[发明专利]一种基于三维激光栅格的定位方法以及机器人自主充电方法

摘要

本发明公开了一种基于三维激光栅格的定位方法以及机器人自主充电方法，属于智能机器人技术领域。本发明的定位方法用于机器人进入充电房进行充电时的定位，包括以下步骤：判断机器人是否已进入充电房的步骤；对机器人进行粗定位的步骤；对机器人进行精定位的步骤；确定机器人的坐标的步骤。采用本发明的方法，适用于无轨式导航定位中的机器人自主充电，实现整个充电过程的自动化、智能化；不论充电房墙壁是否平整，都可以具有很高的导航定位精度。

主权项

1.一种基于三维激光栅格的定位方法，用于机器人进入充电房进行充电时的定位，其特征在于，包括以下步骤：判断机器人是否已进入充电房的步骤：在充电房中机器人正前方墙面、左边墙面和右面墙面建立三维激光栅格；当根据机器人的三维激光传感器扫描所述墙面所得三维激光数据获取到标准特征栅格时，认为机器人已进入充电房；对机器人进行粗定位的步骤：在机器人向目标位姿移动的过程中将每一帧来自机器人的三维激光传感器的三维激光数据处理成激光点云数据后，将三维栅格空间中的激光点云数据投射到二维激光栅格平面上，根据所述二维平面上的连续两帧激光数据中位姿计算机器人位移速度和旋转速度，并通过前一帧位姿、位移速度和旋转速度计算下一帧的预测位姿初值；根据最新接收的里程计数据和最新接收的惯性导航数据对预测位姿初值进行校正得到位姿的估计值；计算定位扫描窗口大小，根据定位扫描窗口大小确定各地图栅格上各扫描角度的位姿，作为所有可能的候选位姿；每得到一帧来自机器人的二维激光传感器的激光数据后，计算各扫描角度下各激光反射点在地图坐标系中的坐标；并结合地图数据计算各扫描角度下各激光反射点对应的地图栅格在地图坐标系中的坐标，作为各扫描角度的离散扫描数据；计算各可能的候选位姿的置信度，选择置信度分值最高的位姿作为机器人最优位姿估计，即机器人当前位姿；对机器人进行精定位的步骤：根据所述机器人当前位姿和目标位姿判断机器人是否已到达距离目标位姿指定范围内；由三维激光数据获得充电房左墙面、右墙面和充电房门在指定高度对应的直线；确定机器人的坐标的步骤：根据所述直线的交点获得关键点；根据所述关键点与机器人间的相对位置确定机器人的坐标。