[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于激光掃描儀與強(qiáng)反光標(biāo)志的移動(dòng)機(jī)器人定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710461634.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107053219B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慧;王斌鵬;李貽斌;李彬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B25J13/08
• 分類(lèi)號(hào): B25J13/08;B25J19/02;B25J9/16
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于激光掃描儀與強(qiáng)反光標(biāo)志的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，其特征在于，包括：

(1)構(gòu)建生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)基坐標(biāo)系{O_w}，選取特定位置作為坐標(biāo)系原點(diǎn)，并沿東北天方向構(gòu)建XYZ坐標(biāo)軸；

(2)構(gòu)建由多線(xiàn)激光掃描儀與強(qiáng)反光標(biāo)志組成的移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，記錄每個(gè)強(qiáng)反光標(biāo)志在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的位置坐標(biāo){x_fi,y_fi,z_fi}；并計(jì)算相鄰兩個(gè)強(qiáng)反光標(biāo)志位置坐標(biāo)之間的距離與相鄰兩個(gè)強(qiáng)反光標(biāo)志連線(xiàn)的斜率{L,K}；

(3)讀取激光掃描儀每幀數(shù)據(jù)P＝{D,Δ,S}，其中D為距離數(shù)據(jù)，Δ為角度數(shù)據(jù)，S為反射光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)P確定作為強(qiáng)反光標(biāo)志的點(diǎn)；

(4)計(jì)算強(qiáng)反光標(biāo)志在激光掃描儀探測(cè)視場(chǎng)下的坐標(biāo)p_v；

(5)如果機(jī)器人在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的初始位置已知，進(jìn)入步驟(6)；否則，轉(zhuǎn)入步驟(7)；

(6)根據(jù)激光掃描儀探測(cè)視場(chǎng)下作為強(qiáng)反光標(biāo)志的點(diǎn)p_v，確定強(qiáng)反光標(biāo)志在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)坐標(biāo)P_tv；根據(jù)坐標(biāo)P_tv，確定當(dāng)前機(jī)器人在現(xiàn)場(chǎng)基坐標(biāo)系{O_w}下的坐標(biāo)；

(7)確定激光掃描儀探測(cè)視場(chǎng)下相鄰反射標(biāo)志的距離與斜率信息，然后與已知的相鄰反射標(biāo)志在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)成的線(xiàn)段信息相匹配，通過(guò)線(xiàn)段特征識(shí)別出構(gòu)成線(xiàn)段的兩個(gè)反射標(biāo)志的位置坐標(biāo)，得出p_v點(diǎn)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)基坐標(biāo)系{O_w}下的坐標(biāo)P_tv；根據(jù)坐標(biāo)P_tv及p_v，按照步驟(6)的方法，得出機(jī)器人在現(xiàn)場(chǎng)基坐標(biāo)系{O_w}下的坐標(biāo)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于激光掃描儀與強(qiáng)反光標(biāo)志的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述步驟(7)中，將得出的機(jī)器人在現(xiàn)場(chǎng)基坐標(biāo)系{O_w}下的坐標(biāo)作為初始坐標(biāo)，按照步驟(6)的方法確定機(jī)器人在現(xiàn)場(chǎng)基坐標(biāo)系{O_w}下的當(dāng)前坐標(biāo)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于激光掃描儀與強(qiáng)反光標(biāo)志的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述步驟(2)中，移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體包括：

在移動(dòng)機(jī)器人上安裝激光掃描儀，將強(qiáng)反光標(biāo)志沿著激光掃描儀的視場(chǎng)方向布置，粘貼在地面或建筑物上。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于激光掃描儀與強(qiáng)反光標(biāo)志的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述步驟(3)中，作為強(qiáng)反光標(biāo)志的點(diǎn)滿(mǎn)足:

其中，t₁，t₂，t₃....為不同距離下的反射光強(qiáng)閾值；d_i為距離數(shù)據(jù)，s_i為反射光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，i＝0,1,2,...540。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于激光掃描儀與強(qiáng)反光標(biāo)志的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述步驟(4)中，強(qiáng)反光標(biāo)志在激光坐標(biāo)系下的坐標(biāo)p_v為：

其中，d_v為激光掃描儀測(cè)得的距離值，δ_vy為該距離值與水平方向的夾角，δ_vz為該距離值與垂直方向的夾角。