[發明專利]一種服務機器人導航方法及系統在審
| 申請號： | 201810058588.4 | 申請日： | 2018-01-22 |
| 公開（公告）號： | CN108375976A | 公開（公告）日： | 2018-08-07 |
| 發明（設計）人： | 王在俊;方寶富;許峰 | 申請（專利權）人： | 中國民用航空飛行學院 |
| 主分類號： | G05D1/02 | 分類號： | G05D1/02 |
| 代理公司： | 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙) 33243 | 代理人： | 龍洋 |
| 地址： | 618301 四川*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 算法 服務機器人 閉環檢測 構建 局部路徑規劃 全局路徑規劃 窗口算法 導航技術 地圖構建 回環測試 累積誤差 隨機樹 避障 遍歷 減小 | ||
1.一種服務機器人導航方法，其特征在于，包括步驟：
利用cartographer算法通過閉環檢測消除地圖構建過程中產生的累積誤差；
利用快速遍歷隨機樹算法對構建的地圖進行全局路徑規劃；
利用局部避障的動態窗口算法對構建的地圖進行局部路徑規劃。
2.根據權利要求1所述的一種服務機器人導航方法，其特征在于，所述利用cartographer算法通過閉環檢測消除地圖構建過程中產生的累積誤差的步驟具體包括：
建立閉環檢測的子地圖并賦予所述子地圖的概率網格的網格點的概率值；
利用Ceres-based匹配掃描信息點相對于當前子地圖的位姿以找到在所述子地圖的概率最大的掃描信息點集的位姿；
利用SPA優化所有掃描信息點和子地圖的位姿并將所述相對位姿進行存儲；
采用分支界限和DFS搜索策略進行閉環檢測和相對位姿的求解以消除累積誤差。
3.根據權利要求2所述的一種服務機器人導航方法，其特征在于，所述賦予所述子地圖的概率網格的網格點的概率值的方法具體包括：
判斷所述網格點是否已賦值，若否，根據所述網格點是否命中賦予命中概率值或未命中概率值；
若所述網格點已賦值，則根據以下公式更新概率值：
Mnew(x)＝clamp(odds-1(odds(Mold(x))·odds(phits)))；
Mnew(x)＝clamp(odds-1(odds(Mold(x))·odds(pmiss)))。
4.根據權利要求1所述的一種服務機器人導航方法，其特征在于，所述利用快速遍歷隨機樹算法對構建的地圖進行全局路徑規劃的步驟具體包括：
通過在人工勢場法路徑規劃引入快速遍歷隨機樹算法引導隨機樹朝目標方向生長；所述引入快速遍歷隨機樹算法的公式如下：
5.根據權利要求1所述的一種服務機器人導航方法，其特征在于，所述利用局部避障的動態窗口算法對構建的地圖進行局部路徑規劃的步驟具體包括：
對服務機器人的當前狀態進行采樣；
針對每個采樣速度計算所述服務機器人預設時間后的行駛路線；
利用預設評價標準對多條行駛路線評分；
根據評分結果選擇路徑。
6.一種服務機器人導航系統，其特征在于，包括：
誤差消除模塊，用于利用cartographer算法通過閉環檢測消除地圖構建過程中產生的累積誤差；
全局路徑規劃模塊，用于利用快速遍歷隨機樹算法對構建的地圖進行全局路徑規劃；
局部路徑規劃模塊，用于利用局部避障的動態窗口算法對構建的地圖進行局部路徑規劃。
7.根據權利要求1所述的一種服務機器人導航系統，其特征在于，所述誤差消除模塊具體包括：
子地圖建立單元，用于建立閉環檢測的子地圖并賦予所述子地圖的概率網格的網格點的概率值；
局部匹配掃描單元，用于利用Ceres-based匹配掃描信息點相對于當前子地圖的位姿以找到在所述子地圖的概率最大的掃描信息點集的位姿；
全局閉環優化單元，用于利用SPA優化所有掃描信息點和子地圖的位姿并將所述相對位姿進行存儲；
累積誤差消除單元，用于采用分支界限和DFS搜索策略進行閉環檢測和相對位姿的求解以消除累積誤差。
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