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申请/专利权人：北京理工大学重庆创新中心

摘要：本发明公开了一种基于自主探索的室内地图建立方法及装置，该方法包括获取雷达设备采集的环境信息，并基于环境信息构建局部室内地图；判断局部室内地图是否具有前沿点；若是，驱动建图机器人移动至目标探索点，并返回执行获取雷达设备采集的环境信息，并基于环境信息构建局部室内地图步骤；否则，结束探索过程并保存地图。本发明通过改进的建图方法，并考虑RRT路径长、信息增益和方向差，驱动建图机器人移动至探索收益最高的目标探索点，在此之后，重复获取环境信息并移动建图机器人，直至获得完整室内地图；同时根据建图机器人停留时间及前沿点数量，对建图机器人进行回收和脱困处理，提高了建图质量、建图效率以及建图机器人的回收率。

主权项：1.基于自主探索的室内地图建立方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取雷达设备采集的环境信息，并基于所述环境信息构建局部室内地图；判断所述局部室内地图是否具有前沿点，所述前沿点为所述局部室内地图中已知区域和未知区域的边界点；若是，驱动建图机器人移动至目标探索点，并返回执行获取雷达设备采集的环境信息，并基于所述环境信息构建局部室内地图步骤；否则，结束探索过程并保存地图；其中，所述目标探索点为所述建图机器人的RRT路径长、信息增益和方向差的探索收益最高的前沿点；所述探索收益最高的前沿点计算方式包括：在计算前沿点的路径时，使用RRT树中起点与前沿点xfp间所有边的长度和，作为两点间的近似路程长，用Efp表示两点间边的集合，导航成本Cdir的计算方法为： 其中，Cdirxfp表示前沿点xfp的导航成本；每找到一个前沿点，计算一次当前位置到所述前沿点的RRT路径长，在随机树中，从所述前沿点开始逐级回溯，直至找到树的起点，在每一级中，寻找与上一级相连的、最早进入RRT列表的点，将所述上一级相连的、最早进入RRT列表的点的坐标计入一个新的近似路径列表，计算近似路径列表中所有相邻元素的欧氏距离并相加，即为所求RRT路径长；在计算信息增益时，以前沿点为圆心，半径为信息增益半径的圆内未知区域的大小，作为所述前沿点的信息增益值；在计算方向差时，计算前沿点到机器人当前位置的连线与坐标系x轴正向的夹角，再求所述前沿点与机器人航向角的差值，即可得到方向差值，将所述方向差值统一到区间[0,π]，并通过ELU函数变体进行处理，得到最终参与计算的方向差值；对RRT路径长、信息增益和方向差进行Z-Score归一化处理，使处理后的数据符合均值为0的正态分布，综合三项信息进行前沿点探索收益评估，信息增益、RRT路径长和方向差采用调节权重，且信息增益的调节权重大于RRT路径长的调节权重，并通过迟滞增益函数保证信息增益约束持续作用。

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