[發(fā)明專利]自動移動設備的全局重定位方法以及裝置

在審

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• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113129379A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 崔錦;李想;譚楊;宋永博
• 申請（專利權）人: 同方威視技術股份有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G01S17/89;G06F16/29
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 杜立健

本發(fā)明涉及一種自動移動設備的全局重定位方法以及裝置。自動移動設備的全局重定位方法包括：柵格地圖獲取步驟，獲取當前檢測區(qū)域在多個層級的預設分辨率下的柵格地圖；位姿數(shù)據(jù)獲取步驟，基于自動移動設備上的距離傳感器的檢測數(shù)據(jù)而獲取多組位姿數(shù)據(jù)；評分排序步驟，針對每組位姿數(shù)據(jù)，計算在最低分辨率下的柵格地圖中的預定位置的得分，并將所述位姿數(shù)據(jù)作為可行解按得分從大到小排序生成可行解集；以及最優(yōu)解搜索步驟，在第一個可行解的得分高于當前最低得分閾值時，以所述第一個可行解的位置為起點，在分辨率由低到高的柵格地圖中依次擴展來遞歸搜索最優(yōu)解。根據(jù)上述，能夠減少搜索數(shù)據(jù)量，提高搜索速度。

技術領域

本發(fā)明涉及自動移動設備的全局重定位方法以及裝置，特別涉及利用多分辨率地圖進行快速定位的自動移動設備的全局重定位方法以及裝置。

背景技術

隨著人工智能技術的發(fā)展，機器人的使用逐漸增多。機器人的全局重定位也是當前使用中經(jīng)常遇到的問題。在機器人關機后被人為移動位置、或者在定位過程中發(fā)生了定位丟失等情況下，為了準確地確定機器人在當前地圖中的位姿，根據(jù)機器人自身的傳感器的檢測數(shù)據(jù)，在全局地圖中進行搜索，重新獲取在當前地圖中的準確位姿。

目前機器人的全局重定位方法大體上可以分為基于激光雷達的全局重定位技術和基于視覺如攝像頭的全局重定位技術。

基于激光雷達的全局重定位技術包括以下兩種方法。一種是粒子濾波算法，在已知柵格地圖的全局生成隨機粒子，計算所有粒子的激光雷達數(shù)據(jù)與當前地圖的匹配程度，選取最優(yōu)粒子進行復制，移動機器人后再對所有粒子重新采樣，多次迭代后粒子群收斂的位置即為機器人真實位姿。另一種是通過使用當前雷達數(shù)據(jù)與當前的柵格地圖進行匹配的方式，如通過將整幀激光雷達數(shù)據(jù)進行特征提取，與人工定義的幾何特征進行匹配，或者將整幀激光雷達數(shù)據(jù)與地圖進行ICP（Iterative Closest Point，迭代最近點）匹配等。

基于視覺的全局重定位技術包括以下兩種方法。一種是通過對拍攝的圖片進行特征點提取，計算特征點和描述子的詞袋向量，將詞袋向量與提前訓練好的視覺詞典進行對比與匹配，找到符合要求的相似幀，從而進行全局重定位。另一種是通過神經(jīng)網(wǎng)絡的方法進行全局重定位。

但是，基于激光雷達進行粒子濾波進行全局重定位時，需要讓機器人不停的運動，直至粒子收斂，耗費時間長，而且還不一定能夠找到正確的位姿。另外，使用匹配的方法需要遍歷生成的每一個雷達數(shù)據(jù)，非常費時。

基于視覺的全局重定位技術雖然計算準確度較高，但是在分析圖像時需要很高的計算能力，需要更昂貴的計算設備。另外，目前大多數(shù)機器人的導航方式是使用激光雷達的，使用視覺方法進行全局重定位還需要引入一個攝像頭，這提高了生成成本與計算設備的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明考慮了上述問題，提出了一種自動移動設備的全局重定位方法以及裝置，以解決上述至少一個問題。

本發(fā)明的第一方面涉及一種自動移動設備的全局重定位方法，包括：柵格地圖獲取步驟，獲取當前檢測區(qū)域在多個層級的預設分辨率下的柵格地圖；位姿數(shù)據(jù)獲取步驟，基于自動移動設備上的距離傳感器的檢測數(shù)據(jù)而獲取多組位姿數(shù)據(jù)；評分排序步驟，針對每組位姿數(shù)據(jù)，計算在最低分辨率下的柵格地圖中的預定位置的得分，并將所述位姿數(shù)據(jù)作為可行解按得分從大到小排序生成可行解集；以及最優(yōu)解搜索步驟，在第一個可行解的得分高于當前最低得分閾值時，以所述第一個可行解的位置為起點，在分辨率由低到高的柵格地圖中依次擴展來遞歸搜索最優(yōu)解。