[發明專利]一種機器人導航與定位方法、系統、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202011344552.6
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112629520A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 石碰;杜佳佳;周成成;蔣濤;左昉;林福宏
• 申請（專利權）人: 北京集光通達科技股份有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20;G01S17/89;G01S17/93;G06F16/29;G06K9/62;G06K17/00;G06T7/13;G06T7/73
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 趙萬凱

本申請涉及一種機器人導航與定位方法、系統、設備及存儲介質,涉及機器人導航技術領域。所述方法采用RFID定位技術獲取機器人的絕對位置信息，通過視覺定位獲取相對位置信息，將絕對定位信息和相對定位信息這兩種不同信息源的數據融合在一起，達到了優勢互補的效果，實現了機器人的高精度定位。采集機器人周圍的環境圖像，并結合所述機器人的精確位置信息得到導航地圖和障礙物地圖；將導航地圖和障礙物地圖進行融合，獲得標注有障礙物高度信息的地形測繪圖。將地形測繪圖中的障礙物高度信息和預先設置的障礙物閾值進行比較，從而輸出控制指令，機器人通過地形測繪圖實現精確導航和有效回避障礙物，準確率高，魯棒性好，且易于實現。

技術領域

本申請涉及機器人導航技術領域，尤其是涉及一種機器人導航與定位方法、系統、設備及存儲介質。

背景技術

隨著機器人技術高速發展，越來越多的智能機器人出現在我們的日常生活中。近年來，智能機器人已成為高技術領域內具有代表性的戰略目標。機器人技術的出現和發展，不但使傳統的工業生產面貌發生根本性的變化，而且將對人類的社會生活產生深遠的影響。

自主定位導航是機器人實現智能化的前提之一，是賦予機器人感知和行動能力的關鍵因素。機器人在進行任務操作時，當工作環境發生變化時機器人需要在變換的環境中獲知自己在當前環境的位置，從而能夠準確地執行任務。但是由于生活環境的復雜性，環境隨時改變，受外界影響、干擾較多，而人們對位置服務又有迫切的需求，所以機器人的精準導航與定位成為了一大難點。

發明內容

為了便于實現移動機器人的精準導航與定位，本申請提供了一種機器人導航與定位方法、系統、設備及存儲介質。

第一方面，本申請提供的一種機器人導航與定位方法，采用如下的技術方案。

一種機器人導航與定位方法，包括：

獲取機器人的絕對位置信息和相對位置信息；

將所述機器人的絕對位置信息和相對位置信息融合，得到機器人的精確位置信息；

采集機器人的工作環境圖像，并結合所述機器人的精確位置信息得到導航地圖和障礙物地圖；

將所述導航地圖和障礙物地圖進行融合，獲得標注有障礙物高度信息的地形測繪圖；

根據所述地形測繪圖中的障礙物高度信息判斷機器人是否進行翻越或轉向回避。

通過采用上述技術方案，獲取機器人的絕對位置信息和相對位置信息，將絕對定位信息和相對定位信息這兩種不同信息源的數據融合在一起，達到了優勢互補的效果，實現了機器人的高精度定位。根據導航地圖和障礙物地圖得到地形測繪圖，地形測繪圖中標注有所有障礙物的高度信息，導航過程中將地形測繪圖中的障礙物高度信息和預先設置的障礙物閾值進行比較，判斷機器人進行翻轉或者避讓障礙物，從而輸出控制指令實現機器人的精確導航。

可選的，所述機器人的絕對位置信息的獲取過程為：

建立初始粒子集，設定每個粒子的初始位姿，其中一個粒子位姿對應一個機器人位姿；

對于每個粒子t-1時刻的位姿，預測每個粒子t時刻的位姿；

構建t時刻粒子總權重與可讀性權重和相位差權重的關系式，獲得t時刻每個粒子的總權重；

利用t時刻每個粒子的總權重和粒子位姿計算機器人t時刻的位姿，得到所述機器人的絕對位置信息。

通過采用上述技術方案，本申請使用的RFID技術將靈敏度高的相位差信息和可讀性相結合，結合粒子濾波定位算法和基于相位差的觀測模型實現所述機器人的絕對定位，從而獲得機器人的聚堆位置信息，由此解決高精度、稀疏標簽分布情況下的機器人定位的技術問題。

可選的，所述機器人的相對位置信息的獲取過程為：

獲取目標物體圖像和期望的目標物體圖像，通過活動輪廓得到實時獲取的目標物體邊緣輪廓和期望的目標物體邊緣輪廓；