[發明專利]移動機器人的定位方法、系統、裝置及移動機器人

在審

• 申請號: 202010071945.8
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111220148A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 珊口（深圳）智能科技有限公司;珊口（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/16
• 代理公司: 上海巔石知識產權代理事務所(普通合伙) 31309
• 代理人: 高磊;王再朝

本申請公開一種移動機器人的定位方法、系統、裝置及移動機器人，其中，定位方法包括：獲取移動機器人在一物理空間內拍攝的當前圖像；獲取第一圖像與當前圖像相匹配的至少一對第一圖像特征集，以及當前圖像與第二圖像中相匹配的至少一對第二圖像特征集；根據至少一對第一圖像特征集在第一圖像和當前圖像中的位置關系，至少一對第二圖像特征集在第二圖像和當前圖像中的位置關系，以及第一圖像與第二圖像對應的拍攝位置在物理空間的空間坐標系中的坐標信息之間的位置關系，確定機器人的當前位置的坐標信息。本申請無需實時獲取圖像并進行特征匹配，有效地簡化了計算處理，提高了定位效率。

技術領域

本申請涉及定位技術領域，尤其涉及一種移動機器人的定位方法、系統、裝置及移動機器人。

背景技術

目前移動機器人的定位技術主要分為如下幾種：基于航位推算(Dead Reckoning，DR)的定位、基于地圖匹配的定位、以及基于視覺的定位等。

其中，基于航位推算的定位通常利用慣性測量單元(Inertial MeasurementUnit，IMU)和安裝在機器人輪組中的里程計，測量移動機器人在移動過程中的加速度和角速度等數據，并利用這些數據的增量進行累計，以此推導移動機器人在某一時刻相對于開始時刻的相對位置，從而實現對移動機器人的定位。然而，這種方式存在誤差累積的問題，即累計誤差會隨著時間逐漸增大。若沒有額外的定位數據幫助修正，最終會導致對移動機器人的定位失敗。

其次，基于地圖匹配的定位利用移動機器人上的傳感器探測周圍環境，構建局部地圖，并將其與預先存儲的完整地圖進行匹配，從而獲得當前時刻移動機器人在整個環境中的位置。然而，這種方式受限于環境布局，僅能適用于結構相對簡單的環境。

再者，基于視覺的定位通常移動機器人上的攝像頭探測周圍的環境，并結合視覺SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)技術，通過圖像特征的匹配構建環境地圖，以確定移動機器人的移動軌跡和位姿。然而，這種方式對移動機器人的計算能力和存儲空間有著非常高的要求。

發明內容

鑒于以上所述相關技術的缺點，本申請的目的在于提供一種移動機器人的定位方法、系統、裝置及移動機器人，以解決現有技術中存在的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本申請公開一種移動機器人的定位方法，包括：獲取所述移動機器人在一物理空間內拍攝的當前圖像；獲取第一圖像與當前圖像相匹配的至少一對第一圖像特征集，以及當前圖像與第二圖像中相匹配的至少一對第二圖像特征集；其中，所述第一圖像、第二圖像、及當前圖像對應的拍攝位置不共線；根據所述至少一對第一圖像特征集在所述第一圖像和當前圖像中的位置關系，所述至少一對第二圖像特征集在第二圖像和當前圖像中的位置關系，以及所述第一圖像與第二圖像對應的拍攝位置在所述物理空間的空間坐標系中的坐標信息之間的位置關系，確定所述移動機器人的當前位置的坐標信息。

在本申請第一方面的某些實施方式中，所述根據所述至少一對第一圖像特征集在所述第一圖像和當前圖像中的相對位置關系，所述至少一對第二圖像特征集在第二圖像和當前圖像中的位置關系，以及所述第一圖像與第二圖像對應的拍攝位置在所述物理空間的空間坐標系中的坐標信息之間的位置關系，確定所述移動機器人的當前位置的步驟包括：根據所述第一圖像和第二圖像的拍攝位置的所述坐標信息、所述第一圖像特征集之間的像素位置關系、以及第二圖像特征集之間的像素位置關系得到所述當前位置分別相對所述第一圖像和第二圖像的拍攝位置的第一方位信息和第二方位信息；根據所述第一方位信息、第二方位信息、及所述第一圖像和第二圖像的拍攝位置的間距，得到所述當前位置的坐標信息。

在本申請第一方面的某些實施方式中，所述第一圖像和第二圖像中是在所述移動機器人的移動期間由攝像裝置所拍攝的；或者，所述第一圖像和第二圖像來自于所述物理空間的地圖數據庫。