[发明专利]一种机器人基于视觉角度纠正惯性角度的导航方法

权利要求书

1.一种机器人基于视觉角度纠正惯性角度的导航方法，其特征在于，包括：

步骤1、根据移动机器人的摄像头采集的图像信息计算确定移动机器人的位置坐标和视觉初始导航角度，再在移动机器人的位置坐标和视觉初始导航角度的基础上，在室内工作区域内设置出预设规划路径，并将视觉初始导航角度与预设纠正角度差值的和值配置为用于移动机器人的陀螺仪的初始导航角度；

步骤2、控制移动机器人开始沿着预设规划路径行走，使得移动机器人的陀螺仪在预设规划路径的起点位置处测得的角度等于初始导航角度；当移动机器人结束沿着预设规划路径行走时，控制移动机器人行走至预设的未遍历区域；其中，在移动机器人行走的过程中，每隔一个采样周期，对摄像头实时采集的图像信息中所计算确定的视觉采样角度和陀螺仪实时测得的惯性采样角度的差值进行低通滤波处理以获得滤波角度纠正值；

步骤3、在移动机器人行走至预设的未遍历区域之后，将地图角度校正值与步骤2最新获得的滤波角度纠正值的差值，更新替换步骤1所述的预设纠正角度差值，然后重复前述步骤，直到移动机器人遍历完室内工作区域；其中，地图角度校正值是陀螺仪实时测得的惯性采样角度与实时构建的栅格地图中标记方向的角度差值。

2.根据权利要求1所述机器人基于视觉角度纠正惯性角度的导航方法，其特征在于，所述在移动机器人行走的过程中，每隔一个采样周期，对摄像头实时采集的图像信息中所计算确定的视觉采样角度和陀螺仪实时测得的惯性采样角度的差值进行低通滤波处理以获得滤波角度纠正值的具体方法包括：

在移动机器人行走的过程中，在当前采样时刻，获取陀螺仪实时测得的惯性采样角度，并从摄像头实时采集的图像信息中计算确定出视觉采样角度，再将惯性采样角度减去视觉采样角度以获得采样角度差；

然后检测到采样角度差小于或等于预设弧度阈值时，通过分别对采样角度差与上一采样时刻获得的滤波角度纠正值配置相应的权重进行加权平均运算以获取当前采样时刻下的滤波角度纠正值；

其中，所述采样周期是当前采样时刻与上一采样时刻的是时间差值；采样角度差配置的权重是一阶滤波系数，上一采样时刻获得的滤波角度纠正值配置的权重是1与一阶滤波系数的差值。

3.根据权利要求2所述机器人基于视觉角度纠正惯性角度的导航方法，其特征在于，若当前采样时刻是第一次采样的时刻，则上一采样时刻获得的滤波角度纠正值是所述步骤1所述预设纠正角度差值。

4.根据权利要求2所述机器人基于视觉角度纠正惯性角度的导航方法，其特征在于，当所述当前采样角度差大于预设弧度阈值时，不控制当前采样角度差参与低通滤波处理，则经过一个采样周期之后，将小于或等于预设弧度阈值的所述采样角度差与最新获得的滤波角度纠正值配置相应的权重进行加权平均运算以获取对应采样时刻下的滤波角度纠正值；

其中，对应采样时刻下求得的所述采样角度差配置的权重是一阶滤波系数，最新获得的滤波角度纠正值配置的权重是1与一阶滤波系数的差值。

5.根据权利要求1至4任一项所述机器人基于视觉角度纠正惯性角度的导航方法，其特征在于，每执行一次所述步骤1，所述预设规划路径被设置在室内工作区域内的预先设置的一个未遍历的可通行房间区域内，使得所述视觉初始导航角度用于表示这个未遍历的可通行房间区域的边界分布的方位角度；

其中，所述预设规划路径沿着预设导航方向延伸至所处的可通行房间区域的边界；

其中，所述室内工作区域内存在一个或一个以上的可通行房间区域。

6.根据权利要求5所述机器人基于视觉角度纠正惯性角度的导航方法，其特征在于，所述可通行房间区域是矩形区域，预设导航方向包括与所述矩形区域的纵向边界平行的相反的两个方向、与所述矩形区域的横向边界平行的相反的两个方向，使得：移动机器人按照所述预设规划路径移动之前的位置是在所述矩形区域内时，所述视觉初始导航角度包括0度、90度、180度或270度。

7.根据权利要求6所述机器人基于视觉角度纠正惯性角度的导航方法，其特征在于，所述预设规划路径是弓字形路径，这个弓字形路径的直线段的长度值最大是预设直线长度值，所述预设导航方向与弓字形路径的直线段垂直。