[發(fā)明專利]一種視覺與激光雷達(dá)融合的機(jī)器人精準(zhǔn)定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010871685.2
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111947647A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭倍;曾雙耀;邵繼業(yè);劉帥
• 申請（專利權(quán)）人: 四川阿泰因機(jī)器人智能裝備有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01S17/86
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51217
• 代理人: 薛波

本發(fā)明提供一種視覺與激光雷達(dá)融合的機(jī)器人精準(zhǔn)定位方法，先通過相機(jī)獲取作業(yè)點區(qū)域的第一圖像，根據(jù)標(biāo)記物分析第一圖像是否滿足預(yù)設(shè)要求；若滿足預(yù)設(shè)要求，則根據(jù)第一圖像分析機(jī)器人的中心在平行于墻面方向上向作業(yè)中心移動的第一距離；再通過激光雷達(dá)獲取雷達(dá)中心到作業(yè)中心的第二距離，根據(jù)第二距離、雷達(dá)中心與機(jī)器人外殼邊緣的第三距離以及預(yù)設(shè)安全距離分析機(jī)器人朝向作業(yè)中心移動的第四距離；根據(jù)預(yù)設(shè)范圍對機(jī)器人的偏移量進(jìn)行修正；同時機(jī)器人在修正過程中還通過自適應(yīng)蒙特卡羅粒子濾波算法進(jìn)行位置估計，提高了機(jī)器人定位的精度和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種視覺與激光雷達(dá)融合的機(jī)器人精準(zhǔn)定位方法。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，安防行業(yè)也開始向科技化、智能化方向發(fā)展，安防機(jī)器人應(yīng)運而生。相比傳統(tǒng)的攝像頭、報警器等安防設(shè)備，安防機(jī)器人優(yōu)點明顯。它具有良好的移動性能，單機(jī)器人即可覆蓋較大的工作區(qū)域，并且相對于人力安防行業(yè)，無情感因素，理論上可24小時不間斷作業(yè)、效率高。而監(jiān)所機(jī)器人作為安防行業(yè)的一種特殊形式，其工作任務(wù)主要是代替民警完成高強(qiáng)度巡視工作，要求機(jī)器人自動循環(huán)巡視監(jiān)舍，自動采集和分析監(jiān)舍內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，一旦有異常及時發(fā)出警報，這要求機(jī)器人將攜帶相機(jī)的云臺伸進(jìn)監(jiān)舍狹窄的觀察窗中，這就對機(jī)器人的定位精度提出了很高的要求。

現(xiàn)有的激光時定位與地圖構(gòu)建(simultaneous localization and mapping，SLAM)導(dǎo)航定位技術(shù)的定位誤差較大，一般會存在5-10cm的誤差；加之輪式里程計以及地面打滑等原因使得機(jī)器人無法精確到達(dá)預(yù)設(shè)點位。有時任務(wù)要求機(jī)器人要非常靠近某些物體進(jìn)行作業(yè)，但是機(jī)器人膨脹半徑的存在也可能會導(dǎo)致機(jī)器人無法到達(dá)該點位，導(dǎo)致機(jī)器人放棄該預(yù)設(shè)點；所以需要提供一種方案以使機(jī)器人更為精準(zhǔn)地到達(dá)預(yù)設(shè)作業(yè)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種視覺與激光雷達(dá)融合的機(jī)器人精準(zhǔn)定位方法，用以實現(xiàn)提高機(jī)器人的定位精度，使得機(jī)器人更為精準(zhǔn)地到達(dá)該預(yù)設(shè)作業(yè)點進(jìn)行作業(yè)的技術(shù)效果。

本發(fā)明實施例提供了一種視覺與激光雷達(dá)融合的機(jī)器人精準(zhǔn)定位方法，包括：

步驟1，將機(jī)器人移動到預(yù)定位置并通過相機(jī)獲取作業(yè)點區(qū)域的第一圖像；

步驟2，根據(jù)預(yù)設(shè)標(biāo)記物分析所述第一圖像是否滿足預(yù)設(shè)要求；若所述第一圖像滿足預(yù)設(shè)要求，則執(zhí)行步驟3-5；若所述第一圖像不滿足預(yù)設(shè)要求，則執(zhí)行步驟6-7；其中，所述標(biāo)記物設(shè)置在作業(yè)點處，數(shù)量為大于1的奇數(shù)，且中心標(biāo)記物的中心與作業(yè)點的作業(yè)中心重合，所述標(biāo)記物為純色標(biāo)記物且與墻體顏色互為對比色；

步驟3，分析機(jī)器人的中心在平行于作業(yè)點所在墻面方向上，向作業(yè)中心移動的第一距離并進(jìn)行移動；

步驟4，通過激光雷達(dá)獲取雷達(dá)中心到作業(yè)中心的第二距離；根據(jù)所述第二距離、雷達(dá)中心與機(jī)器人外殼邊緣的第三距離以及預(yù)設(shè)安全距離分析機(jī)器人朝向作業(yè)中心移動的第四距離并進(jìn)行移動；

步驟5，獲取作業(yè)點區(qū)域的第二圖像，根據(jù)所述第二圖像分析機(jī)器人的中心偏移所述作業(yè)中心的第五距離是否在預(yù)設(shè)范圍；若所述第五距離在預(yù)設(shè)范圍，則重定位機(jī)器人后結(jié)束定位；否則，重新調(diào)整所述機(jī)器人的位置后再次執(zhí)行本步驟；

步驟6，重新調(diào)整機(jī)器人的位置，再次獲取作業(yè)點區(qū)域的第三圖像，分析預(yù)設(shè)調(diào)整次數(shù)內(nèi)所述第三圖像是否滿足預(yù)設(shè)要求；

步驟7，若預(yù)設(shè)調(diào)整次數(shù)內(nèi)，所述第三圖像滿足預(yù)設(shè)要求，則根據(jù)所述第三圖像分析機(jī)器人的中心在平行于所述作業(yè)點所在墻面方向上，向作業(yè)中心移動的第六距離并進(jìn)行移動；否則放棄調(diào)整。

進(jìn)一步地，所述步驟2包括：

步驟21，分析所述圖像中標(biāo)記物的數(shù)量是否等于作業(yè)點處所粘貼的數(shù)量；