[發明專利]移動機器人的全局自定位方法及設備

有效

• 申請號: 201810872620.2
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109144056B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 白靜;李宇翔;陳士凱
• 申請（專利權）人: 上海思嵐科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 王奎宇;甘章乖

本申請提供了一種移動機器人的全局自定位方法及設備，能夠根據從激光雷達獲取的激光觀測數據，確定移動機器人的狀態，在移動機器人的狀態為待定位狀態時，根據移動機器人的當前位姿，確定用于位姿探索的多個地圖區域，進一步根據從里程計獲取的里程信息，在多個地圖區域中分別進行移動機器人局部自定位，根據局部自定位結果確定移動機器人的最終位姿，從而能夠在移動機器人丟失全局位姿后，實現全局的自定位，方案簡單易實現，不需要額外部署輔助設備，同時由于使用了并行的地圖區域計算，從而計算效率較高，減少了全局自定位的計算時間，能較快并準確地確定全局自定位中的當前位姿。

技術領域

本申請涉及移動機器人技術領域，尤其涉及一種移動機器人的全局自定位方法及設備。

背景技術

隨著移動機器人技術的發展和進一步落地，對移動機器人相關技術的研究也越來越深入，由于移動機器人的工作環境具有非結構化和不確定性，因此移動機器人的自主智能性研究變得極其重要。移動機器人自定位技術，作為移動機器人研究的三大熱點技術之一，得到了廣泛的關注，而全局自定位更是自定位技術的關鍵問題。全局自定位技術，又名重定位技術，是指利用傳感器信息及全局地圖，獲得移動機器人的當前位姿的技術。

中國專利申請“CN201610738132.3”公開了利用圖像數據和激光點云數據進行重定位的方法，該方法需要利用視覺傳感器與激光傳感器，成本昂貴，且需要融合視覺信息與激光信息去確定定位候選區域，計算復雜度很高，很難滿足低成本實現全局自定位功能。

另一件中國專利申請“CN201610740522.4”公開了根據機器人當前發出的激光數據和機器人所在位置對應的局部地圖進行匹配來實現重定位的方法，該方法不是真正意義上的全局自定位，另外，其需要針對每幀激光數據進行直方圖相似度計算并進行存儲，數據量大且檢索麻煩。

在其它的全局自定位方法中，還可以利用輔助設備(如外置攝像頭及UWB、WIFI、藍牙等)來進行全局自定位，這些方式需要額外的部署環境，且精度較差，需要在確定候選區域后，再結合當前觀測數據進行重定位。

申請內容

本申請的一個目的是提供一種移動機器人的全局自定位方法及設備，用以解決現有技術中難以在全局環境中定位自身位姿的問題。

為實現上述目的，本申請提供了一種移動機器人的全局自定位方法，其中，所述移動機器人包括里程計和激光雷達，該方法包括：

根據從激光雷達獲取的激光觀測數據，確定移動機器人的狀態；

在所述移動機器人的狀態為待定位狀態時，根據移動機器人的當前位姿，確定用于位姿探索的多個地圖區域；

根據從里程計獲取的里程信息，在所述多個地圖區域中分別進行移動機器人局部自定位，根據局部自定位結果確定移動機器人的最終位姿。

進一步地，根據從激光雷達獲取的激光觀測數據，確定移動機器人的狀態，包括：

從激光雷達獲取激光觀測數據；

將所述激光觀測數據與移動機器人的當前位姿對應的地圖進行匹配，在匹配結果小于第一閾值時，確定移動機器人的狀態為待定位狀態。

進一步地，根據移動機器人的當前位姿，確定用于位姿探索的多個地圖區域，包括：

以移動機器人的當前位姿為中心，將全局地圖劃分為多個用于位姿探索的地圖區域，所述地圖區域大小相同。

進一步地，所述地圖區域的大小為預設固定值。

進一步地，根據從里程計獲取的里程信息，在多個地圖區域中分別進行移動機器人局部自定位，包括：

在每個地圖區域中，根據從里程計獲取的里程信息，獲取用于預測移動機器人位姿的粒子分布信息；