[发明专利]移动机器人重定位方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种移动机器人重定位方法、装置、设备及存储介质，其中方法包括获取环境图像，提取特征点和描述符，并进行特征点跟踪；基于传感器数据计算当前移动机器人位姿信息；选取关键帧，并计算关键帧用于重定位的特征向量；根据移动机器人的位姿信息和特征点跟踪信息计算特征点三维位置信息，构建稀疏化三维点云；保存关键帧相关信息和稀疏化三维点云信息作为历史地图；当触发重定位条件时，基于视觉传感器获取环境图像，提取特征点和描述符，并与历史地图中的三维点云进行匹配，根据匹配结果计算当前移动机器人在历史地图中的位姿信息，并判断重定位结果的准确性。本发明的方法计算量小，成本低，能实现高效准确的机器人重定位功能。

技术领域

本发明涉及机器人定位技术领域，尤其涉及一种移动机器人重定位方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

近年来，随着移动机器人相关技术的快速发展，扫地机器人的智能化水平越来越高，其中机器人的正确定位是机器人实现导航等功能的基础。如果机器人在正常工作时被移动到其他位置，或因碰撞等导致机器人丢失其当前的位置无法继续进行工作，则需要重新获取机器人当前的位置，即移动机器人重定位问题。通过视觉信息的引入，机器人在码盘IMU等传感器失效的情况下，可通过图像特征匹配等方法，将当前环境信息与历史地图进行匹配，快速获得机器人当前位置，从而使机器人的地图规划及导航算法更加的高效准确，而受限于移动机器人平台的计算力和传感器，传统的SLAM地图构建和重定位算法无法在计算效率和精度之间达到平衡。例如专利申请：202110253309.1，一种机器人重定位方法、装置、设备及存储介质，其采用第一3D点云的3D特征点和对应的第二3D点云的3D特征点作为一对匹配点对，然后进行一一匹配，其需要匹配的点比较多，且算法比较麻烦，运算效率低；且需要能获取深度的rgbd相机，成本也更高。

发明内容

本发明提供了一种移动机器人重定位方法、装置、设备及存储介质，用于解决机器人被移动、碰撞或其他问题导致的机器人位置丢失问题，实现高效准确的机器人重定位。

本发明采用的技术方案是：提供一种移动机器人重定位方法，包括：

获取环境图像，提取特征点和描述符，并进行特征点跟踪；

基于传感器数据计算当前移动机器人位姿信息；

选取关键帧，并计算关键帧用于重定位的特征向量；

根据移动机器人的位姿信息和特征点跟踪信息计算特征点三维位置信息，构建稀疏化三维点云；

保存关键帧相关信息和稀疏化三维点云信息作为历史地图；

当触发重定位条件时，基于视觉传感器获取环境图像，提取特征点和描述符，并与历史地图中的三维点云进行匹配，根据匹配结果计算当前移动机器人在历史地图中的位姿信息，并判断重定位结果的准确性。

作为移动机器人重定位方法的一种优选方式，所述基于传感器数据计算当前移动机器人位姿信息的方法包括：

基于惯性传感器和码盘得到移动机器人相对于前一时刻的旋转的角度和行进轮的移动距离，推导计算移动机器人实际相对前一时刻位置的移动距离，然后根据陀螺仪计算当前时刻移动机器人的朝向信息，并结合前一时刻移动机器人的位姿信息，得到当前时刻移动机器人的位姿信息。

作为移动机器人重定位方法的一种优选方式，所述选取关键帧的方法包括：

若当前时刻移动机器人相当于前一关键帧时刻的移动距离或旋转角度达到设定阈值时，记为关键帧。

作为移动机器人重定位方法的一种优选方式，所述计算关键帧用于重定位的特征向量的方法包括：

基于关键帧特征描述符计算词袋库DBoW2或DBoW3的特征向量。