[发明专利]一种基于单目传感器的机器人室内定位方法和装置

权利要求书

1.一种基于单目传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，使用轮轴里程计、视觉里程计综合全局位姿优化措施，即基于特征比较的视觉里程测量和使用轮轴里成绩的测量，并且综合使用已知地图进行全局位置优化，克服视觉里程计与轮轴里程计的积累误差，对机械人的姿态进行优化定位。

2.根据权利要求1所述的基于单目传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，包括如下处理步骤：

通过视觉感知系统获取连续两组图像，分别为当前帧的左图像和右图像、上一帧的左图像和右图像；

在两组图像中分别提取BLOB和掩码值，取其中的极值分别作为各个图像的特征点，将前后两帧图片的左右图片特征点分别对比，当所述特征点同时存在时才接受这组特征点；

根据所得到的特征点计算匹配数和初始化百分数，并采用轮轴里程计和视觉里程计对机器人的姿态进行更新，实现机器人的姿态更新优化。

3.根据权利要求2所述的基于单目传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，根据所得到的特征点计算匹配数和初始化百分数，并采用轮轴里程计和视觉里程计对机器人的姿态进行更新，实现机器人的姿态更新优化，包括：

采用基于RANSAC的方法估计变换矩阵T＝(r,t)，即两个后续图像之间的变换，旋转r和平移t，计算匹配数和初始化百分数，当得到的初始化百分数小于阈值时，通过轮轴里程计来更新机器人的姿态。

4.根据权利要求2或3所述的基于单目传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，根据所得到的特征点计算匹配数和初始化百分数，并采用轮轴里程计和视觉里程计对机器人的姿态进行更新，实现机器人的姿态更新优化中，通过视觉里程计对机器人的姿态进行更新时，机器人根据其自身在运动过程中2D平面上经过的关键角点，改进姿态估计过程中积累的误差，用于更新机器人的姿态。

5.根据权利要求4所述的基于单目传感器的机器人室内定位方法，其特征在于，通过视觉里程计对机器人的姿态进行更新，具体步骤包括：

确立关键点，选取位于两个垂直墙壁的交点，或者位于所述交点上的角度或者立柱，选取的关键点的特征物垂直于地面；

检测特征物，采用一90度方向的gabor过滤器来检测，得到图像的垂直边缘作为特征参照点；

姿态更新，计算相机坐标系中每个特征参照点的世界坐标，并同真实坐标系比较计算相对位置和相对误差，如相对误差值小于指定阈值则认为与关键点的配对正确，并在每个关键点更新参数，进而消除姿态估计过程中积累的误差。

6.一种基于单目传感器的机器人室内定位装置，其特征在于，包括：

图像获取模块，其配置成通过视觉感知系统获取连续两组图像，分别为当前帧的左图像和右图像、上一帧的左图像和右图像；

特征点计算模块，其配置成在两组图像中分别提取BLOB和掩码值，取其中的极值分别作为各个图像的特征点，将前后两帧图片的左右图片特征点分别对比，当所述特征点同时存在时才接受这组特征点；

姿态调整模块，其配置成根据所得到的特征点计算匹配数和初始化百分数，并采用轮轴里程计和视觉里程计对机器人的姿态进行更新，实现机器人的姿态更新优化。

7.根据权利要求6所述的基于单目传感器的机器人室内定位装置，其特征在于，在所述姿态调整模块中，其具体配置成采用基于RANSAC的方法估计变换矩阵T＝(r,t)，即两个后续图像之间的变换，旋转r和平移t，计算匹配数和初始化百分数，当得到的初始化百分数小于阈值时，通过轮轴里程计来更新机器人的姿态。

8.根据权利要求6或7所述的基于单目传感器的机器人室内定位装置，其特征在于，在所述姿态调整模块中，通过视觉里程计对机器人的姿态进行更新时，其配置成机器人根据其自身在运动过程中2D平面上经过的关键角点，改进姿态估计过程中积累的误差，用于更新机器人的姿态。