[发明专利]融合折角板和占据栅格的混合导航地图构建方法及系统

说明书

本发明适用于地图构建技术领域，提供了一种融合折角板与占据栅格的混合导航地图构建方法，具体如下：S1、检测当前帧中是否存在折角板，若检测结果为是，执行步骤S2，若检测结果为否，执行步骤S3；S2、基于折角板来计算激光雷达当前在地图坐标系中的位姿，并基于激光雷达当前在地图坐标系中的位姿来更新栅格地图及折角板地图；S3、将当前帧的扫描数据与栅格地图进行匹配，获取激光雷达的当前在地图坐标系中位姿，并基于激光雷达在地图坐标系中的位姿来更新栅格地图。在需要精确定位的区域利用折角板构建精度较高的地图，便于获取高精度的位姿信息，在不方便布设折角板或者不需要精定位的区域构建栅格地图，基于栅格地图进行定位，普适性更强。

技术领域

本发明属于地图构建技术领域，提供了一种融合折角板及占据栅格的混合导航地图构建方法及系统。

背景技术

随着社会的发展和技术的进步，移动机器人越来越深的介入到人类的日常生活中，例如家庭中的清洁机器人、工厂中的搬运机器人以及餐馆中的送餐机器人等。移动机器人想要实现上述功能必须准确的知道自身所在的位置，即实时定位。而移动机器人实时定位的先决条件是建立地图，这是机器人导航和其它智能行为的关键。激光雷达传感器因为测量精度高、不受光照条件影响等优点，被广泛的应用于移动机器人定位导航中。基于激光雷达的定位导航方法可以分为基于反光标识的定位导航方法和基于轮廓的定位导航方法，其中基于反光标识的激光雷达定位导航方法有着精度高、稳定性好等优点，但是有些场景可能会不方便布设反光标识，此外大量布设反光标识会增加成本。

发明内容

本发明实施例提供一种融合折角板及占据栅格的混合导航地图构建方法，在不方便布置反光标识的区域构建栅格地图，基于栅格地图进行定位，增加普适性。

本发明是这样实现的，一种融合折角板与占据栅格的混合导航地图构建方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、检测当前帧中是否存在折角板，若检测结果为是，执行步骤S2，若检测结果为否，则执行步骤S3；

S2、基于折角板来计算激光雷达当前在地图坐标系中的位姿，并基于激光雷达当前在地图坐标系中的位姿来更新栅格地图及折角板地图；

S3、将当前帧的扫描数据与栅格地图进行匹配，获取激光雷达的当前在地图坐标系中位姿，并基于激光雷达在地图坐标系中的位姿来更新栅格地图。

进一步的，折角板的检测方法具有包括如下步骤：

S11、当前帧扫描数据从最小扫描角到最大扫描角顺序输出，依次顺序提取N条满足长度阈值的线段：

S12、遍历N条线段，计算任意相邻两条线段的长度及两条线段的首尾距离，两条线段的首尾距离是指第一条线段的尾部距第二条线段头部的距离Dist，将满足L1-L2小于阈值，Dist小于预设阈值的两相邻线段点集执行步骤S13，其中，L1、L2分别是指第一条线段和第二条线段的距离。

S13、计算两相邻线段的夹角θ，及夹角θ与折角板夹角的差值，若该差值位于允许的偏差范围，则认定该相邻线段即为折角板两面板的投影线段；

S14、计算各折角板中第一条线段的剔除比例系数div，基于剔除比例系数div在第一点段的尾部来剔除属于第二线段的点集，并执行步骤S15；

S15、对各折角板的两相邻线段分别进行RANSAC内点提取，找到内点最多的两条直线，对内点进行直线拟合，形成折角板两面板的投影线段，计算各折角板两面板投影线段的交点p′(x′,y′)及折角板两面板投影线段的矢量v₁′(x₁′,y₁′),v₂′(x₂′,y₂′)。

进一步的，所述S11中的线段提取方法具体如下

S111、基于当前帧的前两点来计算线段L；