[發(fā)明專利]一種反光板與激光SLAM融合的AGV定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011636143.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112629522B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周軍;趙一凡;周華章;皇攀凌;宋凱;高新彪;李留昭;楊旭浩
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);山東亞歷山大智能科技有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/16;G01C21/20;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: 趙敏玲

本公開提供一種反光板與激光SLAM融合的AGV定位方法及系統(tǒng)，涉及室內(nèi)移動機器人自主定位領(lǐng)域，一種反光板與激光SLAM融合的AGV定位方法及系統(tǒng)獲取環(huán)境中的激光點云數(shù)據(jù)并進行處理，利用反光板點云的數(shù)據(jù)構(gòu)建反光板地圖，利用激光點云數(shù)據(jù)構(gòu)建柵格地圖；依據(jù)反光板地圖和柵格地圖建立包含環(huán)境特征及反光板特征的融合地圖；基于融合地圖和運行數(shù)據(jù)，得到位姿變化量、匹配位姿和反光板定位位姿，并進行融合得到精確位姿。通過融合反光板定位和激光SLAM定位，基于激光SLAM的柵格地圖構(gòu)建和反光板地圖構(gòu)建，采用反光板與掃描匹配相融合的定位方法，能夠提高AGV智能化的同時得到穩(wěn)定的定位位姿。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及室內(nèi)移動機器人自主定位領(lǐng)域，特別涉及一種反光板與激光SLAM融合的AGV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公開相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

隨著科技的發(fā)展與進步，各種智慧工廠紛紛引入智能物流機器人來提高生產(chǎn)效率，工廠需要智能化程度高、定位精度高的AGV來滿足其正常生產(chǎn)工作，AGV小車裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)航裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)航路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能；AGV上裝備有自動導(dǎo)向系統(tǒng)，可以保障系統(tǒng)在不需要人工引航的情況下就能夠沿預(yù)定的路線自動行駛，將貨物或物料自動從起始點運送到目的地，但是精準(zhǔn)的自動導(dǎo)向系統(tǒng)依賴于在工作環(huán)境內(nèi)的精確定位。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前的激光SLAM(同步定位與建圖)定位方式具有智能化程度高、人機交互能力強、部署施工方便等性能，但定位精度低、抗干擾能力較差。而反光板定位精度高、抗干擾能力強，但實際使用中，需要鋪設(shè)大量的反光板，并且需對每個反光板的位置進行精確的測量，靈活性不高，智能化水平較低。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種反光板與激光SLAM融合的AGV定位方法及系統(tǒng)，通過融合反光板定位和激光SLAM定位，基于激光SLAM的柵格地圖構(gòu)建和反光板地圖構(gòu)建，采用反光板與掃描匹配相融合的定位方法，能夠提高AGV智能化的同時得到穩(wěn)定的定位位姿。

本公開的第一目的是提供一種反光板與激光SLAM融合的AGV定位方法，包括以下步驟：

獲取環(huán)境中的激光點云數(shù)據(jù)并進行處理，利用反光板點云的數(shù)據(jù)構(gòu)建反光板地圖，利用激光點云數(shù)據(jù)構(gòu)建柵格地圖；

依據(jù)反光板地圖和柵格地圖建立包含環(huán)境特征及反光板特征的融合地圖；

基于融合地圖和運行數(shù)據(jù)，得到位姿變化量、匹配位姿和反光板定位位姿，并進行融合得到精確位姿。

進一步地，通過在環(huán)境內(nèi)進行運動掃描，得到激光點云數(shù)據(jù)，并對其中的反光點云數(shù)據(jù)進行篩選。

進一步地，設(shè)置反光板點云的光強閾值，篩選出反光板點云；設(shè)置一幀激光雷達點云中反光板點云所占比例，去除噪點，實現(xiàn)反光板特征提取。

進一步地，利用建圖算法，通過激光點云數(shù)據(jù)及運動掃描過程中的線加速度，建立當(dāng)前環(huán)境下的柵格地圖和反光板地圖。

進一步地，利用回環(huán)檢測對地圖進行優(yōu)化，將柵格地圖、反光板地圖融合拼接，并標(biāo)注反光板位置。

進一步地，將AGV運動方向的偏航角及線加速度與AGV位置變化量融合，得到AGV增量式位姿變化量。

進一步地，將當(dāng)前幀點云與建立的柵格地圖進行優(yōu)化匹配，得到柵格地圖匹配的AGV位姿。

進一步地，將反光板點云與地圖中點云進行匹配，提取反光板的特征及坐標(biāo)，進行三角定位，得到反光板定位位姿。

本公開的第二目的是提供一種反光板與激光SLAM融合的AGV定位系統(tǒng)，采用以下技術(shù)方案：包括：