[發明專利]一種基于特征熱力圖的移動機器人全局定位方法

有效

• 申請號: 202010191640.0
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111474535B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 孟杰;王書亭;謝遠龍;楊梓桐;蔣立泉;景偉;李耀仲;蔣立宇;李根;章小龍;孫浩東
• 申請（專利權）人: 廣東省智能機器人研究院
• 主分類號: G01S13/42
• 分類號: G01S13/42;G01S13/89;G01S13/931;G06T7/73;G06T7/136;G06T7/62;G06T5/30
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;楊桂洋

1.一種基于特征熱力圖的移動機器人全局定位方法，包括以下步驟：

輸入數據信息，場景地圖m、雷達測量點集rp、雷達掃描點數rn、雷達掃描角度rθ以及雷達掃描半徑rr；

S1，獲取場景地圖中的可行進區域的可行進點，所有的可行進點構成點集；

S2，獲取所有的可行進點的模擬雷達仿真數據，得到存儲所有雷達仿真數據的整體點集p_(β,L)，表示每個點對應自己的一組雷達模擬點集；

S3，以整體點集作為輸入參數，計算在不同掃描半徑下的點特征數和線特征數；

S4，計算在不同半徑下的點特征和線特征所有組合的結果點集；

S5，計算雷達測量點集在不同半徑下的點特征數和線特征數；

S6，通過步驟S5的結果在步驟4的結果中查找點集并取交集；

S7，將步驟S6的結果作為輸入點集進行全局定位計算，計算結果即為全局定位的結果；

所述步驟S4具體為：

S4.1，根據步驟S3的結果F_(R,P)，遍歷所有的半徑R進行計算：

S4.2，遍歷當前點集P中所有點的數據，獲取其中最大的點特征數L_cmax與線特征數L_lmax：

L_cmax＝search max L_c in F(R,P),L_lmax＝search max L_l in F(R,P)

S4.3，根據L_cmax與L_lmax形成點特征數與線特征數的所有組合，并遍歷每個組合，選取當前點集P中符合當前組合的點，加入到結果中，并根據每個組合繪制特征熱力圖；

所述步驟S5中，計算雷達測量點集所使用到的半徑，與步驟S3中計算整體點集所使用到的半徑相同，以雷達測量點集rp作為輸入參數，按照步驟S3的具體步驟計算得到數據結果為表示在不同半徑下雷達測量點集的點特征數量與線特征數量；

所述步驟S6具體為：根據半徑遍歷步驟S5的結果得到在當前半徑R下的雷達點集的點特征數L_c與線特征數L_l，并根據點特征數L_c與線特征數L_l結果在步驟S4的結果中選取對應的點集，最終將交集在場景地圖中使用紅點標記，

L_l＝L_l in rF(R,L_l,L_c),L_c＝L_c in rF(R,L_l,L_c)

2.根據權利要求1所述的基于特征熱力圖的移動機器人全局定位方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：

S1.1，獲取場景地圖m后對該場景地圖進行灰度二值化處理：

m_grid＝cvtcolor(m)

m_cvt＝threshold(m_grid)

上式中，m_grid為灰度地圖，即將原RGB地圖轉換為單色地圖，m_cvt為二值化地圖，該二值化地圖保證其中只存在黑色與白色區域；

S1.2，針對場景地圖中的移動機器人與邊界的距離設為d，對二值化后的場景地圖進行腐蝕處理，將場景地圖中的黑色障礙物區域擴散，得到腐蝕地圖m_ero：

m_ero＝erode(d,m_grid)

S1.3，對腐蝕地圖進行遍歷處理，獲取其中的白色點作為可行進點。