[发明专利]基于激光传感器的多移动机器人位姿测定方法

权利要求书

1.一种基于激光传感器的多移动机器人位姿测定方法，其特征在于操作步骤为：

a.使用激光传感器进行区域扫描，得到N个离散的数据点                                                ，以矩形为机器人扫描特征，通过方程：

 及计算算得机器人在全局坐标系下的参数，其中：是第个点在以激光传感器为原点的极坐标系中的坐标；是第个点在以激光坐标系为原点的平面坐标系中的坐标；是第个点在全局坐标系中的坐标，是激光传感器在全局坐标系中的坐标参数；

b.根据步骤a的处理数据，对移动机器人进行矩形特征识别，提取出机器人矩形特征的两条边；

c.根据步骤b提取的机器人特征，按照扫描到机器人矩形特征的一条边还是两条边两种情况来分别计算出机器人特征边的中点，进而计算出机器人的中心位置坐标；

d.对步骤b的特征线段进行线性拟合后，得出倾斜角，通过实时跟踪及比对记录数据，计算出机器人的当前角度参数。

2.根据权利要求1所述的基于激光传感器的多移动机器人位姿测定方法，其特征在于所述步骤b和c的处理和计算，提取机器人矩形特征边和计算机器人的中心位置的方法如下：

a.对离散的数据点进行聚类处理，计算第一个点和第二点的距离，如果小于预设的范围内，就把第一点和第二点加入到暂存链表中，否则将第二点加入暂存链表中；从第二点开始计算与下一点的距离，只要满足公式，就将下一点加入暂存链表中；如果不满足，对暂存链表中数据点的个数进行判断，如果大于就加入类链表中，否则，清空暂存链表，将下一点存入其中；直到所有的数据点检验完毕；通过选择合适的和将数据点聚合为两类；

     其中：为预设的范围判断值，为阈值；

b.激光传感器扫描矩形时，可能扫描到一条边或两条边；对于扫描到一条边的则直接提取线段特征点进行线性拟合，而对于扫描到两条边的首先用IEPF算法进行分割，然后进行拟合；

c.利用最小二乘法将数据点拟合成形式为的直线，其中：

通过求出数据点的平均中心；

通过求出首末两点的中点；求出上述两个中心的距离；求出投影到拟合线段上的近似值，为拟合直线和首尾两点间所成直线的夹角；把平均中心沿拟合直线方向移动的距离，得到特征线段的几何中心：

，其中：为拟合直线的倾斜角；

d.当激光传感器扫到机器人的一条边，得出一条特征线段，计算该特征线段的中点，沿特征线段垂直的方向移动半个机器人的长度，得到机器人的中心位置；当激光传感器扫到机器人的两条边，组成直角板的两条特征线段，计算此两条线段的交点，沿两条特征线段各自的方向移动一个机器人的长度，最后计算这两个点的中点，得到机器人的中心位置。