[發(fā)明專利]一種無軌化定位導(dǎo)航方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310686467.1
• 申請(qǐng)日: 2013-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN103674015B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳嶸;錢平;楊松偉;陳川;杜鑫峰;何高飛;陶煜昆;吳劍;鄭洪波;王霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司;國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司;浙江國(guó)自機(jī)器人技術(shù)有限公司;南京國(guó)電南自軟件工程有限公司;武漢中元華電科技股份有限公司;北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司;華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/00
• 分類號(hào): G01C21/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種無軌化定位導(dǎo)航方法，其特征在于，包括：

測(cè)量相鄰時(shí)間點(diǎn)t-1到t之間機(jī)器人沿朝向方向運(yùn)動(dòng)過的距離以及在水平面上的航向變化率；

根據(jù)所述距離、所述航向變化率以及預(yù)先設(shè)置的航位推算公式計(jì)算t時(shí)刻機(jī)器人的位置預(yù)測(cè)值；

提取激光傳感器測(cè)量得到的激光數(shù)據(jù)中的局部特征信息；

利用同時(shí)定位與地圖構(gòu)建SLAM技術(shù)將所述局部特征信息融合成一個(gè)統(tǒng)一的全局特征地圖；

利用所述全局特征地圖、所述位置預(yù)測(cè)值以及預(yù)先設(shè)置的特征匹配算法計(jì)算t時(shí)刻機(jī)器人的位置估計(jì)值；

采用狀態(tài)映射的方法將基于所述全局特征地圖的矢量圖轉(zhuǎn)換為拓?fù)鋱D，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的無軌化定位導(dǎo)航；

利用所述位置估計(jì)值對(duì)利用SLAM技術(shù)將所述局部特征信息融合成一個(gè)統(tǒng)一的全局特征地圖的過程進(jìn)行修正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

通過里程計(jì)測(cè)量相鄰時(shí)間點(diǎn)t-1到t之間機(jī)器人沿朝向方向運(yùn)動(dòng)過的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

通過慣性測(cè)量單元IMU測(cè)量機(jī)器人在水平面上的航向變化率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光數(shù)據(jù)為激光傳感器通過掃描式測(cè)量得到的二維平面180°或270°范圍內(nèi)機(jī)器人與各個(gè)障礙物之間的實(shí)際距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提取激光傳感器測(cè)量得到的激光數(shù)據(jù)中的局部特征信息，包括：

提取激光傳感器測(cè)量得到的激光數(shù)據(jù)中的線段特征；

判斷是否完成提取線段特征的過程；

當(dāng)是時(shí)，在所述激光數(shù)據(jù)中提取線段特征后剩余的數(shù)據(jù)集中提取圓弧特征。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

接收用戶輸入的機(jī)器人的目標(biāo)位置信息；

獲取機(jī)器人的當(dāng)前位置信息；

在所述拓?fù)鋱D中搜索與所述當(dāng)前位置信息以及目標(biāo)位置信息相對(duì)應(yīng)的路徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括：

在基于全局特征地圖的矢量圖中顯示所述路徑。

8.一種無軌化定位導(dǎo)航裝置，其特征在于，包括：測(cè)量單元、位置預(yù)測(cè)單元、局部特征信息提取單元、全局特征地圖生成單元、位置估計(jì)單元以及拓?fù)鋱D生成單元，其中，

所述測(cè)量單元用于測(cè)量相鄰時(shí)間點(diǎn)t-1到t之間機(jī)器人沿朝向方向運(yùn)動(dòng)過的距離以及在水平面上的航向變化率；

所述位置預(yù)測(cè)單元與所述測(cè)量單元相連接，用于根據(jù)所述距離、所述航向變化率以及預(yù)先設(shè)置的航位推算公式計(jì)算t時(shí)刻機(jī)器人的位置預(yù)測(cè)值；

所述局部特征信息提取單元用于提取激光傳感器測(cè)量得到的激光數(shù)據(jù)中的局部特征信息；

所述全局特征地圖生成單元與所述局部特征信息提取單元相連接，用于利用SLAM技術(shù)將所述局部特征信息融合成一個(gè)統(tǒng)一的全局特征地圖；

所述位置估計(jì)單元的一端與所述位置預(yù)測(cè)單元相連接，另一端與所述全局特征地圖生成單元相連接，用于利用所述全局特征地圖、所述位置預(yù)測(cè)值以及預(yù)先設(shè)置的特征匹配算法計(jì)算t時(shí)刻機(jī)器人的位置估計(jì)值；

所述拓?fù)鋱D生成單元與所述全局特征地圖生成單元相連接，用于采用狀態(tài)映射的方法將基于所述全局特征地圖的矢量圖轉(zhuǎn)換為拓?fù)鋱D，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的無軌化定位導(dǎo)航；利用所述位置估計(jì)值對(duì)利用SLAM技術(shù)將所述局部特征信息融合成一個(gè)統(tǒng)一的全局特征地圖的過程進(jìn)行修正。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述局部特征信息提取單元包括：線段特征提取單元、判斷單元以及圓弧特征提取單元，其中，

所述線段特征提取單元用于提取激光傳感器測(cè)量得到的激光數(shù)據(jù)中的線段特征；

所述判斷單元與所述線段特征提取單元相連接，用于判斷是否完成提取線段特征的過程；

所述圓弧特征提取單元的一端與所述線段特征提取單元相連接，另一端與所述判斷單元相連接，用于在判斷出已完成對(duì)線段特征的提取過程后，在所述激光數(shù)據(jù)中提取線段特征后剩余的數(shù)據(jù)集中提取圓弧特征。