[发明专利]机器人定位方法、装置、机器人及存储介质

权利要求书

1.一种机器人定位方法，其特征在于，包括：

获取电梯内的直线特征，得到第一直线特征集，其中，所述直线特征包括线段的起始端点位置和结束端点位置；对所述第一直线特征集中的直线特征进行均值聚类，得到多个聚类子集；对各个所述聚类子集分别进行直线拟合，根据直线拟合的结果确定所述机器人在第二电梯坐标系中的第二坐标，其中，所述第二电梯坐标系的原点为拟合出的位于电梯内壁的直线与电梯内壁纵向中心线的交点，所述第二电梯坐标系的x轴与第一电梯坐标系的x轴平行且方向相同，所述第二电梯坐标系的y轴与所述第一电梯坐标系的y轴平行且方向相同，所述电梯内壁正对电梯门；

通过设置在所述机器人上的第一传感器获取电梯内的三维点云数据；对所述三维点云数据进行低通滤波；以机器人坐标系为基准，对低通滤波后的三维点云数据进行平面特征提取，得到平面特征集，其中，所述机器人坐标系为以机器人的几何中心为坐标原点的右手坐标系，且所述机器人坐标系的x轴正向朝向所述机器人的正前方，其中，所述平面特征包括平面的法向量和平面的面积；

以所述平面特征集中平面的法向量朝向所述机器人正面的任一法向量作为第一初始聚类质心，法向量朝向所述机器人的第一侧面的任一法向量作为第二初始聚类质心，以及法向量朝向所述机器人的第二侧面的任一法向量作为第三初始聚类质心，其中，所述机器人的第一侧面和第二侧面平行于所述机器人坐标系的坐标纵轴；

将所述平面特征集中的每个平面的法向量分别与所述第一初始聚类质心、所述第二初始聚类质心，和所述第三初始聚类质心进行比较；

若所述平面的法向量与所述第一初始聚类质心之间的夹角最小，则将该平面的法向量对应的平面特征计入第一初始聚类集；

若所述平面的法向量与所述第二初始聚类质心之间的夹角最小，则将该平面的法向量对应的平面特征计入第二初始聚类集；

若所述平面的法向量与所述第三初始聚类质心之间的夹角最小，则将该平面的法向量对应的平面特征计入第三初始聚类集；

分别以每个初始聚类集中平面的法向量的均值作为新的聚类质心，将所述平面特征集中每个平面的法向量分别与所述新的聚类质心进行比较，得到三个二次聚类集；

重复所述二次聚类集的聚类过程，直至得到的聚类集的聚类质心不再改变，得到k个平面聚类子集，其中，k≥2；

若所述k为3，根据三个聚类子集确定第一平面，第二平面和第三平面，其中，所述第三平面位于所述机器人的前方，所述第一平面和所述第二平面分别位于所述机器人的两侧；所述第一平面、第二平面和第三平面的面积为对应聚类子集中各个平面的面积之和，所述第一平面、第二平面和第三平面的法向量为对应平面聚类子集的聚类质心；

计算所述第一平面、第二平面和所述第三平面的重心在所述机器人坐标系中的坐标；

根据所述重心在所述机器人坐标系中的坐标确定所述第三平面所属的第三电梯平面的中心在所述机器人坐标系中的坐标；

对所述第三电梯平面的中心在所述机器人坐标系中的坐标进行坐标转换，得到所述机器人在第一电梯坐标系中的第一坐标，其中，所述第一电梯坐标系为以所述第三电梯平面的中心为坐标原点的右手坐标系，且所述第一电梯坐标系的x轴正向为所述第三电梯平面的法线方向；

若所述平面聚类子集的数量不为三个，则将所述第二坐标作为所述机器人在第一电梯坐标系中的最终坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对所述平面特征集中的平面特征按照所述平面的法向量进行聚类，得到k个平面聚类子集之前，还包括：

比较所述平面特征集中的每一平面的面积；

若所述平面特征集中的任一平面的面积小于预设面积阈值，则将该平面从所述平面特征集中删除。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据k个所述平面聚类子集的质心位置确定所述机器人在电梯内的位置之后，所述方法还包括：

按照如下公式对所述第一坐标和第二坐标进行加权计算，确定所述机器人在第一电梯坐标系中的最终坐标：

p₂＝ap₀+bp₁ (1)

其中，p₀为所述第一坐标，p₁为所述第二坐标，p₂为所述最终坐标；

所述a、b为权重，且a+b＝1。