[發明專利]激光導航精確定位方法、機器人導航方法及激光導航系統

在審

• 申請號: 201711475987.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108489479A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 韓勇;汪才杰;張鄴;韓立芹
• 申請（專利權）人: 合肥中導機器人科技有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G05D1/02
• 代理公司: 上海翰信知識產權代理事務所(普通合伙) 31270
• 代理人: 張維東

1.一種激光自主導航定位機器人精確定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，放置一個包含有兩個相交的反射面的輔助定位裝置,兩個反射面的交線與地面垂直，設定停止的位置位于兩個反射面形成的夾角的角平分線上，設定停止的位置位于所述輔助定位裝置和安裝有激光導航的運動裝置之間且到所述輔助定位裝置的兩個的反射面的交線預定距離，并在所述運動裝置工作的地圖上標記所述輔助定位裝置的位置；

步驟2，提取激光傳感器掃描到的位于地圖上標記為所述輔助定位裝置的位置一定范圍的數據；

步驟3，基于預定的規則計算得到所述輔助定位裝置兩個反射面的交線的位置和所述輔助定位裝置兩個反射面形成的夾角的角平分線與所述運動裝置的坐標系X軸之間的夾角，所述運動裝置的坐標系的X軸為其運行速度的方向，所述運動裝置的坐標系的Y軸為與其運行速度的方向垂直，方向為以X軸為參考的左向；

步驟4，判斷所述運動裝置與所述輔助定位裝置兩反射面的交線之間的距離，若距離大于步驟1中設定的所述預定距離，則進入步驟5，否則，進入步驟6；

步驟5，根據所述運動裝置與所述輔助定位裝置兩反射面的交線之間的距離，和與所述輔助定位裝置兩反射面形成的夾角的角平分線之間的角度動態調整所述運動裝置的線速度和角速度，激光傳感器繼續掃描，并提取激光傳感器掃描到的步驟3中計算得到的輔助定位裝置的位置一定范圍的數據返回步驟3；

步驟6，所述運動裝置停止在該位置處。

2.根據權利要求1所述的激光自主導航定位機器人精確定位方法，其特征在于：

在所述輔助定位裝置的反射面朝向所述運動裝置一側的預定距離和角度范圍內設置導航點，所述運動裝置運行到所述導航點后，進入步驟2。

3.根據權利要求2所述的激光自主導航定位機器人精確定位方法，其特征在于：

其中，所述導航點到所述輔助定位裝置兩個反射面的交線的距離為1m～2m，且位于所述輔助定位裝置兩個反射面形成的夾角的角平分線兩側45度范圍內。

4.根據權利要求1所述的激光自主導航定位機器人精確定位方法，其特征在于：

步驟3中，計算所述輔助定位裝置兩個反射面的交線的位置和所述輔助定位裝置兩個反射面形成的夾角的角平分線與所述運動裝置的坐標系的X軸之間的夾角的方法為：

采用坐標轉換和改進的最小二乘法，首先剔除提取的激光傳感器掃描的所述輔助定位裝置位置一定范圍的數據中不屬于輔助定位裝置的數據和屬于輔助定位裝置的噪聲數據，然后擬合出兩條相交的直線，計算兩條直線的交點的坐標，并根據所述輔助定位裝置兩個反射面形成的夾角確定擬合出的兩條相交的直線中屬于所述輔助定位裝置的角，計算該角的角平分線，最后，計算該角平分線與所述運動裝置的坐標系的X軸之間的夾角。

5.根據權利要求4所述的激光自主導航定位機器人精確定位方法，其特征在于：

根據所述輔助定位裝置的兩反射面的長度剔除提取的激光傳感器掃描的所述輔助定位裝置位置一定范圍的數據中不屬于輔助定位裝置的數據。

6.根據權利要求1所述的激光自主導航定位機器人精確定位方法，其特征在于：

其中，所述輔助定位裝置包括兩個折板，兩個所述折板轉動連接。

7.根據權利要求1或6所述的激光自主導航定位機器人精確定位方法，其特征在于：

其中，所述輔助定位裝置兩個反射面形成的夾角大于60度且小于160度。

8.根據權利要求7所述的激光自主導航定位機器人精確定位方法，其特征在于：

其中，所述輔助定位裝置兩個反射面形成的夾角為120度。

9.一種機器人導航方法，其特征在于：導航時，對設定停止的位置采用權利要求1至8任一權利要求所述的激光自主導航定位機器人精確定位方法進行定位。

10.一種激光導航系統，其特征在于，包括：

運動載體，用于在整個工作環境中移動；

輔助定位裝置，包括兩個相交的反射面，兩個反射面的交線與地面垂直，兩個所述反射面朝向所述運動載體設置，設定的停止位置位于兩個所述反射面形成的角度的角平分線上，且所述設定的停止位置到兩個所述反射面的交線預定距離；

激光傳感器，用于掃描周圍環境和所述輔助定位裝置，安裝在所述運動載體上；

存儲器，安裝在所述運動載體上，存儲有輔助定位裝置的兩個反射面的長度、兩個所述反射面的夾角、設定停止的位置到兩個所述反射面的交線的預定距離、地圖和輔助定位裝置在地圖中的位置；以及

處理器，安裝在所述運動載體上，與所述激光傳感器連接，根據所述激光傳感器采集的數據采用SLAM算法進行定位導航，并根據所述激光傳感器采集的所述輔助定位裝置的數據進行局部精確定位。