[發明專利]基于圓弧特征提取的機器人定位方法、裝置、設備及介質

有效

• 申請號: 201910547230.2
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110253579B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 方寶富;丁建峰;王在俊;詹志強;韓健英;王樂
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;G01C21/20
• 代理公司: 深圳市沈合專利代理事務所(特殊普通合伙) 44373
• 代理人: 錢麗華

1.一種基于圓弧特征提取的機器人定位方法，其特征在于，所述基于圓弧特征提取的機器人定位方法包括：

獲取點云數據幀；

對所述點云數據幀進行區域分割，得到包含掃描點的目標區塊；

在每個所述目標區塊中，根據每個所述掃描點的數據信息，篩選出滿足預設條件的連續相鄰的所述掃描點，組成數據段，得到M個所述數據段，其中，M為正整數；

針對每個所述數據段，篩選出該數據段中與對應的預設初始位置距離最近的所述掃描點，并連接篩選出的所述掃描點和所述預設初始位置，得到目標直線，其中，所述預設初始位置為機器人的當前位置；

在M條所述目標直線中，將每兩條所述目標直線之間的交點作為目標點，獲取每個所述目標點的坐標；

根據每個所述目標點的坐標，使用預設的霍夫變換算法確定圓心坐標，并結合所述預設初始位置的坐標，計算圓弧半徑；

若所述數據段與以所述圓心坐標和所述圓弧半徑組成的圓形相吻合，則提取該數據段作為圓弧特征；

使用所述圓弧特征進行機器人自主定位。

2.如權利要求1所述的基于圓弧特征提取的機器人定位方法，其特征在于，所述對所述點云數據幀進行區域分割，得到包含掃描點的目標區塊包括：

計算所述點云數據幀中相鄰兩個所述掃描點之間的距離；

獲取預設的分割閾值；

若所述距離小于所述預設的分割閾值，則將該距離對應的兩個所述掃描點歸類到同一個所述目標區塊中；

若所述距離大于或等于所述預設的分割閾值，則將該距離對應的兩個所述掃描點作為分割點，分別歸類到不同的所述目標區塊中。

3.如權利要求2所述的基于圓弧特征提取的機器人定位方法，其特征在于，所述獲取預設的分割閾值包括：

根據預設的自適應閾值定義函數，計算相鄰兩個所述掃描點對應的所述分割閾值。

4.如權利要求1所述的基于圓弧特征提取的機器人定位方法，其特征在于，在所述對所述點云數據幀進行區域分割，得到包含掃描點的目標區塊之后，并且在所述在每個所述目標區塊中，根據每個所述掃描點的數據信息，篩選出滿足預設條件的連續相鄰的所述掃描點，組成數據段，得到M個所述數據段之前，所述基于圓弧特征提取的機器人定位方法還包括：

獲取每個所述目標區塊中包含的所述掃描點的數量；

若所述目標區塊對應的所述數量小于預設的最低數量閾值，則丟棄該目標區塊。

5.如權利要求1至4任一項所述的基于圓弧特征提取的機器人定位方法，其特征在于，所述使用所述圓弧特征進行機器人自主定位包括：

將所述圓弧特征輸入預設的即時定位與地圖構建SLAM模型，進行機器人自主定位。

6.一種基于圓弧特征提取的機器人定位裝置，其特征在于，所述基于圓弧特征提取的機器人定位裝置包括：

數據幀獲取模塊，用于獲取點云數據幀；

區域分割模塊，用于對所述點云數據幀進行區域分割，得到包含掃描點的目標區塊；

數據段獲取模塊，用于在每個所述目標區塊中，根據每個所述掃描點的數據信息，篩選出滿足預設條件的連續相鄰的所述掃描點，組成數據段，得到M個所述數據段，其中，M為正整數；

直線獲取模塊，用于針對每個所述數據段，篩選出該數據段中與對應的預設初始位置距離最近的所述掃描點，并連接篩選出的所述掃描點和所述預設初始位置，得到目標直線，其中，所述預設初始位置為機器人的當前位置；

目標點獲取模塊，用于在M條所述目標直線中，將每兩條所述目標直線之間的交點作為目標點，獲取每個所述目標點的坐標；

屬性計算模塊，用于根據每個所述目標點的坐標，使用預設的霍夫變換算法確定圓心坐標，并結合所述預設初始位置的坐標，計算圓弧半徑；

特征提取模塊，用于若所述數據段與以所述圓心坐標和所述圓弧半徑組成的圓形相吻合，則提取該數據段作為圓弧特征；

自主定位模塊，用于使用所述圓弧特征進行機器人自主定位。