[发明专利]一种融合折角板的自然定位方法及系统

说明书

本发明适用于机器人定位技术领域，提供了一种融合折角板自然定位方法及系统，包括如下步骤：S1、加载栅格地图及折角板地图；S2、在非精定位区域，通过粒子滤波来计算移动机器人当前的位姿，即进行移动机器人的粗定位；S3、在进入精定位区域时，将上一时刻粗定位的位姿作为精定位的初始位姿，在精定位区域，基于折角板来进行移动机器人的精定位。基于一个折角板即可实现移动机器人的定位，减小对应用场景的依赖；仅在需要精定位的区域布置折角板，在粗定位区域无需布置折角板，既满足了定位精度的需求，也减小了对应用场景的依赖。

技术领域

本发明属于机器人定位技术领域，提供了一种融合折角板的自然定位方法及系统。

背景技术

随着社会的发展和技术的进步，移动机器人越来越深的介入到人类的日常生活中，例如家庭中的清洁机器人、工厂中的搬运机器人以及餐馆中的送餐机器人等。移动机器人想要实现上述功能必须准确的知道自身所在的位置，移动机器人定位导航常用的传感器有磁导航、摄像机和激光雷达等。其中磁导航的导航路径单一，不利于扩展和更改，使用的局限性较大。基于视觉的定位导航方法受光源条件影响大，稳定性和精度较差，无法让移动机器人进行稳定、精密的操作。基于激光雷达的定位导航方法可以分为基于反光板的定位导航方法和基于轮廓的定位导航方法，其中基于反光板的定位导航方法需要在环境中布设大量的路标，应用场景受限制较多。基于轮廓的自然定位导航方法由于路径灵活、不需要布置人工标志，越来越广泛的应用在移动机器人定位导航中。目前基于轮廓定位的主流方法是基于粒子滤波的栅格定位方法，即通过运动模型对机器人位姿进行采样生成大量粒子，依据传感器的观测结果更新粒子的权重并进行重采样，不断迭代使粒子收敛。但是由于栅格地图分辨率及雷达探测精度的影响，基于粒子滤波的栅格地图定位方法精度较差，无法满足移动机器人叉、放货及高精度抓取的需求。

发明内容

本发明实施例提供一种融合折角板自然定位方法，仅在需要精定位的区域布置折角板，在粗定位区域无需布置折角板，既满足了定位精度的需求，也减小了对应用场景的依赖。

本发明是这样实现的，一种融合折角板自然定位方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、记载栅格地图及折角板地图；

S2、在非精定位区域，通过粒子滤波来计算移动机器人当前的位姿，即进行移动机器人的粗定位；

S3、在进入精定位区域时，将上一时刻粗定位的获取位姿作为精定位的初始位姿，在精定位区域，基于折角板来进行移动机器人的精定位；

进一步的，精定位过程具体包括如下步骤：

S21、提取当前激光帧中的折角板；

S22、基于折角板来计算激光雷达当前在地图坐标系中的位姿。

进一步的，激光雷达当前在地图坐标系中的位姿获取方法具体包括如下步骤：

S221、在指定距离内提取距激光雷达最近的折角板b′(p′(x′,y′),v₁′(x₁′,y₁′),v₂′(x₂′,y₂′))；

S222、基于激光雷达上一帧中的位姿将折角板b′的交线投影点p′(x′,y′)投影到栅格地图中，并在栅格地图中提取距离交线投影点p′(x′,y′)距离最近的折角板b(p(x,y),v₁(x₁,y₁),v₂(x₂,y₂))，折角板b即为折角板b′在栅格地图中的坐标；