[发明专利]基于粒子自收敛的移动机器人重定位方法

说明书

本发明适用于机器人定位技术领域，提供了一种基于粒子自收敛的移动机器人重定位方法，包括：S1、基于栅格地图生成格网粒子集合set_a，格网粒子集合set_a由格网粒子组成，格网粒子即为各格网点p_i(x_i,y_i)的最优位姿；S2、更新格网粒子集合set_a中的粒子及对应的打分；S3、对格网粒子集合set_a中的粒子进行重采样，将重采样的粒子复制至新的粒子集合set_b，粒子集合set_b中的粒子权重相等，S4、计算粒子集合set_b中所有粒子的位姿标准差，检测是否所有粒子的位姿标准差都小于预设的阈值，若检测结果位是，将粒子集合中set_b所有粒子的平均位姿作为机器人的当前重定位的位姿，若检测结果为否，则执行步骤S2。在机器人丢失位姿后，无需人工干预下，能快速、准确的恢复机器人的位姿，即重定位。

技术领域

本发明属于机器人定位技术领域，提供了一种基于粒子自收敛的移动机器人重定位方法。

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，移动机器人定位导航常用的传感器有磁导航、摄像机和激光雷达等。其中磁导航的导航路径单一，不利于扩展和更改，使用的局限性较大。基于视觉的定位导航方法受光源条件影响大，稳定性和精度较差，无法让移动机器人进行稳定、精密的操作。基于激光雷达的定位导航方法可以分为基于反光板的定位导航方法和基于轮廓的定位导航方法，其中基于反光板的定位导航方法需要在环境中布设大量的路标，应用场景受限制较多。基于轮廓的定位导航方法由于路径灵活、不需要布置人工标志，越来越广泛的应用在移动机器人定位导航中。而现有基于轮廓的定位导航方法，在移动机器人出现打滑漂移、人为移动、重启或关机等情况时，会导致机器人定位失败，需要进行重定位，因此移动机器人的重定位问题在基于轮廓的定位导航应用中至关重要。

现有的重定位问题解决方案主要包含如下三种：1)让机器人回到初始位置，定位失败后，人为的将机器人推到初始位置重新开机；2)对比机器人定位导航的地图和真实环境，人工标记机器人位姿；然而这些方案在实际应用过程中都存在一定的问题：上述方案都需要人工干预，无法保证重定位的效率和准确性。

发明内容

本发明实施例提供一种基于粒子自收敛的移动机器人重定位方法，在移动机器人在重新开机、打滑或其他原因导致位姿丢失的状态下，自动快速且准确的恢复机器人的位姿。

本发明是这样实现的，一种基于粒子自收敛的移动机器人重定位方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、基于栅格地图生成格网粒子集合set_a，格网粒子集合set_a由格网粒子组成，格网粒子即为各格网点p_i(x_i,y_i)的最优位姿；

S2、更新格网粒子集合set_a中的粒子及对应的打分；

S3、对格网粒子集合set_a中的粒子进行重采样，将重采样的粒子复制至新的粒子集合set_b，粒子集合set_b中的粒子权重相等，

S4、计算粒子集合set_b中所有粒子的位姿标准差，检测是否所有粒子的位姿标准差都小于预设的阈值，若检测结果位是，将粒子集合中set_b所有粒子的平均位姿作为机器人的当前重定位的位姿，若检测结果为否，则执行步骤S2。

进一步的，格网粒子集合set_a的生成方法具体包括如下步骤：

S11、在栅格地图上每隔设定距离Δd取一个格网点p_i(x_i,y_i)；

S12、检测取格网点所在的栅格是否被障碍物占据；