[发明专利]基于二维激光Slam和Tag标签的移动机器人精确定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动机器人自动导航和定位的技术领域，尤其涉及的是一种基于二维激光Slam和Tag标签的移动机器人精确定位方法。

背景技术

移动机器人是一种需要在复杂的环境下工作，具有自主规划和自适应能力机器人。基于激光Slam(同时定位和构建地图)技术的复合移动抓取机器人是智能移动机器人中的一种。该机器人的运动不需要设置相应的轨道，不需要铺设磁条，不需要外部的辅助设备即可完成室内定位以及自动行走及导航功能。具体是通过激光扫描室内环境，实时获取室内环境信息，并保存成地图。机器人在移动过程中需依赖存储后的地图信息，并依据实时位置所扫描的实际信息进行计算，最终规划出一种可以实时避障和导航的路线，并控制机器人按照计算好的路线驱动机器人行走，最终实现自动导航、实时定位以及实时避障的功能。

Slam导航方法存在很多优势，尤其在环境复杂和多变的情况下，但是也有一定的缺点。比如，Slam技术使得机器人为了更好的实现定位和导航的功能，在建图完成之后，之后每次启动需要根据建图时候的起始位置来启动机器人，并且尽可能的保证机器人启动的位置、姿态和建图的时候相同，这样非常浪费人力，并且有很多潜在的问题，比如，在行驶途中断电，并且人为很难记住初始位置。如果采用专利号为201510644986.0的《一种基于SLAM导航移动机器人的全局定位方法》，该方法计算过程异常繁杂，并且有较大概率存在全局定位不准确的情况，这将直接导致接下来的导航等后续功能无法实施。并且，目前很多Slam的研究机构和厂商都在提高Slam建图精度的算法上做文章，但是不可否认的是，在目前Slam建图算法，以及添加外部传感器，例如深度相机和陀螺仪以及高精度编码器等，也很难将机器人控制到一个很高的重复定位精度，一般最高能到50mm范围，这无法满足高精度的工业应用，例如3C等产业中的实际应用。

因此，提供一种基于二维激光Slam和Tag标签的移动机器人精确定位方法是具有重要意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种方法简单、鲁棒性好、定位精度高的基于二维激光Slam和Tag标签的移动机器人精确定位方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种基于二维激光Slam和Tag标签的移动机器人精确定位方法，包括以下步骤：

设置Tag标签的位置；

通过激光Slam扫描建立地图；

存储地图信息到服务器；

机器人进行导航；

到达目标点后进行精确定位；

执行任务完成后返回起始点。

优选地，在设置Tag标签的位置的步骤中，还包括：

在机器人运行过程中停留的地方设置标签；

在机器人最终位置处设置标签。

优选地，在通过激光Slam扫描建立地图的步骤采用的是二维激光Slam中的Gmapping算法。

优选地，在通过激光Slam扫描建立地图的步骤基于的是ROS系统。

优选地，在存储地图信息到服务器的步骤中，存储的地图信息包括Tag点对应的地图信息。

优选地，在机器人进行导航的步骤中，机器人导航利用的是Navigaton导航包。

优选地，在到达目标点后进行精确定位的步骤中，还包括：

移动机器人到达指定位置，Tag进入Tag传感器视野；

切换到精确定位流程；

放弃Slam导航过程。

优选地，在执行任务完成后返回起始点的步骤中，还包括：

用户给定信号；

实现从精定位到Slam导航的切换。

优选地，在执行任务完成后返回起始点的步骤中，还包括：

机器人执行完成任务并触发信号；

实现从精定位到Slam导航的切换。

优选地，在执行任务完成后返回起始点的步骤中，还包括：

断电或者故障重启；

机器人移动到最近的Tag标签处，实现后续导航任务。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明通过采用将Slam和Tag标签的复合定位和导航方法，即在支持Slam导航方式的移动机器人中设置有一个Tag标签传感器，该传感器可以读取在视野范围内的Tag标签，并获得到基于该标签中心位置的相对坐标和旋转角度，以及Tag的ID值，其ID值是在全局范围内唯一，根据需要的定位精度范围，选择合适的视野范围的Tag传感器，从而实现移动作业机器人在工业中的导航和精确定位，方法简单、鲁棒性好，定位精度高。