[发明专利]基于激光雷达的机器人定位导航方法、装置及设备

权利要求书

1.一种基于激光雷达的机器人定位导航方法，其特征在于，包括：

根据预先确定的机器人本体结构，将激光雷达采集到的激光数据中的噪声数据进行滤除，得到有效激光数据；

将所述有效激光数据与原始环境地图进行匹配融合，并对融合后的环境地图进行修复检测，构建出更新环境地图；

利用图优化算法对所述更新环境地图进行优化，得到优化地图中所述机器人的当前位置；

计算所述机器人在所述优化地图中从所述当前位置到目标位置的规划路径，将所述规划路径进行离散化和优化，得到路径离散点集合，并计算所述路径离散点集合的执行速度，所述机器人按照所述路径离散点集合和所述执行速度进行行驶，其中所述预先确定的机器人本体结构，包括：

所述机器人进行移动操作时，将当前时段接收到的激光数据与上一时段优化后的可用数据进行匹配，得到数据差值，若所述数据差值小于第一预设阈值，则判定所述当前时段接收到的所述激光数据为可用激光数据；

获取预定数量的所述可用激光数据，确定所述可用激光数据的稳定性参数，若所述稳定性参数小于第二预设阈值，则将所述可用激光数据作为本体结构数据；

对所述本体结构数据进行滤波优化，确定所述机器人的所述本体结构。

2.如权利要求1所述的基于激光雷达的机器人定位导航方法，其特征在于，所述利用图优化算法对所述更新环境地图进行优化，得到优化地图中所述机器人的当前位置，包括：

根据所述激光雷达检测到的所述有效激光数据，得到所述机器人在对应时刻的观测位姿参数；

将所述观测位姿参数作为当前估计值，利用所述当前估计值得到所述机器人在所述时刻的当前机器人位姿参数；

将所述当前机器人位姿参数与所述当前估计值进行对比，得到迭代参数，对所述迭代参数进行判断；

若所述迭代参数大于第三预设阈值，则将所述当前机器人位姿参数作为所述当前估计值，重新计算所述当前机器人位姿参数，并进行所述对比；

若所述迭代参数不大于所述第三预设阈值，则将所述当前机器人位姿参数作为所述机器人在所述优化地图中的所述当前位置。

3.如权利要求2所述的基于激光雷达的机器人定位导航方法，其特征在于，所述将所述观测位姿参数作为当前估计值，利用所述当前估计值得到所述机器人在所述时刻的当前机器人位姿参数，包括：

将所述观测位姿参数作为所述当前估计值，计算所述当前估计值的当前雅克比矩阵和当前海森矩阵；

根据所述当前雅克比矩阵和所述当前海森矩阵，确定梯度方向；

将所述梯度方向代入目标函数，得到所述机器人在所述时刻的所述当前机器人位姿。

4.如权利要求1所述的基于激光雷达的机器人定位导航方法，其特征在于，所述将所述规划路径进行离散化和优化，得到路径离散点集合，并计算所述路径离散点集合的执行速度，所述机器人按照所述路径离散点集合和所述执行速度进行导航，包括：

将所述规划路径中进行离散化，得到初始点集合；

根据所述初始点集合中的所述机器人的当前位置信息和设定的目标位置信息，对所述机器人的导航模式进行判断；

若所述当前位置信息与所述目标位置信息不相同，则所述机器人处于导航模式，根据映射到所述优化地图中的所述初始点集合，绘制所述规划路径的道路边界，得到所述路径离散点集合；

根据所述路径离散点集合确定具有道路边界的规划道路，并将所述规划道路切割成第二预设数量的线段路径，得到线段信息，并根据所述线段信息确定所述机器人的执行速度，其中所述第二预设数量根据所述规划道路的长度确定；

所述机器人按照所述线段信息和所述执行速度进行行驶。