[发明专利]一种基于几何信息的全局定位方法

摘要

本发明提供一种基于几何信息的全局定位方法，涉及移动机器人自主定位技术领域。本发明通过获取移动机器人当前的感知信息，采用SLAM算法生成三维点云地图，将三维点云地图分割成全局子地图，机器人移动建立局部地图，计算全局描述符，在全局子地图中，寻找最优局部子地图并计算两者的局部描述符，利用kd‑tree寻找局部描述符对应关系，利用几何一致性算法，去除错误匹配；对于找到的对应关系，利用绝对定位算法求得局部地图与全局子地图的粗略位姿变换；最后，利用ICP或NDT算法进行精匹配，最终将激光扫描与全局地图进行对齐，得到机器人相对于全局地图的位姿关系，本方法适用场景广，仅需要激光测距仪就可实现全局定位，具有易操作、精度高的特点。

主权项

1.一种基于几何信息的全局定位方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1：获取移动机器人当前对自定位的感知信息，采用即时定位与地图构建算法，事先生成环境的三维点云地图；/n所述移动机器人搭载激光测距仪以及ROS操作系统；所述激光测距仪与机器人刚体连接，用来构建地图及基于地图进行全局定位；所述ROS操作系统是一种用于机器人的后操作系统，为算法提供优良的开发环境；/n步骤2：利用kd-tree算法，对所述步骤1生成的三维点云地图进行等间隔划分，生成全局子地图；/n步骤3：对全局子地图进行预处理，计算ESF全局描述符并对其进行存储；/n步骤4：机器人建立局部地图，对局部地图进行降采样处理，计算局部地图的全局描述符，利用全局描述符，将局部地图与所有全局子地图进行匹配，得到匹配得分，将全局子地图按照得分进行从高到低排列；/n步骤5：采用均匀滤波，计算局部地图与最优子地图的关键点并计算关键点的局部描述符，根据局部描述符，利用kd-tree算法找到关键点之间的对应关系，基于几何一致性对它们进行过滤；对于找到的对应关系，利用绝对定向算法计算局部地图与最优子地图之间的相对位姿变换；最后，利用ICP或NDT算法进行精匹配，最终将激光扫描与全局地图进行对齐，得到机器人相对于全局地图的位姿关系；/n步骤6：若步骤5中无法得到粗匹配结果，则依次与得分较低的地图进行粗匹配，直至与所有子地图匹配完成。/n