[发明专利]移动机器人的位姿丢失检测与重定位系统及机器人

说明书

本发明提出一种移动机器人的位姿丢失检测与重定位系统及机器人，该系统包括：数据获取模块，用于获取移动机器人所处环境的地图、机器人周围环境的障碍物信息和机器人上搭载的传感器的数据；定位模块，用于得到移动机器人在地图中的位姿；判断模块，用于根据传感器采集的数据和地图数据判断移动机器人定位信息是否错误，即定位模块输出的位姿与机器实际的位姿是否一致；重定位模块，用于在移动机器人发生定位信息错误时，根据预设的重定位算法对移动机器人进行重定位，得到机器人的正确位姿。本发明能够有效地找回移动机器人的位姿，提升建图和定位算法的鲁棒性，延长地图的有效期。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种移动机器人的位姿丢失检测与重定位系统及机器人。

背景技术

目前的移动机器人的建图和定位算法中机器人的位姿经常丢失，即机器人定位错误。常见的策略通常是重新建图，找回对应新地图坐标的位姿。但是这样会导致地图频繁更换，不能长久保存地图，历史工作与新地图不匹配，且此时用户相对于地图的交互操作也将随之失效，为用户带来诸多不便。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种移动机器人的位姿丢失检测与重定位系统，该系统能够有效地找回移动机器人的位姿，提升建图和定位算法的鲁棒性，延长地图的有效期。

本发明的第二个目的在于提出一种机器人。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种移动机器人的位姿丢失检测与重定位系统，包括：数据获取模块，用于获取所述移动机器人所处环境的地图、机器人周围环境的障碍物信息和机器人上搭载的传感器的数据；定位模块，用于得到所述移动机器人在地图中的位姿；判断模块，用于根据所述传感器采集的数据和所述地图数据判断所述移动机器人定位信息是否错误，即定位模块输出的位姿与机器实际的位姿是否一致；重定位模块，用于在所述移动机器人发生定位信息错误时，根据预设的重定位算法对所述移动机器人进行重定位，得到所述机器人的正确位姿。

另外，根据本发明上述实施例的移动机器人的位姿丢失检测与重定位系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述的数据获取模块中，获取周围环境障碍物信息的方法包括：通过测距传感器获取所述机器人周围的障碍物与机身的距离，包括旋转的激光雷达，和/或线阵的激光测距模块，和/或面阵的激光测距模块，和/或双目视觉测距模块；和/或，通过图像传感器获取所述机器人周围环境的图像信息。

在一些示例中，所述判断模块用于：比较所述传感器采集的数据与所述地图数据的相似度；如果相似度低于第一阈值，则判定所述移动机器人发生位姿丢失。

在一些示例中，所述判断模块还用于：判断所述移动机器人是否离地，和/或判断所述移动机器人是否发生碰撞，和/或判断所述移动机器人是否轮子打滑；如果是，则判定所述移动机器人发生位姿丢失。

在一些示例中，所述重定位模块用于将所述传感器采集的数据与所述地图进行匹配，以对所述移动机器人进行重定位，具体包括：根据所述传感器采集的数据和所述移动机器人的预测位姿得到所述移动机器人的位姿的概率分布；分别对每个位姿进行采样，得到每个位姿与所述地图的相似度；根据所述相似度，对所述位姿的概率分布进行多次调整，得到与所述地图的相似度大于第二阈值的备选位姿；根据所述备选位姿得到所述移动机器人的最终位姿。

在一些示例中，所述根据所述备选位姿得到所述移动机器人的最终位姿，包括：当所述备选位姿为一个时，将所述备选位姿作为所述最终位姿；当所述备选位姿为多个时，获取所述移动机器人分别在多个备选位姿下进入其他预设环境后的新的位姿，并将得到的多个新的位姿下对应的传感器的采集数据与所述地图进行匹配，并将匹配度最高时对应的位姿作为所述最终位姿。