一种室内移动机器人位姿校验方法技术

本发明专利技术公开了一种室内移动机器人位姿校验方法,包括以下步骤：加载全局地图；获取全局地图信息；获取机器人当前机器人位姿；激光雷达获取点云信息；把点云信息转换到机器人的世界坐标系下；按角度均匀分布采样激光雷达n个坐标点；各个采样点和机器人位姿坐标点分别求解线性方程；以机器人体积的内切圆为半径，机器人的当前位姿坐标为圆心，解出各个线程方程与圆的方程的交点；检查交点集合的栅格值，以及交点集合的坐标值是否超出的地图长度和宽度，以此综合判断定位是否正常，是否可靠。本发明专利技术通过全局地图信息，方程求解，角度均匀采样，提高了室内移动机器人定位系统的可靠性、鲁棒性，无需使用高精度的传感器，节省了机器人整机成本。机成本。机成本。

【技术实现步骤摘要】
一种室内移动机器人位姿校验方法


[0001]本专利技术涉及移动机器人定位
，具体为一种室内移动机器人位姿校验方法。

技术介绍

[0002]定位是移动机器人研究领域最基本的问题之一，已成为室内移动机器人实现导航、运动规划等自主能力的基础，它是室内移动机器人借助于各个传感器确定自身在周围环境地图中的位姿。在在智能化工厂、码头、智能物流和智能消费等领域，当室内移动机器人在实时定位过程中，如果机器人因为传感器原因造成出现定位偏离比较大，此时的定位是不可靠的，此时就需要把这样不可靠的机器人位姿校验出来。
[0003]在现有解决室内移动机器人校验机器人定位位姿的方案中，有得是借用高精度传感器来解决，增加了机器人成本的同时也存在很大的局限性；有的是直接通过一个特定误差来校验机器人定位位姿，这种通过误差的解决方差本身带有不确定性，不能准确校验出不可靠的机器人定位位姿，还是不能解决定位不可靠问题，造成室内机器人丢定位问题。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的是提供一种室内移动机器人位姿校验方法，以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种室内移动机器人位姿校验方法，包括以下步骤：
[0006]S1、加载全局地图；
[0007]S2、获取全局地图信息，全局地图信息包括地图分辨率、地图长度、地图宽度、地图栅格值；
[0008]S3、获取机器人当前机器人位姿；
[0009]S4、激光雷达获取点云信息；<br/>[0010]S5、把点云信息转换到机器人的世界坐标系下；
[0011]S6、按角度均匀分布采样激光雷达n个坐标点，这里简称采样点；
[0012]S7、各个采样点和机器人位姿坐标点分别求解线性方程；
[0013]S8、以机器人体积的内切圆为半径，机器人的位姿坐标为圆心，求解圆的方程；
[0014]S9、求解各个线程方程与圆的方程的交点，简称交点集合；
[0015]S10、检查交点集合的栅格值，以及交点集合的坐标值是否超出地图长度和宽度，以此综合判断定位是否正常。
[0016]优选地，上述S9中方程组的形式如下：式中，k是斜率，b是斜截距，c是机器人当前位置的横坐标，d是机器人当前位置的纵坐标，r是机器人体积的内切圆半径。
[0017]优选地，S6中的激光雷达与处理器cpu连接，处理器cpu与存储器硬盘连接；激光雷达扫描周围环境信息，将扫描到的环境信息通过以太网传送至处理器cpu进行处理，处理器与硬盘连接，存储程序运行时的日志。
[0018]优选地，处理器cpu对移动机器人进行位姿校验，存储器硬盘中不止存储程序运行记录，还存储全局地图。
[0019]综上所述，本专利技术主要具有以下有益效果：
[0020]本专利技术通过全局地图信息，方程求解，角度均匀采样，提高了移动机器人定位系统的可靠性、鲁棒性，此外，无需使用高精度传感器，节省了成本。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]一种室内移动机器人位姿校验方法要解决的是机器人的位姿校验问题，避免机器人定位出现失败问题，实现室内移动机器人的可靠的定位。
[0024]该方法具体包括如下步骤：
[0025]S1、初始化地图：加载全局地图，
[0026]S2、获取全局地图信息，全局地图信息包括地图分辨率、地图长度、地图宽度、地图栅格值；全局地图由自由区域，占用区域及未知区域组成，占用区域是障碍物区域，此时的栅格值是100，此区域机器人不能通行，自由区域是机器人可以通行的区域，此区域的栅格值是0，未知区域也是机器人不能通行的区域，此区域的栅格值是
‑
1；
[0027]S3、获取机器人当前机器人位姿；
[0028]S4、激光雷达获取点云信息；
[0029]S5、把点云信息转换到机器人的世界坐标系下；
[0030]S6、按角度均匀分布采样激光雷达n个坐标点，这里简称采样点；
[0031]S7、各个采样点和机器人位姿坐标点分别求解线性方程，方程的形式如下：y＝k*x+b；
[0032]S8、以机器人体积的内切圆为半径，机器人的位姿坐标为圆心，求解圆的方程；
[0033]S9、求解各个线程方程与圆的方程的交点，简称交点集合,方程组形式如下：
[0034]式中，k是斜率，b是斜截距，c是机器人当前位置的横坐标，d是机器人当前位置的纵坐标，r是机器人体积的内切圆半径；
[0035]S10、检查交点集合的栅格值，以及交点集合的坐标值是否超出地图长度和宽度，以此综合判断定位是否正常。
[0036]本专利技术还提供了一种移动机器人，这个移动机器人包括：激光雷达，激光雷达与工控机之间是以太网接口进行连接，激光雷达扫描周围环境信息，将扫描到的环境信息通过
以太网传送至处理器cpu进行处理，处理器与硬盘连接，存储程序运行时的日志，处理器cpu基于权利要求1或者权利要求2所述的一种室内移动机器人位姿校验的实用方法来对机器人位姿进行可靠性的校验，存储器硬盘中不只存储程序运行记录，还存储全局地图。
[0037]本专利技术是一种室内移动机器人位姿校验的实用方法，通过已知全局地图、解方程的方法、均匀分布，提高移动机器人定位系统的可靠性、鲁棒性、高效性，此外，无需高精度高成本的传感器，即可实现移动机器人的位姿进行校验。
[0038]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，但本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对专利技术的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本专利技术的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内移动机器人位姿校验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、加载全局地图；S2、获取全局地图信息，全局地图信息包括地图分辨率、地图长度、地图宽度、地图栅格值；S3、获取机器人当前机器人位姿；S4、激光雷达获取点云信息；S5、把点云信息转换到机器人的世界坐标系下；S6、按角度均匀分布采样激光雷达n个坐标点，这里简称采样点；S7、各个采样点和机器人当前位姿坐标点分别求解线性方程；S8、以机器人体积的内切圆为半径，机器人的位姿坐标为圆心，求解圆的方程；S9、求解各个线程方程与圆的方程的交点，简称交点集合；S10、检查交点集合的栅格值，以及交点集合的坐标值是否超出地图长度和宽度，以此综合判断定位是否正常。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡招华，何海飞，
申请(专利权)人：阿马尔上海机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：