[發明專利]一種精準評判機器人定位精度的方法

有效

• 申請號: 201811084130.2
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN108873001B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 馬朋;葉留金;徐兵;吳杰;李延炬;張明明;李鳴
• 申請（專利權）人: 江蘇金智科技股份有限公司;南京悠闊電氣科技有限公司
• 主分類號: G01S17/06
• 分類號: G01S17/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

本發明公開了一種精準評判機器人定位精度的方法，包括以下步驟：導航過程中實時采集的激光雷達點云數據的預處理；計算機器人當前位置掃描的激光點云的輪廓與地圖中的障礙物輪廓的相似度(匹配度)；尋找地圖坐標系中機器人最可能的位姿；實時判斷機器人的定位精度。本發明可以實現在機器人正常導航過程中，實時精準地評判機器人的定位精度，從而保證機器人可以安全可靠的運行，降低了機器人在定位出錯的情況下可能引發的安全問題的風險。

技術領域

本發明涉及一種精準評判機器人定位精度的方法，屬于智能機器人技術領域。

背景技術

變電站智能巡檢機器人是一種室外輪式移動機器人，其可以攜帶可見光、紅外等檢測設備對室外變電站內設備進行全時段自主巡檢。

導航和定位是巡檢機器人完全自主運行的關鍵，巡檢機器人定位導航系統的性能直接決定了其完成巡檢任務的質量。在室外條件下，智能巡檢機器人采用激光定位的方式，具有定位設備成本低、可全時段工作、不受電磁干擾、定位精度高、無累積誤差、地面附屬設施施工簡單等特點，可以精準的實現機器人的實時可靠的定位。但是在實際運行過程中，真實環境的動態變化和行走路面的崎嶇顛簸等因素，可能會對機器人的定位精度產生影響。在機器人運行過程中，若對機器人定位精度的評判不合理，造成出現定位精度很高但實際上已經定位失敗的情況的話，會引起機器人的盲目行走，可能對變電站的安全正常運行造成嚴重的后果，并且也會增加用戶的運維成本和安全事故出現的風險。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種精準評判機器人定位精度的方法，該方法在機器人運行過程中，能夠實時檢測機器人當前所處位姿的精準度，并且能夠進行位姿的校正，保證了機器人可以安全可靠的運行。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種精準評判機器人定位精度的方法，包括以下步驟：

步驟S1：對導航過程中實時采集的激光數據進行預處理。

步驟S2：采用匹配度算法處理步驟S1得到的預處理數據，獲取激光點云的輪廓與地圖中的障礙物輪廓的相似度，根據該相似度計算機器人當前位姿的置信度。

步驟S3：根據步驟S1得到的預處理數據獲取當前位姿，根據當前位姿尋找地圖坐標系中當前時刻機器人的最優位姿。

步驟S4、根據步驟S3得到的機器人的當前位姿和最優位姿，實時判斷機器人的定位精度。

步驟S4.1通過判斷機器人當前位姿和最優位姿的距離和角度的差，得出歸一化的位姿準確度，結合當前位姿處所獲得的激光數據匹配的置信度，歸一化得到當前機器人的歸一化定位精度。

S4.2根據得到的歸一化當前機器人的定位精度與設置的定位精度閾值進行比較，得到當前機器人的定位精度。

優選的：所述步驟S1中對激光數據進行預處理具體步驟為：

步驟S1.1：機器人內的激光雷達掃描周圍的動態環境，采集到的激光數據作為原始激光數據，通過噪聲濾波算法和數據閾值對原始激光數據進行處理，從而得到有效的激光數據。

步驟S1.2：機器人內的慣性測量單元實時監測自身姿態，當發生姿態傾斜時，對經過步驟S1.1處理后的數據進行平面映射，保證機器人掃描平面與實際環境的一致性。

步驟S1.3，對經過步驟S1.2處理后的數據的合理性進行判斷，剔除在合理區域以外的數據，合理區域作為經驗閾值，一般根據實際場景需要進行設置。

優選的：所述步驟S1.1：中通過噪聲濾波算法和數據閾值對原始激光數據進行處理的方法：

針對每幀原始激光數據中的超出激光測量范圍的激光點進行過濾，超出最大測量范圍的重新賦值為激光的最大量程值，保證每一個激光點都在正常的范圍內。