[发明专利]一种基于激光SLAM的室内定位和导航方法

说明书

本发明涉及一种基于激光SLAM的室内定位和导航方法，包括以下步骤：S1.采用激光SLAM技术构建室内的全局地图；S2.将全局地图划分成互不重复的若干个子区域地图，根据所划分的子区域地图通过电子围栏将室内划分成若干个子区域；S3.机器人在电子围栏内行走并采用激光SLAM技术构建局部地图，根据局部地图查找相匹配的子区域地图并获取当前位置。即使室内不同地方的建筑物结构、功能分室分布相同，本发明也能实现精准的室内定位和导航。

技术领域

本发明涉及定位和导航技术领域，具体涉及一种基于激光SLAM的室内定位和导航方法。

背景技术

在结构复杂、功能分室众多的建筑物内部，人们很容易迷失方向，找不到自己想去的目的地。目前常用的定位和导航方法是利用卫星定位系统，如GPS或北斗，但是因为GPS或北斗在室内环境下所接收到的定位信号较弱，导致定位误差较大，有时甚至会失效，所以如何不依靠卫星定位系统完成人员在室内的精准定位成为一个难题。

激光SLAM（simultaneous localization and mapping）是一种即时定位和地图构建的技术，利用激光雷达采集物体信息呈现出的一系列分散的、具有准确角度和距离信息的点（通常被称为点云），通过对不同时刻两片点云的匹配与比对，计算激光雷达相对运动的距离和姿态的改变，完成室内的定位。但是，建筑物内部的不同地方可能会相同，例如同一楼层的左右功能室分布是相同的、不同楼层的洗手间是相同的等等，会导致激光雷达在室内不同的地方采集到的点云是相同的，出现无法通过匹配与比对点云进行室内定位的情况。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种基于激光SLAM的室内定位和导航方法，即使室内不同地方的建筑物结构、功能分室分布相同，也能实现精准的室内定位和导航。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种基于激光SLAM的室内定位方法，包括以下步骤：

S1.采用激光SLAM技术构建室内的全局地图；

S2.将全局地图划分成互不重复的若干个子区域地图，根据所划分的子区域地图通过电子围栏将室内划分成若干个子区域；

S3.机器人在电子围栏内行走并采用激光SLAM技术构建局部地图，根据局部地图查找相匹配的子区域地图并获取当前位置。

将全局地图划分成互不重复的子区域地图，也即各个子区域地图都是唯一的。电子围栏根据所划分的子区域地图可以将室内划分成互不重复的子区域，机器人在定位过程中在电子围栏的作用下只能在其中一个子区域内行走并构建局部地图，使得机器人所构建的局部地图也是唯一的，将唯一的局部地图与唯一的子区域地图进行比对和匹配，可以唯一地确定机器人的当前位置，从而实现精准的室内定位。

进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21.根据预设的规则将全局地图按照预设的划分方式划分成若干个子区域地图；

S22.当所划分的子区域地图出现重复时，对重复的子区域地图分别按照不同的划分方式进行再次划分，直到所划分的子区域地图互不重复；

S23.根据所划分的子区域地图通过电子围栏将室内划分成若干个子区域。

当根据预设的规则并按照预设的划分方式初步划分出的子区域地图出现重复时，对重复的子区域地图分别按照不同的划分方式再次划分，由于划分方式不同，所以重复的子区域地图可以被划分成不重复的，从而划分出唯一的子区域地图以及唯一的子区域，实现精准的室内定位。

进一步地，所述步骤S22中，当所划分的子区域地图互不重复时，分析各个子区域地图之间的相似度，对相似度超过设定阈值的子区域地图分别按照不同划分方式进行再次划分，直到所划分的子区域地图之间的相似程度不超过设定阈值。