[發(fā)明專利]基于粒子自收斂的移動機器人重定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911403712.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111061287B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 陳智君;伍永健;郝奇;曹雛清;高云峰
• 申請（專利權）人: 蕪湖哈特機器人產(chǎn)業(yè)技術研究院有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權代理有限公司 34107
• 代理人: 鐘雪

本發(fā)明適用于機器人定位技術領域，提供了一種基于粒子自收斂的移動機器人重定位方法，包括：S1、基于柵格地圖生成格網(wǎng)粒子集合set_a，格網(wǎng)粒子集合set_a由格網(wǎng)粒子組成，格網(wǎng)粒子即為各格網(wǎng)點p_i(x_i,y_i)的最優(yōu)位姿；S2、更新格網(wǎng)粒子集合set_a中的粒子及對應的打分；S3、對格網(wǎng)粒子集合set_a中的粒子進行重采樣，將重采樣的粒子復制至新的粒子集合set_b，粒子集合set_b中的粒子權重相等，S4、計算粒子集合set_b中所有粒子的位姿標準差，檢測是否所有粒子的位姿標準差都小于預設的閾值，若檢測結(jié)果位是，將粒子集合中set_b所有粒子的平均位姿作為機器人的當前重定位的位姿，若檢測結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟S2。在機器人丟失位姿后，無需人工干預下，能快速、準確的恢復機器人的位姿，即重定位。

技術領域

本發(fā)明屬于機器人定位技術領域，提供了一種基于粒子自收斂的移動機器人重定位方法。

背景技術

隨著社會的發(fā)展和技術的進步，移動機器人越來越深的介入到人類的日常生活中，例如家庭中的清潔機器人、工廠中的搬運機器人以及餐館中的送餐機器人等。移動機器人想要實現(xiàn)上述功能必須準確的知道自身所在的位置，移動機器人定位導航常用的傳感器有磁導航、攝像機和激光雷達等。其中磁導航的導航路徑單一，不利于擴展和更改，使用的局限性較大。基于視覺的定位導航方法受光源條件影響大，穩(wěn)定性和精度較差，無法讓移動機器人進行穩(wěn)定、精密的操作。基于激光雷達的定位導航方法可以分為基于反光板的定位導航方法和基于輪廓的定位導航方法，其中基于反光板的定位導航方法需要在環(huán)境中布設大量的路標，應用場景受限制較多。基于輪廓的定位導航方法由于路徑靈活、不需要布置人工標志，越來越廣泛的應用在移動機器人定位導航中。而現(xiàn)有基于輪廓的定位導航方法，在移動機器人出現(xiàn)打滑漂移、人為移動、重啟或關機等情況時，會導致機器人定位失敗，需要進行重定位，因此移動機器人的重定位問題在基于輪廓的定位導航應用中至關重要。

現(xiàn)有的重定位問題解決方案主要包含如下三種：1)讓機器人回到初始位置，定位失敗后，人為的將機器人推到初始位置重新開機；2)對比機器人定位導航的地圖和真實環(huán)境，人工標記機器人位姿；然而這些方案在實際應用過程中都存在一定的問題：上述方案都需要人工干預，無法保證重定位的效率和準確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種基于粒子自收斂的移動機器人重定位方法，在移動機器人在重新開機、打滑或其他原因?qū)е挛蛔藖G失的狀態(tài)下，自動快速且準確的恢復機器人的位姿。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于粒子自收斂的移動機器人重定位方法，所述方法具體包括如下步驟：

S1、基于柵格地圖生成格網(wǎng)粒子集合set_a，格網(wǎng)粒子集合set_a由格網(wǎng)粒子組成，格網(wǎng)粒子即為各格網(wǎng)點p_i(x_i,y_i)的最優(yōu)位姿；

S2、更新格網(wǎng)粒子集合set_a中的粒子及對應的打分；

S3、對格網(wǎng)粒子集合set_a中的粒子進行重采樣，將重采樣的粒子復制至新的粒子集合set_b，粒子集合set_b中的粒子權重相等，

S4、計算粒子集合set_b中所有粒子的位姿標準差，檢測是否所有粒子的位姿標準差都小于預設的閾值，若檢測結(jié)果位是，將粒子集合中set_b所有粒子的平均位姿作為機器人的當前重定位的位姿，若檢測結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟S2。

進一步的，格網(wǎng)粒子集合set_a的生成方法具體包括如下步驟：

S11、在柵格地圖上每隔設定距離Δd取一個格網(wǎng)點p_i(x_i,y_i)；

S12、檢測取格網(wǎng)點所在的柵格是否被障礙物占據(jù)；