[发明专利]一种基于多导航模块的定位方法及移动机器人

权利要求书

1.一种基于多导航模块的定位方法，应用于移动机器人，其特征在于，所述移动机器人包括GPS导航模块、惯性导航模块、激光雷达导航模块；所述方法包括：

通过所述GPS导航模块获取所述移动机器人在t-1时刻以及t时刻的经纬度坐标，并转换至XY坐标系下坐标值；通过所述惯性导航模块在t-1时刻和t时刻对应的信号信息得出所述移动机器人的偏航角变化；获取所述激光雷达导航模块在t-1时刻和t时刻的扫描数据；

根据预先建立的所述移动机器人的运动学模型、所述移动机器人在t-1时刻和t时刻的坐标值、所述偏航角变化得出所述移动机器人在t时刻的惯导位姿；

根据所述移动机器人在t-1时刻和t时刻的扫描数据计算所述移动机器人在t时刻的激光位姿；

结合环境路标信息对所述移动机器人的惯导位姿与所述激光位姿进行融合，得到所述移动机器人在t时刻对应的当前位姿。

2.根据权利要求1所述基于多导航模块的定位方法，其特征在于，根据预先建立的所述移动机器人的运动学模型、所述移动机器人在t-1时刻和t时刻的坐标值和所述偏航角变化得出所述移动机器人在t时刻的惯导位姿包括：

判断所述移动机器人在t-1时刻和t时刻的坐标值的差值是否在预设的合理范围内；

若是，则根据所述移动机器人在t时刻的坐标值、预先建立的所述移动机器人的运动学模型和所述偏航角的变化得出所述移动机器人在t时刻的惯导位姿；

若否，则通过所述惯性导航模块的t-1时刻和t时刻对应的信号信息得出所述移动机器人的运动距离和方向，并根据所述移动机器人在t-1时刻的坐标值、所述移动机器人的运动距离和方向以及预先建立的所述移动机器人的运动学模型、所述偏航角的变化得出所述移动机器人在t时刻的惯导位姿。

3.根据权利要求1所述基于多导航模块的定位方法，其特征在于，所述根据所述移动机器人在t-1时刻和t时刻的坐标值以及在t-1时刻和t时刻的扫描数据、所述偏航角变化计算所述移动机器人在t时刻的激光位姿包括：

将所述移动机器人从t-1时刻至t时刻的环境变化信息作为从t-1时刻的扫描数据至t时刻的扫描数据的初始位姿变换，执行PLICP算法，迭代计算得到最终位姿变换后，计算所述移动机器人在t时刻的激光位姿。

4.根据权利要求3所述基于多导航模块的定位方法，其特征在于，所述移动机器人还包括视觉导航模块，所述移动机器人从t-1时刻至t时刻的环境变化信息为所述视觉导航模块对在t时刻对应的环境的匹配信息。

5.根据权利要求1所述基于多导航模块的定位方法，其特征在于，所述结合环境路标信息对所述移动机器人的惯导位姿与所述激光位姿进行融合，得到所述移动机器人在t时刻对应的当前位姿包括：

根据所述环境路标信息的观测结果计算卡尔曼增益矩阵；

利用所述卡尔曼增益矩阵依据扩展卡尔曼滤波算法对所述移动机器人的惯导位姿与所述激光位姿进行计算，得到所述移动机器人在t时刻对应的当前位姿。

6.一种移动机器人，其特征在于，包括：

GPS导航模块，用于获取在t-1时刻以及t时刻的经纬度坐标，并转换至XY坐标系下坐标值；

惯性导航模块，用于在t-1时刻和t时刻对应的信号信息得出所述移动机器人的偏航角变化；

激光雷达导航模块，用于获取在t-1时刻和t时刻的扫描数据；

第一计算模块，用于根据预先建立的所述移动机器人的运动学模型、所述移动机器人在t-1时刻和t时刻的坐标值、所述偏航角变化得出所述移动机器人在t时刻的惯导位姿；

第二计算模块，用于根据所述移动机器人在t-1时刻和t时刻的扫描数据计算所述移动机器人在t时刻的激光位姿；

第三计算模块，用于结合环境路标信息对所述移动机器人的惯导位姿与所述激光位姿进行融合，得到所述移动机器人在t时刻对应的当前位姿。