[发明专利]一种基于多融合传感器的机器人空间定位方法和系统

权利要求书

1.一种基于多融合传感器的机器人空间定位方法，其特征在于，所述机器人搭载有毫米波雷达、激光雷达和双目视觉传感器，所述方法包括以下步骤：

初步定位步骤：由毫米波雷达对机器人四周环境发射连续的调频波，并接收回波信号，通过混频器将发射的调频波与接收的回波信号混合，生成混频信号；对毫米波雷达接收的混频信号进行采样和一维FFT处理，得到周围环境对象的第一距离信息，再对所述第一距离信息进行二维FFT处理，得到速度信息；

三维环境模型建立步骤：采用双目视觉传感器采集机器人四周环境图片，根据所述环境图片进行物体分割识别，计算与分割出的物体的第二距离，并根据所述第一距离信息进行联合校准，获取对物体的第三距离信息，进而建立周围环境的三维环境模型；

最终定位步骤：通过激光雷达向四周环境发射脉冲激光，根据激光信号返回时间，计算与四周物体的第四距离，以及机器人的实时位置移动量，根据所述第四距离，对所述三维环境模型中的第三距离信息进行联合校准，并根据机器人的实时位置移动量和三维环境模型，建立随机器人移动的三维环境地图。

2.根据权利要求1所述的一种基于多融合传感器的机器人空间定位方法，其特征在于，所述初步定位步骤还包括：在对混频信号进行采样和一维FFT处理后，还获取机器人相对于周围环境对象的角度信息，所述三维环境模型建立步骤还包括：根据所述角度信息，对所述三维环境模型的机器人角度进行调整。

3.根据权利要求1所述的一种基于多融合传感器的机器人空间定位方法，其特征在于，通过不同的设备进行所述联合校准前还包括对不同设备的坐标系进行转换。

4.根据权利要求1所述的一种基于多融合传感器的机器人空间定位方法，其特征在于，基于SLAM技术，建立所述三维环境模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于多融合传感器的机器人空间定位方法，其特征在于，三维环境模型建立步骤中，所述进行物体分割识别具体为：根据HSV颜色空间对所述双目视觉传感器采集到的四周环境图片的颜色进行预处理，基于物体的颜色特征，判断不同物体的饱和度区间和色调区间的阈值，从而划分不同的物体。

6.一种基于多融合传感器的机器人空间定位系统，安装在机器人上，其特征在于，所述机器人还搭载有毫米波雷达、激光雷达、双目视觉传感器和处理器，所述处理器分别连接所述毫米波雷达、激光雷达和双目视觉传感器，所述处理的空间定位处理过程包括以下步骤：

初步定位步骤：由毫米波雷达对机器人四周环境发射连续的调频波，并接收回波信号，通过混频器将发射的调频波与接收的回波信号混合，生成混频信号；对毫米波雷达接收的混频信号进行采样和一维FFT处理，得到周围环境对象的第一距离信息，再对所述第一距离信息进行二维FFT处理，得到速度信息；

三维环境模型建立步骤：采用双目视觉传感器采集机器人四周环境图片，根据所述环境图片进行物体分割识别，计算与分割出的物体的第二距离，并根据所述第一距离信息进行联合校准，获取对物体的第三距离信息，进而建立周围环境的三维环境模型；

最终定位步骤：通过激光雷达向四周环境发射脉冲激光，根据激光信号返回时间，计算与四周物体的第四距离，以及机器人的实时位置移动量，根据所述第四距离，对所述三维环境模型中的第三距离信息进行联合校准，并根据机器人的实时位置移动量和三维环境模型，建立随机器人移动的三维环境地图。

7.根据权利要求6所述的一种基于多融合传感器的机器人空间定位系统，其特征在于，所述初步定位步骤还包括：在对混频信号进行采样和一维FFT处理后，还获取机器人相对于周围环境对象的角度信息，所述三维环境模型建立步骤还包括：根据所述角度信息，对所述三维环境模型的机器人角度进行调整。

8.根据权利要求6所述的一种基于多融合传感器的机器人空间定位系统，其特征在于，通过不同的设备进行所述联合校准前还包括对不同设备的坐标系进行转换。