料记录模组连接，对所述资料记录模组记录的移动信息进行两部分分析：第一部分是当存在新障碍物时，所述资料分析模组分析自主移动设备绕开新障碍物的移动信息，判断是否有最优的移动信息，即以最少的位移修正次数就可以绕开新障碍物；第二部分是当路面摩擦系数改变时，所述资料分析模组分析自主移动设备在路面的移动信息，判断位移修正次数是否大于一门槛值。所谓“门槛值”是指人为根据实际情况设置的一临界值。
所述资料修正模组分别连接所述资料存储模组与所述资料分析模组，所述资料修正模组用于修正所述资料存储模组内存储的地图和地图描述档，当仅存在新的障碍物时，所述资料修正模组修正地图及对应的地图描述档；当仅路面摩擦系数改变时，所述资料修正模组仅需要修正地图描述档。
请参阅图2，本发明进一步提供一种自动修正环境信息的方法，其包括以下步骤：
s1，提供一所述自动修正环境信息的自主移动设备；
s2，启动所述自主移动设备在两个人工标记之间移动，所述图像采集模组采集其移动前方的图像并传送给所述人工识别模组；
s3，所述人工标记识别模组识别所述图像中的人工标记，自主移动设备判断出自身相对于所述人工标记的位置；
s4，所述资料记录模组同时记录人工标记间路面环境的变化信息及自主移动设备在所述人工标记之间移动的移动信息，所述资料分析模组根据记录的移动信息判断出在所述人工标记之间移动的最优移动信息；
s5，所述资料修正模组根据所述路面环境变化信息及最优移动信息修正所述资料存储模组中的地图和地图描述档。
在s3步骤中，所述图像采集模组将含有人工标记的图像输出给人工标记识别模组，该人工标记识别模组识别出该人工标记的id，从而判断出该自主移动设备相对于人工标记的距离及角度，以便所述自主移动设备后续能够自主修正其移动信息，如马达输出、输出时间等。
在s4步骤中，所述最优的移动信息是指能够以相对较少的位移修正次数到达下一个人工标记，所述资料分析模组根据记录的移动信息判断出最优的移动信息的步骤进一步包括：
s41，当所述路面环境包括一新障碍物时，记录所述自主移动设备绕开该新障碍物的位移修正次数，资料分析模组分析出是否有相对较少的位移修正次数能够绕开该新障碍物，若“是”，则该相对较少的位移修正次数对应的移动信息为最优移动信息，若“否”，则所述记录的位移修正次数对应的移动信息为最优移动信息；
s42，当所述路面环境为路面摩擦系数改变时，记录所述自主移动设备在该路面上移动时的位移修正次数和位移修正量，资料分析模组分析出该位移修正次数是否大于一门槛值，若“是”，则资料分析模组根据所述位移修正次数和位移修正量计算得到最优移动信息；若“否”，则所述记录的位移修正次数对应的移动信息为最优移动信息。
在s42步骤中，本实施例中，资料分析模组根据所述位移修正次数和位移修正量进行平均取值得到最优移动信息。
在s5步骤中,当路面环境为障碍物的新增或消失时，在预存储的地图中增加或删除该新障碍物，并将所述地图描述档中预存储的移动信息修正为最优移动信息；当路面环境为路面摩擦系数的改变时，将所述地图描述档中预存储的移动信息修正为最优移动信息。
所述自主移动设备内存储的地图及对应的地图描述档可以通过持续执行s4～s5步骤不断进行修正，使自主移动设备在该移动区域内的移动顺畅度逐渐得到优化。
本发明自动修正环境信息的自主移动设备及方法，通过在自主移动设备内存储欲移动区域的地图及对应的地图描述档，记录在人工标记间移动过程中的路面环境变化及对应的移动信息，分析判断出最优移动信息，在此基础上不断重复修正所述自主移动设备内存储的地图及地图描述档，从而使自主移动设备在所述欲移动区域内的移动更顺畅。
实施例
请参阅图3，假设一机器人在工厂的某一区域内移动，该区域内设置有人工标记a和b，使机器人从人工标记a移动到b，该区域内设有新障碍物f，当机器人按照预先存储的信息移动到c点时，发现不能继续往前移动，该机器人自主往左移动1圈到达d点，发现还是不能按原有路线向前方移动，于是继续自主往左移动3圈到达e点，此时发现可以按原有路线向前方移动，自主移动4圈到达g点，此时向右自主移动4圈到达h点，按原有路线向前移动到达人工标记b。在上述过程中，位移总共修正了4次，通过分析发现从c点到e点可以只修正1次位移，位移总共修正3次，在此基础上在原地图中增加f障碍物及修正原地图描述档中的移动信息，使其下次移动只需修正3次位移。通过多次移动发现还有比3次更少的移动方式，可以不断去修正原有的地图描述档。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。