[發(fā)明專利]導(dǎo)航定位方法、裝置及機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710519970.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109211236B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐方;孫銘澤;鄒風(fēng)山;楊奇峰;趙彬;梁亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/20
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/20;B25J19/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種導(dǎo)航定位方法、裝置及機(jī)器人。在第一周期中，在第一時(shí)刻掃描第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)點(diǎn)云,在第二時(shí)刻掃描第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并將第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配；在第三時(shí)刻獲得第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)和第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)的偏差值和第二時(shí)刻的位姿數(shù)據(jù),獲取第二時(shí)刻和第三時(shí)刻之間所記錄的位移偏移量,根據(jù)所述位移偏移量和所述第二時(shí)刻的位姿數(shù)據(jù)確定位姿修正數(shù)據(jù)，將所述位姿修正數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為第二時(shí)刻下新的第二點(diǎn)云數(shù)據(jù),在進(jìn)入下一周期掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)將新的第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)點(diǎn)云進(jìn)行匹配，利用位移偏移量補(bǔ)償平臺(tái)在進(jìn)行匹配過(guò)程中的位移量，提高定位的準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人即時(shí)定位與地圖構(gòu)建領(lǐng)域，特別涉及一種導(dǎo)航定位方法、裝置及機(jī)器人。

背景技術(shù)

室內(nèi)導(dǎo)航定位一般基于激光或者視覺(jué)SLAM(simultaneous localization andmapping)方式。SLAM原理為：獲得場(chǎng)景信息，將場(chǎng)景信息以某種形式進(jìn)行存儲(chǔ)形成地圖，再次獲得信息時(shí)，將兩組信息數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，并把原場(chǎng)景不存在的信息增加到已有地圖信息中。室內(nèi)環(huán)境較為平整，采用二維激光數(shù)據(jù)或者視覺(jué)深度信息等進(jìn)行地圖構(gòu)建，數(shù)據(jù)量相對(duì)較小，計(jì)算周期較短，同時(shí)考慮到室內(nèi)平臺(tái)速度較慢，所以采集到一組數(shù)據(jù)進(jìn)行的匹配定位計(jì)算時(shí)間中，移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)位移較小，可認(rèn)為計(jì)算得到的位姿信息為當(dāng)前時(shí)刻位姿。

室外導(dǎo)航也可采用SLAM的方式，但是由于環(huán)境的不確定性，二維數(shù)據(jù)的方式變得極不穩(wěn)定。所以室外采用三維點(diǎn)云匹配的方式。(點(diǎn)云：將掃描的數(shù)據(jù)以點(diǎn)的形式存在，大量數(shù)據(jù)組成的信息成為點(diǎn)云。三維點(diǎn)云信息可通過(guò)(x,y,z)的方式進(jìn)行存儲(chǔ)。)目前點(diǎn)云匹配的方式包括NDT匹配，ICP匹配等，掃描兩幅相鄰點(diǎn)云信息，通過(guò)以上算法可計(jì)算出兩幅點(diǎn)云的位姿偏移量。描述一個(gè)特征值充足的室外環(huán)境需要一定數(shù)據(jù)量的點(diǎn)云信息，進(jìn)行匹配需要一段時(shí)間(十分之幾秒到幾秒之間)，室外平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度較快，在兩組點(diǎn)云進(jìn)行匹配的時(shí)間間隔，平臺(tái)可能已經(jīng)移動(dòng)了一段距離，所以匹配的結(jié)果是一段時(shí)間以前的位姿信息，無(wú)法準(zhǔn)確表示平臺(tái)當(dāng)前時(shí)刻位姿信息。

引入里程計(jì)位姿信息，在平臺(tái)輪系上安裝碼盤(pán)，可計(jì)算獲得運(yùn)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，從而可計(jì)算移動(dòng)的距離，計(jì)算出碼盤(pán)里程計(jì)。該里程計(jì)信息由于打滑等原因與實(shí)際位姿變化存在一定誤差，隨著時(shí)間積累越大，誤差越大。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種導(dǎo)航定位方法、裝置及機(jī)器人，在匹配的過(guò)程中，使用碼盤(pán)統(tǒng)計(jì)位移偏移量進(jìn)行輔助定位，獲得匹配的結(jié)果去修正該時(shí)刻之間某個(gè)時(shí)刻的位姿，減少定位的誤差。

第一方面，本發(fā)明提供一種導(dǎo)航定位方法，所述方法包括：

在第一周期中，在第一時(shí)刻掃描第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)點(diǎn)云；

在第二時(shí)刻掃描第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并將所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配；

在第三時(shí)刻獲得所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)的偏差值和第二時(shí)刻的位姿數(shù)據(jù)；

獲取所述第二時(shí)刻和所述第三時(shí)刻之間所記錄的位移偏移量；

根據(jù)所述位移偏移量和所述第二時(shí)刻的位姿數(shù)據(jù)確定位姿修正數(shù)據(jù)；

將所述位姿修正數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為第二時(shí)刻下新的第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)；在進(jìn)入下一周期掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)將所述新的第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)點(diǎn)云進(jìn)行匹配，以完成對(duì)整個(gè)場(chǎng)景的位姿修正。

可選地，所述獲取所述第二時(shí)刻和所述第三時(shí)刻之間所記錄的位移偏移量，包括：

利用碼盤(pán)獲取所述第二時(shí)刻和所述第三時(shí)刻之間所記錄的位移偏移量。

可選地，所述將所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，包括：

采用NDT匹配或ICP匹配對(duì)所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。