[发明专利]一种WiFi和视觉多源融合的移动机器人室内定位方法

说明书

本发明提供一种WiFi和视觉多源融合的移动机器人室内定位方法，包括如下步骤：采集室内定位空间中的WiFi信息和图像信息，进行预处理后，建立WiFi地图和视觉SLAM地图；对多个地标分别计算在所述WiFi地图和所述视觉SLAM地图中的位置信息，并采用指纹地标法建立所述WiFi地图和所述视觉SLAM地图的映射关系，使所述WiFi地图和所述视觉SLAM地图融合；移动机器人处于定位空间内的任一位置时，采用基于信息增益的KNN指纹定位算法利用所述WiFi地图进行WiFi定位；采用图像的特征匹配算法利用所述视觉SLAM地图进行视觉SLAM定位；将WiFi定位与视觉SLAM定位中的视觉词袋技术融合实现粗定位；以粗定位的范围作为约束条件采用视觉SLAM定位实现精确定位。本发明提供的定位方法定位精度高。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种WiFi和视觉多源融合的 移动机器人室内定位方法。

背景技术

移动机器人在完成接待、搬运、巡逻等多种任务时必然离不开自主导 航系统，然而自主导航系统中最关键的技术是精准定位技术。近年来，移 动机器人的室内定位技术得到了飞速的发展，以相机、超声波、地磁场、 蓝牙等为主的室内定位技术不断涌出，但是目前没有任何一种室内定位技 术被广泛应用于市场中，仅被局部使用。由于室内环境复杂多变，存在光 照强度，人为活动，室内温度等多重干扰，最终影响室内定位的精度。同 时不同的传感器存在各自的局限性，获取的特征信息单一，被应用在不同 场景中。目前还没有设计出具备高精度、低成本、高实时性的室内定位系 统应用于多种大型室内环境中。

相关技术中，单一的WiFi定位和视觉SLAM定位被广泛应用于室内 定位技术之中。在大型室内环境中，WiFi定位虽然实时性高、部署简单、 成本低，但是定位精度较低；视觉SLAM虽然具有较高的定位精度，但是 存在实时性低、鲁棒性差的问题。

因此，有必要提供一种WiFi和视觉多源融合的移动机器人室内定位方 法及系统来解决上述问题。

发明内容

本发明针对上述要解决的技术问题，提供一种在大型室内定位空间中 定位精度高、实时性高的一种WiFi和视觉多源融合的移动机器人室内定位 方法。

本发明提供一种WiFi和视觉多源融合的移动机器人室内定位方法，包 括如下步骤：

S1：采集室内定位空间中的WiFi信息和图像信息，进行预处理后，建 立WiFi地图和视觉SLAM地图；

S2：对多个地标分别计算在所述WiFi地图和所述视觉SLAM地图中 的位置信息，并采用指纹地标法建立所述WiFi地图和所述视觉SLAM地 图的映射关系，使所述WiFi地图和所述视觉SLAM地图融合；

S3：移动机器人处于定位空间内的任一位置时，采用基于信息增益的 KNN指纹定位算法利用所述WiFi地图进行WiFi定位；采用图像的特征匹 配算法利用所述视觉SLAM地图进行视觉SLAM定位；

S4：将WiFi定位与视觉SLAM定位中的视觉词袋技术融合实现粗定 位；

S5：以粗定位的范围作为约束条件采用视觉SLAM定位实现精确定位。

优选的，所述步骤S1包括如下步骤：

S11：在室内定位空间中布置M个网指纹网格点，每个所述指纹网格 点获取N个无线接入点所发出的WiFi信息，每个所述无线接入点采集n个 样本数据；同时获取每个所述指纹网格点周围的图像信息；

S12：对所述样本数据采用格拉布斯准则进行异常值检测，若检测为异 常值则剔除，反之则保留；

S13：对室内定位空间中的所有无线接入点计算其信息增益，并根据信 息增益的大小对所述无线接入点进行排序，以信息增益从大到小的顺序筛 选出前N_AP个无线接入点，依次表示为：