[发明专利]环境地图参照定位方法、装置和移动机器人

说明书

本申请涉及环境地图参照定位方法、装置和移动机器人，方法包括：获取激光雷达的当前点云数据帧和毫米波雷达的雷达测量帧；根据当前点云数据帧进行语义物体检测，确定视场中可移动物体的第一语义物体检测框；根据当前点云数据帧的体素网格与第一语义物体检测框，对雷达测量帧的测量点进行降噪和类别赋值处理；根据第一语义物体检测框和处理后的测量点的速度信息，提取显著动态物体；将当前点云数据帧与预设环境地图进行比较，确定第一环境变动点簇与第一测量点集；将第一测量点集用于预设环境地图的参照定位，获得第一位姿估计值；根据第一测量点集和第一位姿估计值确定使用当前点云数据帧重定位。定位精度得到了大幅提升。

技术领域

本申请涉及机器人定位导航技术领域，特别是涉及一种环境地图参照定位方法、装置和移动机器人。

背景技术

随着机器人技术的发展，定位技术是移动机器人等智能载具实现自主导航的关键技术，提供包括位置和航向角分量的位姿估计。在移动机器人导航应用中，使用预设的环境地图进行实时定位和路径规划，并且在地图坐标系中执行所规划的路径。其中，激光雷达具有120度或360度等规格的水平视角，能够获得每个测量点的三维位置及点距，在自动驾驶领域被广泛使用。车用毫米波雷达的测量噪声较大，能获得稀疏的测量点以及测量点的径向速度。

环境地图参照定位方法使用事先构造好的预设静态环境地图，在移动机器人运行时通过将预设静态环境地图与当前测量点云数据帧进行配准或查询，结合移动机器人自身局部运动信息，获得机器人在环境地图坐标系中的位姿。然而，在实现本发明过程中，发明人发现前述传统的环境地图参照定位方法，仍存在着定位精度不高的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种高定位精度的环境地图参照定位方法、一种环境地图参照定位装置以及一种移动机器人。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种环境地图参照定位方法，包括步骤：

获取激光雷达的当前点云数据帧和毫米波雷达的雷达测量帧；

根据当前点云数据帧进行语义物体检测，确定视场中可移动物体的第一语义物体检测框；

根据当前点云数据帧的体素网格与第一语义物体检测框，对雷达测量帧的测量点进行降噪和类别赋值处理；

根据第一语义物体检测框和处理后的测量点的速度信息，提取显著动态物体；

将当前点云数据帧与预设环境地图进行比较，确定第一环境变动点簇与第一测量点集；所述第一环境变动点簇为当前周边环境中相比于预设环境地图中各个点簇已经发生位移且所述位移大于预设位移阈值的激光点簇，所述第一测量点集为不属于所述显著动态物体及所述第一环境变动点簇的测量点集合；

将第一测量点集用于预设环境地图参照的定位，获得第一位姿估计值；

根据第一测量点集和第一位姿估计值确定使用当前点云数据帧重定位。

在其中一个实施例中，根据当前点云数据帧进行语义物体检测的过程，包括：

采用预训练的激光雷达三维物体检测模型，对设定周边范围内的物体进行检测和语义分类处理。

在其中一个实施例中，根据当前点云数据帧的体素网格与第一语义物体检测框，对雷达测量帧的测量点进行降噪和类别赋值处理的步骤，包括：

将雷达测量帧对应的测量点转换到激光雷达的坐标系；

根据各测量点与各第一语义物体检测框的对应关系，确定各相应第一语义物体检测框的ID类别；

采用KD树方法搜索当前点云数据帧中的K个最近邻点作为第一相邻激光点集；