[发明专利]移动机器人的定位方法、系统、装置及移动机器人

说明书

本申请公开一种移动机器人的定位方法、系统、装置及移动机器人，其中，定位方法包括：获取移动机器人在一物理空间内拍摄的当前图像；获取第一图像与当前图像相匹配的至少一对第一图像特征集，以及当前图像与第二图像中相匹配的至少一对第二图像特征集；根据至少一对第一图像特征集在第一图像和当前图像中的位置关系，至少一对第二图像特征集在第二图像和当前图像中的位置关系，以及第一图像与第二图像对应的拍摄位置在物理空间的空间坐标系中的坐标信息之间的位置关系，确定机器人的当前位置的坐标信息。本申请无需实时获取图像并进行特征匹配，有效地简化了计算处理，提高了定位效率。

技术领域

本申请涉及定位技术领域，尤其涉及一种移动机器人的定位方法、系统、装置及移动机器人。

背景技术

目前移动机器人的定位技术主要分为如下几种：基于航位推算(Dead Reckoning，DR)的定位、基于地图匹配的定位、以及基于视觉的定位等。

其中，基于航位推算的定位通常利用惯性测量单元(Inertial MeasurementUnit，IMU)和安装在机器人轮组中的里程计，测量移动机器人在移动过程中的加速度和角速度等数据，并利用这些数据的增量进行累计，以此推导移动机器人在某一时刻相对于开始时刻的相对位置，从而实现对移动机器人的定位。然而，这种方式存在误差累积的问题，即累计误差会随着时间逐渐增大。若没有额外的定位数据帮助修正，最终会导致对移动机器人的定位失败。

其次，基于地图匹配的定位利用移动机器人上的传感器探测周围环境，构建局部地图，并将其与预先存储的完整地图进行匹配，从而获得当前时刻移动机器人在整个环境中的位置。然而，这种方式受限于环境布局，仅能适用于结构相对简单的环境。

再者，基于视觉的定位通常移动机器人上的摄像头探测周围的环境，并结合视觉SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)技术，通过图像特征的匹配构建环境地图，以确定移动机器人的移动轨迹和位姿。然而，这种方式对移动机器人的计算能力和存储空间有着非常高的要求。

发明内容

鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种移动机器人的定位方法、系统、装置及移动机器人，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请公开一种移动机器人的定位方法，包括：获取所述移动机器人在一物理空间内拍摄的当前图像；获取第一图像与当前图像相匹配的至少一对第一图像特征集，以及当前图像与第二图像中相匹配的至少一对第二图像特征集；其中，所述第一图像、第二图像、及当前图像对应的拍摄位置不共线；根据所述至少一对第一图像特征集在所述第一图像和当前图像中的位置关系，所述至少一对第二图像特征集在第二图像和当前图像中的位置关系，以及所述第一图像与第二图像对应的拍摄位置在所述物理空间的空间坐标系中的坐标信息之间的位置关系，确定所述移动机器人的当前位置的坐标信息。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述根据所述至少一对第一图像特征集在所述第一图像和当前图像中的相对位置关系，所述至少一对第二图像特征集在第二图像和当前图像中的位置关系，以及所述第一图像与第二图像对应的拍摄位置在所述物理空间的空间坐标系中的坐标信息之间的位置关系，确定所述移动机器人的当前位置的步骤包括：根据所述第一图像和第二图像的拍摄位置的所述坐标信息、所述第一图像特征集之间的像素位置关系、以及第二图像特征集之间的像素位置关系得到所述当前位置分别相对所述第一图像和第二图像的拍摄位置的第一方位信息和第二方位信息；根据所述第一方位信息、第二方位信息、及所述第一图像和第二图像的拍摄位置的间距，得到所述当前位置的坐标信息。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述第一图像和第二图像中是在所述移动机器人的移动期间由摄像装置所拍摄的；或者，所述第一图像和第二图像来自于所述物理空间的地图数据库。