[发明专利]一种基于激光扫描数据定位机器人位置的方法和系统

权利要求书

1.一种基于激光扫描数据定位机器人位置的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，基于激光扫描数据获取点云集合，并获取所述点云集合在X轴、Y轴、Z轴上的直方图分布信息；

步骤2，基于所述直方图分布信息获取所述点云集合的均匀采样尺度，并基于所述均匀采样尺度对所述点云集合进行均匀采样；

步骤3，针对均匀采样后的所述点云集合中的每个点构造局部坐标系，并基于所述局部坐标系获取用于计算机器人位置的转换矩阵；

步骤4，基于点云集合的中心点坐标、所述转换矩阵，计算机器人位置；

所述步骤2还包括：

基于所述直方图分布信息，获取所述直方图中在X轴、Y轴、Z轴方向上超过设定阈值的点分布范围，获取在X轴、Y轴、Z轴上均等分所述点分布范围的尺寸L1、L2、L3，以L1、L2、L3的均值作为均匀采样尺度对所述点云集合进行均匀采样；

其中，所述点分布范围是在X轴、Y轴、Z轴三个方向上直方图分布的峰值左右区域占75％的部分；

所述步骤1还包括：

滤除所述点云集合中的孤立点，并获取滤除孤立点后的点云集合在X轴、Y轴、Z轴上的直方图分布信息。

2.如权利要求1所述的定位机器人位置的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

计算所述点云集合中每个点的SHOT特征向量；

基于每个点的SHOT特征向量筛选出所述点云集合中的彼此距离小于等于距离阈值的配对点；

获取将各配对点中的一个点变换到另一个点的转换矩阵，并将该转换矩阵作为用于计算机器人位置的转换矩阵。

3.如权利要求1所述的定位机器人位置的方法，其特征在于，所述步骤4还包括：

将所述点云集合的中心点坐标除以所述转换矩阵，得到的坐标即为机器人位置。

4.一种基于激光扫描数据定位机器人位置的系统，其特征在于，所述系统包括：

点云集合获取模块，用于基于激光扫描数据获取点云集合；

直方图获取模块，用于获取所述点云集合在X轴、Y轴、Z轴上的直方图分布信息；

均匀采样模块，用于基于所述直方图分布信息获取所述点云集合的均匀采样尺度，并基于所述均匀采样尺度对所述点云集合进行均匀采样；

局部坐标系构造模块，用于针对均匀采样后的所述点云集合中的每个点构造局部坐标系；

转换矩阵计算模块，用于基于所述局部坐标系获取用于计算机器人位置的转换矩阵；

位置计算模块，用于基于点云集合的中心点坐标、所述转换矩阵，计算机器人位置；

所述均匀采样模块还用于：

基于所述直方图分布信息，获取所述直方图中在X轴、Y轴、Z轴方向上超过设定阈值的点分布范围，获取在X轴、Y轴、Z轴上均等分所述点分布范围的尺寸L1、L2、L3，以L1、L2、L3的均值作为均匀采样尺度对所述点云集合进行均匀采样；

其中，所述点分布范围是在X轴、Y轴、Z轴三个方向上直方图分布的峰值左右区域占75％的部分；

所述直方图获取模块还用于：

滤除所述点云集合中的孤立点，并获取滤除孤立点后的点云集合在X轴、Y轴、Z轴上的直方图分布信息。

5.如权利要求4所述的定位机器人位置的系统，其特征在于，转换矩阵计算模块还用于：

计算所述点云集合中每个点的SHOT特征向量；

基于每个点的SHOT特征向量筛选出所述点云集合中的彼此距离小于等于距离阈值的配对点；

获取将各配对点中的一个点变换到另一个点的转换矩阵，并将该转换矩阵作为用于计算机器人位置的转换矩阵。

6.如权利要求4所述的定位机器人位置的系统，其特征在于，所述位置计算模块还用于：

将所述点云集合的中心点坐标除以所述转换矩阵，得到的坐标即为机器人位置。