[发明专利]面向移动机器人SLAM的多传感器系统数据融合方法

摘要

本发明涉及一种面向移动机器人SLAM的多传感器系统数据融合方法，其包括安装于移动机器人上的一个激光传感器以及安装于移动机器人行进正方向上的多个超声波传感器，采用产生式规则形式的两级规则库采对激光传感器的测距信息以及多个超声波传感器的测距信息进行融合，其中，第一级规则库记录超声波传感器测量障碍物与所述超声波传感器的距离信息以及激光传感器测量与障碍物间的距离信息，并采用数据层融合；第二级规则是对第一级规则得到的距离信息进行判决。本发明采用超声波传感器以及激光传感器协作，降低成本，降低数据处理量，提高实时性能，安全可靠。

主权项

1.一种面向移动机器人SLAM的多传感器系统数据融合方法，其特征是：包括安装于移动机器人上的一个激光传感器以及安装于移动机器人行进正方向上的多个超声波传感器，采用产生式规则形式的两级规则库采对激光传感器的测距信息以及多个超声波传感器的测距信息进行融合，其中，第一级规则库记录超声波传感器测量障碍物与所述超声波传感器的距离信息以及激光传感器测量与障碍物间的距离信息，并采用数据层融合；第二级规则是对第一级规则得到的距离信息进行判决；其中，移动机器人的行进正方向上安装5个超声波传感器，所述5个超声波传感器在行进正方向上每个45°分布一个，激光传感器的测量角度为240°；第一级规则记录5个超声波传感器遇到障碍物的距离所述超声波传感器的距离信息以及激光传感器测量出的距离值；融合采用数据层融合，即先进行数据融合，然后提取特征，得到机器人的障碍状态；一级数据融合规则库知识表示超声距离s_n，激光值从左至右依次为l_n0，l_n1，l_n2，...，l_n11，其中n为超声编号，规则前件是激光传感器、超声波传感器的距离信息，数据融合的内容为把与超声波传感器安装角相同度的激光测量值及每个值附近左右各3.6°内共计11个值放入数组元素中形成一条信息，此为后件，数据格式为：规则1：传感器数据信息：message N第1行；规则2：传感器数据信息：message N第2行；规则3：传感器数据信息：message N第3行；规则4：传感器数据信息：message N第4行；规则5：传感器数据信息：message N第5行；第二级规则是分别对第一级的每一规则得到的距离信息进行判决处理，得出决策指导机器人做出响应；前件是障碍物距离状态信息，后件为判定结果；第二级规则形式为：规则1：障碍物距离状态信息，判定结果，CF；规则2：障碍物距离状态信息，判定结果，CF；规则3：障碍物距离状态信息，判定结果，CF；规则4：障碍物距离状态信息，判定结果，CF；规则5：障碍物距离状态信息，判定结果，CF；其中，后件的判定结果中包括障碍状态信息，判定内容为：若判定message N的第n行状态，则使用s_n来与l_n0，l_n1，l_n2，...，l_n11的值来对比，若l_n0,l_n1,l_n2,L,l_n11中多于6个与s_n的距离差值的大于30cm的情况下，就要无条件相信超声波传感器返回的信息，此时超声距离信息的置信度CF为1；否则返回激光距离信息并把这个信息放到一个数组元素中。