[发明专利]一种基于局部地图的地图修正方法及系统

权利要求书

1.一种基于局部地图的地图修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

机器人采集激光数据；

利用采集的激光数据在原始Global地图中进行定位导航，包括：

计算机器人在原始Global地图的预测位姿和预测位姿的置信度分值；

生成局部地图；

根据预测位姿的置信度分值判断定位是否丢失，若定位没有丢失，则继续定位导航，若定位丢失，则利用生成的局部地图修正Global地图；

所述利用局部地图修正原始Global地图具体包括：

计算机器人在局部地图中的位姿；

根据机器人在原始Global地图中的位姿和机器人在局部地图中的位姿计算局部地图和原始Global地图的匹配关系；

根据匹配关系将局部地图与原始Global地图进行叠加，完成对原始Global地图的修正。

2.根据权利要求1所述的基于局部地图的地图修正方法，其特征在于，所述计算自身的预测位姿和预测位姿的置信度分值具体为：

利用里程计和惯性导航单元记录的前两帧激光数据对应的机器人位姿，计算机器人位移速度和旋转速度，利用所述位移速度、旋转速度和前一帧位姿计算下一帧的位姿初值即预测位姿初值；

以预测位姿初值为中心，基于扫描参数确定各扫描角度，将各扫描角度的位姿作为预测位姿初值的所有的候选位姿；

计算各候选位姿的置信度和置信度分值，选择置信度分值最高的候选位姿作为机器人的预测位姿。

3.根据权利要求2所述的基于局部地图的地图修正方法，其特征在于，所述根据预测位姿的置信度分值判断定位是否丢失具体为：

若预测位姿的置信度分值大于设定的阈值，则表明定位未丢失；

若连续数帧的预测位姿的置信度分值小于设定的阈值，则表明定位丢失。

4.根据权利要求3所述的基于局部地图的地图修正方法，其特征在于，所述生成局部地图具体为：

通过固定长度的滑动窗口以固定步长向前移动，将采集到的激光数据划分成一段段连续的数据帧；

根据接收的相邻的两帧激光数据时机器人的位姿计算机器人相邻位姿间的转换关系；

利用转换关系拼接相邻的两帧激光数据，从而将每一个滑动窗口内的连续数帧激光数据生成一张子图，上一张子图的尾部和下一张子图的头部有重叠部分。

5.根据权利要求4所述的基于局部地图的地图修正方法，其特征在于，所述计算机器人在局部地图中的位姿具体为：

运用计算预测位姿的各候选位姿的置信度分值的方法，求取机器人在局部地图中局部预测位姿的各候选位姿的置信度分值，选取置信度分值最高的K个位姿，对这K个位姿对应的各项求取平均值，得到机器人在局部地图中的位姿。

6.根据权利要求5所述的基于局部地图的地图修正方法，其特征在于，所述根据机器人在原始Global地图中的位姿和机器人在局部地图中的位姿计算局部地图和原始Global地图的匹配关系具体为：

计算机器人在局部地图中的位姿p(x′,y′,γ′)与原始Global地图中位姿p_原(x,y,γ)的位姿差：

其中，x,y为机器人在原始Global地图中的横坐标和纵坐标，γ为机器人在原始Global地图中的姿态；x′,y′为机器人在局部地图中的横坐标和纵坐标，γ′为机器人在局部地图中的姿态；

计算局部地图与原始Global地图的匹配关系R为：

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