[發明專利]一種移動機器人3D定位系統

有效

• 申請號: 201810326546.4
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108759822B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 平雪良;高文研;劉瀟瀟;王昕煜;蔣毅
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C22/00
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

本發明公開了一種移動機器人3D定位系統，包括，同步定位建圖單元和導航單元，所述同步定位建圖單元和所述導航單元之間可以切換，所述同步定位建圖單元是所述導航單元的2D位姿，所述導航單元顯示所述同步定位建圖單元的角度和初始位姿；所述導航單元包括算法，所述算法進行信息融合，所述信息包括多種傳感器的輸入和所述同步定位建圖單元算法結果融合，所述算法結果融合，先將移動機器人在空間所處的狀態用15維向量X進行描述：X＝[x,y,z,θ_r,θ_p,θ_y,v_x,v_y,v_z,ω_r,ω_p,ω_y,a_x,a_y,a_z]^T。本發明在進行信息融合時，不僅能夠靈活配置傳感器，還能靈活配置采用的算法，進行信息融合時，不僅能夠靈活配置傳感器，還能靈活配置采用的算法，能夠進行3D位姿估計，適應三維環境。

技術領域

本發明涉及機器人標定的技術領域，特別是一種移動機器人3D定位系統。

背景技術

移動機器人技術是目前機器人行業的研究熱點，隨著移動機器人的成本普及，其應用必將呈現爆發式增長。由于應用場景和領域不同，不同移動機器人的硬件設備、驅動方式和控制系統均有較大差別，算法通用性和代碼復用性受到限制。

定位是導航的基本環節，實時精確的定位是提高移動機器人導航性能的關鍵。目前，能夠裝載于移動機器人設備上的傳感器種類眾多，廣泛采用的傳感器有里程計、慣性導航模塊、GPS、激光雷達、Kinect、路由器等，這些傳感器的數據和使用方法不盡相同，能夠提供的移動機器人的運動狀態信息也有較大差別。此外，由于單一傳感器能夠提供的信息準確度和可信度不高，多傳感器信息融合成為移動機器人定位發展的大趨勢。

移動機器人的運動信息，不僅可以由陀螺儀等測量運動狀態的傳感器測量，還可以由Kinect等傳感器的數據經過處理之后得到的視覺里程計信息進行估計；類似的，激光雷達可以類比GPS提供移動機器人的全局位姿估計，相當于一個里程計。此外，不同平臺采用的算法各有優劣和適用環境，且目前多機分布控制和分布式計算逐漸取得越來越廣泛的應用，除了對多種類型的傳感器信息進行融合外，如果能夠融合不同的算法結果進行移動機器人的定位，顯然效果會更上一層。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述和/或現有技術中存在的缺陷，提出了本發明。

因此，本發明其中的一個目的是提供一種移動機器人3D定位系統，其不僅能夠融合各種傳感器數據，還能進行不同算法融合的定位系統框架。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種移動機器人3D定位系統，包括，同步定位建圖單元和導航單元，所述同步定位建圖單元和所述導航單元之間可以切換，所述同步定位建圖單元是所述導航單元的2D位姿，所述導航單元顯示所述同步定位建圖單元的角度和初始位姿；所述導航單元包括算法，所述算法進行信息融合，所述信息包括多種傳感器的輸入和所述同步定位建圖單元算法結果融合；所述算法結果融合，先將移動機器人在空間所處的狀態用15維向量X進行描述：

X＝[x,y,z,θ_r,θ_p,θ_y,v_x,v_y,v_z,ω_r,ω_p,ω_y,a_x,a_y,a_z]^T