[发明专利]移动机器人定位建图方法

摘要

本发明公开了一种移动机器人定位建图方法，涉及机器人定位技术领域。移动机器人定位建图方法包括初始化移动机器人的位置和各分辨率的栅格地图，估算各栅格地图中激光束末端被占用可能性，迭代求解最低分辨率的栅格地图中上一时刻到当前时刻移动机器人的位置变换数据，初始化粒子集，更新每个粒子中移动机器人的位置，选取目标粒子并扩充粒子集，扫描粒子集中粒子与对应栅格地图的匹配程度，计算扩充粒子集中粒子的权值，根据扩充粒子集中移动机器人的位置更新对应地图，选取备选粒子，更新最低分辨率的栅格地图。本发明公开的移动机器人定位建图方法解决了传统的基于粒子滤波SLAM系统由于轮式里程计误差导致定位误差较大，地图不精确的问题。

主权项

1.一种移动机器人定位建图方法，应用于移动机器人，所述移动机器人包括用于采集激光雷达数据的激光雷达以及用于采集里程计数据的编码器和陀螺仪，其特征在于，所述方法包括：初始化移动机器人的位置和各分辨率的栅格地图；根据获取到的上一时刻的移动机器人位置ξ_t‑1和当前时刻的激光雷达数据，估算出各栅格地图中激光束末端被占用可能性；构建每个栅格地图中激光束末端被占用可能性的最小二乘误差函数，并通过迭代算法得到最低分辨率的栅格地图中上一时刻到当前时刻移动机器人的位置变换数据Δξ；初始化粒子集，所述初始粒子集包括多个粒子，每个粒子中包括栅格地图和对应的移动机器人的位置；根据里程计的采样数据更新每个粒子中移动机器人的位置；从粒子集中选取权值最大的多个粒子作为目标粒子，其中对于权值相同的粒子按照随机方式进行选取；根据最低分辨率的栅格地图中上一时刻到当前时刻移动机器人的位置变换数据Δξ扩充目标粒子，得到扩充后的粒子集；扫描匹配扩充后的粒子集的每个粒子中激光雷达数据与对应的栅格地图的匹配程度；根据每个粒子中激光雷达数据与对应的栅格地图的匹配程度，得到扩充后的粒子集中每个粒子的权值，其中，当扩充后的粒子集中的有效粒子低于预先设定的阈值时，对扩充后的粒子集中的粒子进行重采样；根据扩充后的粒子集中每个粒子中移动机器人的位置更新对应的地图，得到多个更新后的地图；选取与多个更新后的地图所对应的多个粒子中权值最大的粒子作为备选粒子，得到所述备选粒子中移动机器人在对应的栅格地图中的位置ξ′_t；依据所述位置变换数据Δξ和所述上一时刻的移动机器人位置ξ_t‑1更新移动机器人的当前位置，并将更新后的所述当前位置与对应栅格地图的匹配程度同所述位置ξ′_t与对应栅格地图的匹配程度进行比较，选择其中匹配程度最高所对应的位置更新各分辨率的栅格地图。