[发明专利]定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种定位方法及系统，涉及机器人定位技术领域。该方法包括底盘控制芯片根据转速数据和角度数据得到轮式里程计模型的第一位姿数据；机器人主控子系统根据单目相机获取到的图像数据计算出视觉里程计模型的第二位姿数据；机器人主控子系统将第一位姿数据和第二位姿数据进行时间戳对齐和运动轨迹对齐，恢复单目相机的最优相机尺度；机器人主控子系统依据最优相机尺度对第二位姿数据进行尺度恢复；机器人主控子系统将第一位姿数据与尺度恢复后的第二位姿数据进行融合，得到轮式移动机器人的最终位姿数据。本发明公开的方法及系统能够克服定位过程中单目相机没有尺度和鲁棒性差的问题，也可解决轮式里程计累积误差及机器人轮子打滑的问题。

技术领域

本发明涉及机器人定位技术领域，尤其是涉及一种定位方法及系统。

背景技术

定位导航是机器人实现智能化的前提之一，是赋予机器人感知和行动能力的关键因素。

目前，传统的机器人定位方法常采依靠轮式里程计进行计算，轮式里程计的优点是短时间短距离的定位精度很高，但是这种航迹推算的定位方法会存在累积误差，并且不能够根据自身的信息进行误差消除，同时也不能克服轮子打滑等因素的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出了一种定位方法及系统，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种定位方法，应用于轮式移动机器人的定位系统，所述定位系统包括编码器、陀螺仪、单目相机、底盘控制芯片和机器人主控子系统，所述编码器安装于轮式移动机器人的车轮上，所述方法包括：

所述底盘控制芯片根据所述编码器采集到的车轮的转速数据和所述陀螺仪采集到的所述轮式移动机器人的角度数据得到轮式里程计模型的第一位姿数据，所述第一位姿数据包括第一位置和第一速度；

所述机器人主控子系统根据所述单目相机获取到的图像数据计算出视觉里程计模型的第二位姿数据，所述第二位姿数据包括第二位置和第二速度；

所述机器人主控子系统将所述第一位姿数据和所述第二位姿数据进行时间戳对齐和运动轨迹对齐，恢复所述单目相机的最优相机尺度；

所述机器人主控子系统依据所述最优相机尺度对所述第二位姿数据进行尺度恢复；

所述机器人主控子系统将所述第一位姿数据与尺度恢复后的所述第二位姿数据进行融合，得到所述轮式移动机器人的最终位姿数据。

可选的，所述方法还包括：

所述机器人主控子系统对所述图像数据中的每一个关键帧图像进行回环检测；

当发生回环时，所述机器人主控子系统对所述轮式移动机器人进行重定位计算。

可选的，所述机器人主控子系统对所述图像数据中的每一个关键帧图像进行回环检测，包括：

所述机器人主控子系统对所述图像数据中的每个关键帧图像提取多个FAST角点，并计算每个FAST角点的BRIEF描述子；

所述机器人主控子系统根据每个FAST角点及对应的BRIEF描述子，通过DBoW2算法计算当前帧与之前关键帧的相似度大小；

当相似度大于设定的阈值时，所述机器人主控子系统判定则发生回环。

可选的，所述编码器和所述轮式移动机器人的车轮数量均为多个且一一对应，所述底盘控制芯片根据所述编码器采集到的车轮的转速数据和所述陀螺仪采集到的所述轮式移动机器人的角度数据得到轮式里程计模型的第一位姿数据，包括：

所述底盘控制芯片根据每个所述编码器采集到的车轮的转速数据得到所述轮式移动机器人在当前坐标系下的速度数据和第一姿态角；