[發明專利]一種設備定位、柵格地圖構建方法及移動機器人

有效

• 申請號: 201810962026.2
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN110858076B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 余冬冬
• 申請（專利權）人: 杭州海康機器人股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 李欣;馬敬

本申請實施例提供了一種設備定位、柵格地圖構建方法及移動機器人。該設備定位方法包括：獲取當前時刻移動機器人發射的激光束的激光數據；確定所述移動機器人當前時刻的第一位姿，根據激光數據和所述第一位姿，確定激光束的末端點在第一柵格地圖中的第一端點位置；根據所述周邊柵格與對應障礙物柵格之間的距離值，以及所述第一端點位置與對應最近障礙物柵格的相對位置，更新第一位姿。第一柵格地圖包括：障礙物邊界所在的障礙物柵格以及障礙物柵格周邊預設范圍內的周邊柵格與該障礙物柵格之間的距離值。應用本申請實施例提供的方案，能夠提高設備定位時的運算效率。

技術領域

本申請涉及機器人技術領域，特別是涉及一種設備定位、柵格地圖構建方法及移動機器人。

背景技術

同步定位與地圖構建(Simultaneous?Localization?And?Mapping，SLAM)也稱為即時定位與地圖構建。該技術解決的問題可以描述為：移動機器人在未知環境中從一個未知位置開始移動，是否有辦法讓移動機器人根據位姿估計和地圖進行自身位姿的定位，同時在自身位姿定位的基礎上逐步描繪出此環境完全的地圖。移動機器人的位姿包括移動機器人的位置坐標和朝向信息。例如，掃地機器人的移動就是一個很典型的SLAM問題。所謂完全的地圖是指不受障礙、行進到房間可進入的每個角落的地圖。

移動機器人可以向四周的設定方向發射激光束，激光束打在障礙物上之后會反射回來，被移動機器人上的激光傳感器檢測到，從而激光傳感器可以采集到激光束行進的距離。

相關技術中，當移動機器人移動至一個未知位置后，可以發射激光束并獲得激光束的激光數據，如激光束行進的距離。為了定位出移動機器人在當前時刻的位姿，可以基于上一時刻移動機器人的位姿以及上一時刻構建的地圖，采用粒子濾波的方式確定當前時刻的位姿。即將當前時刻的位姿采用粒子表示，將粒子散布于上一時刻的位姿周圍。基于上一時刻移動機器人的位姿以及上一時刻激光束的激光數據，可以獲取移動機器人距離場景中各障礙物的距離，作為測量范圍數據。在當前時刻，針對每個粒子，假設移動機器人處于該粒子所表示的位姿時，基于上一時刻構建的地圖計算移動機器人理論上距離場景中各障礙物的距離，作為理論范圍數據。比較測量范圍數據與理論范圍數據的相似程度，以確定該粒子的位姿是移動機器人實際位姿的置信度。基于多個粒子各自的置信度，對多個粒子的位姿進行重采樣，并將重采樣結果作為當前時刻移動機器人的實際位姿。

采用上述定位方式能夠確定移動機器人的位姿，但是其效率和精度很大程度由粒子的數量決定，即粒子越多精度越高但是運算效率越低。在精度達到要求時，運算效率較低。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供了一種設備定位、柵格地圖構建方法及移動機器人，提高設備定位時的運算效率。

第一方面，本申請實施例提供了一種設備定位方法，所述方法包括：

獲取當前時刻移動機器人發射的激光束的激光數據；

確定所述移動機器人當前時刻的第一位姿，針對所述第一位姿執行以下處理：

根據所述激光數據和所述第一位姿，確定所述激光束的末端點在第一柵格地圖中的第一端點位置；所述第一柵格地圖包括：障礙物邊界所在的障礙物柵格以及障礙物柵格周邊預設范圍內的周邊柵格與該障礙物柵格之間的距離值；

根據所述周邊柵格與對應障礙物柵格之間的距離值，以及所述第一端點位置與對應最近障礙物柵格的相對位置，更新所述第一位姿。

可選的，所述根據所述周邊柵格與對應障礙物柵格之間的距離值，以及所述第一端點位置與對應最近障礙物柵格的相對位置，更新所述第一位姿的步驟，包括：

基于所述周邊柵格與對應障礙物柵格之間的距離值，對所述第一端點位置距離最近障礙物柵格的距離值進行累加，得到總距離值；

當所述總距離值大于預設距離閾值時，根據所述第一端點位置與對應最近障礙物柵格的相對位置，更新所述第一位姿。