[發明專利]一種融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法

有效

• 申請號: 202010150471.6
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111307147B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 陳浩
• 申請（專利權）人: 同濟人工智能研究院（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 王樺

1.一種融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、建立激光地圖，使反光板輪廓在地圖上清晰可見，并采集反光板在地圖上的位置，

S2、開始AMCL定位，將AMCL定位作為優化初始值，用以選取可能掃描得到的反光板的位置，

S3、按激光掃描得到離反光板的距離，反向求解及優化，得到AGV的精確位置，

S4、如果未能識別到反光板，則使用AMCL的定位結果作為AGV的位置估計。

2.根據權利要求1所述的融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：所述AGV上設置包括激光雷達、IMU、里程計，通過所述激光雷達、IMU、里程計建立地圖并定位。

3.根據權利要求2所述的融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：在S1中：采集反光板在地圖上的位置為采集在地圖坐標系下定位反光板圓心的位置{R₁，...，R_n}。

4.根據權利要求2所述的融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：在S2中：對AMCL定位包括以下步驟：

S2.1、初始化粒子，

S2.2、根據里程計和IMU的數據對粒子做預測更新，

S2.3、根據激光數據對粒子做測量更新，

S2.4、對粒子進行權重計算和重采樣，

S2.5、輸出粒子的最終位置。

5.根據權利要求2所述的融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：在S3中：反向求解及優化包括以下步驟：

S3.1、從雷達信息中提取反光板位置信息，

S3.2、基于AMCL當前位置估計進行反光板位置匹配，

S3.3、反向求解計算AGV相對于反光板的位置估計，

S3.4、通過加權融合的方式優化當前位姿。

6.根據權利要求5所述的融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：在S3.1中：提取反光板位置信息包括根據局部極大值檢測，得出激光雷達坐標系下的反光板位置{R″₁，...，R″_n}，并通過坐標變換得到基礎坐標系下的反光板位置{R′₁，...，R′_n}。

7.根據權利要求5所述的融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：在S3.2中：根據AMCL當前位置估計、反光板掃描結果，匹配注冊反光板位置，從而獲得精準的位置估計。

8.根據權利要求7所述的融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：AMCL當前位置估計為r′(x′，y′，α′)，注冊反光板的絕對位置描述為R_i(x_i，y_i)，其中i＝1，...，n，進而計算要用以匹配的距離和角度用與檢測到的d，θ，進行匹配，匹配條件是兩者之差滿足設定的閾值，滿足上述條件則可以將檢測到的反光板與注冊反光板進行位置匹配。

9.根據權利要求5所述的融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：在S3.3中：進行反光板位置匹配后，根據注冊值和雷達檢測的角度距離信息估算AGV的精準位置。

10.根據權利要求5所述的融合定位反光板與激光特征的AGV高精度定位方法，其特征在于：.在S3.4中：得到基于反光板的AGV位置估計后，用求均值的方法優化得到位置，位姿角的計算可以任取一個反光板進行計算，通過反光板到AGV相對于地圖坐標系的角度β進行反饋，從而反解得到AGV位姿角α，從而得到AGV的精準位姿r(r_x，r_y，r_α)。