[發(fā)明專利]基于SLAM的AGV復合建圖與導航定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010162565.5
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111402332B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單國超;徐光運;張小藝;劉鵬;張貽弓;沈長鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭劍智能科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06V20/56;G05D1/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發(fā)明屬于導航定位領(lǐng)域，提供基于SLAM的AGV復合建圖與導航定位方法及系統(tǒng)。為了解決精定位與粗定位進行切換時，兩套地圖及定位切換會出現(xiàn)定位數(shù)據(jù)跳動，影響客戶觀感及體驗效果的問題，基于SLAM的AGV復合建圖方法包括接收AGV周圍環(huán)境的點云數(shù)據(jù)并加載時間戳后緩存至環(huán)境數(shù)據(jù)池；從環(huán)境數(shù)據(jù)池內(nèi)調(diào)取相同時間戳的點云數(shù)據(jù)，提取相同時間戳的點云數(shù)據(jù)對應(yīng)的環(huán)境特征點；將相同時間戳的點云數(shù)據(jù)與AGV周圍環(huán)境匹配，構(gòu)建出點云地圖，再將相應(yīng)環(huán)境特征點的坐標轉(zhuǎn)換到點云地圖的坐標系后構(gòu)建出特征點地圖，并且統(tǒng)一優(yōu)化點云地圖和特征點地圖，以實現(xiàn)點云地圖和特征點地圖的同步。其能夠提高AGV定位的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于AGV建圖與導航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于SLAM的AGV復合建圖與導航定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

隨著現(xiàn)在自動化及智能設(shè)備的飛速發(fā)展，各種無人運輸工具(包括AGV及無人駕駛車等但不限于AGV及無人駕駛車)可用于實現(xiàn)無人化貨物的輸送及搬運，而所有的無人運輸工具都有其定位導航的方式，而激光為現(xiàn)有主流的導航方式之一。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的定位導航方式存在一定的不足之處，如下：1)單獨點云匹配的導航方式精確度低；單獨點云匹配初始定位會在地圖有相似的地圖形狀時出現(xiàn)初始定位錯誤的問題的概率較高；2)單獨特征點的導航方式需要人工添加大量特征點；單獨特征點的導航方式在地圖有相似的特征點的位置附近會出現(xiàn)定位錯誤有較高的概率；3)現(xiàn)有的利用點云匹配實現(xiàn)不重要位置的粗定位，利用特征點實現(xiàn)關(guān)鍵位置或使用點云的位置進行細定位，目前這兩種定位構(gòu)建的兩套地圖數(shù)據(jù)并未實時同步，導致精定位與粗定位進行切換時，兩套地圖及定位切換會出現(xiàn)定位數(shù)據(jù)跳動，影響客戶觀感及體驗效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于SLAM的AGV復合建圖與導航定位方法及系統(tǒng)，其利用帶時間戳的點云數(shù)據(jù)，并提取點云數(shù)據(jù)對應(yīng)的環(huán)境特征點，使得環(huán)境特征點與點云數(shù)據(jù)匹配，且在將相應(yīng)環(huán)境特征點的坐標轉(zhuǎn)換到點云地圖的坐標系后構(gòu)建出特征點地圖，并同時對點云地圖及特征點地圖進行統(tǒng)一優(yōu)化，實現(xiàn)了點云地圖和特征點地圖的同步，提高了AGV定位的精度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一方面提供一種基于SLAM的AGV復合建圖方法，包括：

接收AGV周圍環(huán)境的點云數(shù)據(jù)并加載時間戳后緩存至環(huán)境數(shù)據(jù)池；

從環(huán)境數(shù)據(jù)池內(nèi)調(diào)取相同時間戳的點云數(shù)據(jù)，提取相同時間戳的點云數(shù)據(jù)對應(yīng)的環(huán)境特征點；

將相同時間戳的點云數(shù)據(jù)與AGV周圍環(huán)境匹配，構(gòu)建出點云地圖，再將相應(yīng)環(huán)境特征點的坐標轉(zhuǎn)換到點云地圖的坐標系后構(gòu)建出特征點地圖，并且統(tǒng)一優(yōu)化點云地圖和特征點地圖，以實現(xiàn)點云地圖和特征點地圖的同步。

本發(fā)明的第二方面提供一種基于SLAM的AGV定位方法，其包括：

實時接收點云數(shù)據(jù)并與點云地圖進行位置匹配，得到AGV粗定位坐標；

判斷從當前時刻點云數(shù)據(jù)中是否提取出環(huán)境特征點，若是，則在AGV粗定位坐標的基礎(chǔ)上，將環(huán)境特征點與特征點地圖進行位置匹配，得到AGV粗定位坐標對應(yīng)的精定位坐標并作為當前時刻AGV定位位置；否則，將AGV粗定位坐標作為當前時刻AGV定位位置；

其中，點云地圖和特征點地圖采用如上述所述的基于SLAM的AGV復合建圖方法獲得。

本發(fā)明的第三方面提供一種基于SLAM的AGV復合建圖系統(tǒng)，其包括：

數(shù)據(jù)緩存模塊，其用于接收AGV周圍環(huán)境的點云數(shù)據(jù)并加載時間戳后緩存至環(huán)境數(shù)據(jù)池；