[發明專利]一種移動機器人定位方法和系統

有效

• 申請號: 202110592577.6
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113310484B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 余子衿;張漢燁
• 申請（專利權）人: 杭州艾米機器人有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20;G01C22/00;G01S17/86;G01S17/89;G01S7/48;G06V20/10;G06V10/22
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 張解翠

1.一種移動機器人定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

確定定位場景，在所述定位場景內貼裝視覺標識符，建立視覺標識符地圖；

在所述定位場景同時建立激光定位地圖；

獲取視覺標識符地圖定位數據和激光定位地圖的定位數據，并處理兩種定位數據，形成融合定位數據；

根據所述融合定位數據進行處理獲取或更新定位結果；

所述融合定位數據處理方法包括構建非線性檢測結果的優化：，使用梯度下降法獲得的更新：

；

其中表示的更新結果；

其中，；

；

設置激光檢測誤差為；當前誤差為，若，則將本次融合定位數據中的激光檢測數據丟棄；

所述融合定位數據處理方法包括：

獲取n個位姿的檢測結果，在k時刻估計的檢測值為：；

其中, 表示對應n個位姿檢測結果；

；表示對應n個位姿檢測結果的權重系數，其中所述權重系數滿足，誤差函數為。

2.根據權利要求1所述的一種移動機器人定位方法，其特征在于，所述定位方法包括視覺標識符地圖的初始化步驟：獲取機器人的當前位置，通過激光里程計建立臨時地圖，在所述臨時地圖內選取當前移動機器人未到達過的柵格點作為目標點進行移動，直到檢測到所述視覺標識符地圖中貼裝好的視覺標識符停止。

3.根據權利要求2所述的一種移動機器人定位方法，其特征在于，通過檢測到的視覺標識符計算移動機器人在定位地圖中的全局位姿：

其中表示視覺標識符在全局地圖中的位姿，表示激光里程計定位移動機器人在全局地圖中的位姿，從相機安裝位姿到機器人中心的坐標變化關系，表示相機坐標系下視覺標識符的位姿，所述相機安裝于機器人本體和運動機構。

4.根據權利要求1所述的一種移動機器人定位方法，其特征在于，所述視覺標識符地圖采用結構化數據存儲，所述結構化數據包括：視覺標識符編號id-視覺標識符位置xyz-視覺標識符姿態四元數Q-迭代優化次數N-最近一次優化或檢測的時間t。

5.根據權利要求1所述的一種移動機器人定位方法，其特征在于，所述定位方法還包括在對視覺標識符定位精度優化檢測方法：

其中，表示待優化的變量為李代數形式下表示的視覺標識符，用于表示移動機器人或移動機器人機構的空間位姿；是索引標號，指代第次對視覺標識符的檢測；表示的是設計的誤差函數；表示的是從視覺標識符到移動機器人或移動機器人機構的位姿變換關系，是的李代數表示形式，表示的是移動機器人或者移動機器人機構檢測到視覺標識符在地圖上的空間位姿，是李代數表示形式，表示的是視覺標識符在地圖上的空間位姿，是李代數表示形式，表示的是核函數，用來抑制檢測到的外點對優化系統的影響。

6.根據權利要求1所述的一種移動機器人定位方法，其特征在于，所述視覺標識符定位精度優化方法包括：

設置最大檢測次數;

記錄當前檢測次數為N，若,則優化完后N=N+1；

直到當前檢測次數N≥；

所述覺標識符定位精度優化方法包括：

周期性遍歷所述視覺標識符地圖，記錄檢測時移動機器人對應的地圖點；

當滿足

時，刪除記錄的地圖點；其中表示的是當前的時間，是在視覺標識符地圖中記錄的上次訪問或修改此時間對應的視覺標識符的時間，表示時間間隔。

7.一種移動機器人定位系統，其特征在于，所述定位系統采用上述權利要求1-6中任意一項所述的一種移動機器人定位方法。

8.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序可被處理器執行權利要求1-6中任意一項所述的一種移動機器人定位方法。