[发明专利]移动机器人导航实时定位方法、系统、介质及电子设备

说明书

本公开提供了一种移动机器人导航实时定位方法、系统、介质及电子设备，涉及机器人技术领域，获取机器人测得的位姿数据和激光雷达数据，构建机器人所在环境的平面地图；对当前定位粒子进行旋转和平移理；以权重最大的粒子对应的位姿数据作为位姿均值，以该粒子集的方差为位姿方差，构建新的高斯粒子集；从新的高斯粒子集中随机抽取粒子，并更新到机器人的当前定位粒子集中；获取当前时刻的激光雷达数据，将更新后的定位粒子集中包含的位姿信息与平面地图匹配，以与激光雷达定位结果最接近的粒子位姿作为机器人当前位姿；本公开有效的降低了环境突变和机器人自身传感器串扰导致的系统不稳定性，提升了移动机器人的定位鲁棒性。

技术领域

本公开涉及机器人技术领域，特别涉及一种移动机器人导航实时定位方法、系统、介质及电子设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

定位问题是移动机器人运动过程中非常重要的一个问题，目前常用的方法有里程计导航、惯性导航、视觉导航、卫星导航等导航方式。这些导航方式各有优缺点：单纯里程计导航优势是简便容易实现，缺点是存在累计误差；惯性导航通常用来弥补单纯里程计的误差；视觉导航和卫星导航定位精度高，但稳定性容易受环境干扰，从而导致定位失败。

随着人们对于机器人定位技术研究，人们逐渐倾向使用组合导航的方式。使用激光雷达数据匹配地图来修正里程计造成累计偏差。

本公开发明人发现，目前机器人定位方法使用较多的是粒子滤波算法，常用的粒子滤波会随着重采样多次执行，出现粒子退化的问题，退化后的粒子不能很好的适应环境干扰、移动机器人自身元器件干扰带来的不确定性，从而导致定位鲁棒性变差。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种移动机器人导航实时定位方法、系统、介质及电子设备，通过高斯粒子更新定位粒子集，有效的降低了环境突变和机器人自身传感器串扰导致的系统不稳定性，提升了移动机器人的定位鲁棒性。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种移动机器人导航实时定位方法。

一种移动机器人导航实时定位方法，包括以下步骤：

获取机器人测得的位姿数据和激光雷达数据，构建机器人所在环境的平面地图；

根据实时获取的机器人位移变化、姿态角度变化以及里程计的模型参数，对当前定位粒子进行旋转和平移处理，得到处理后的粒子集；

根据处理后的粒子集中的定位粒子包含的位姿数据、平面地图以及当前激光雷达数据，更新处理后的粒子集中的定位粒子的权重；

以处理后的粒子集中权重最大的粒子对应的位姿数据作为位姿均值，根据原定位粒子集的方差得到位姿方差，根据得到的位姿均值和位姿方差构建新的高斯粒子集；

从新的高斯粒子集中随机抽取粒子，更新到机器人的当前定位粒子集中，取当前粒子集所包含的粒子的均值作为机器人的当前位姿。

本公开第二方面提供了一种移动机器人导航实时定位系统。

一种移动机器人导航实时定位系统，包括：

地图构建模块，被配置为：获取机器人测得的位姿数据和激光雷达数据，构建机器人所在环境的平面地图；

粒子处理模块，被配置为：根据实时获取的机器人位移变化、姿态角度变化以及里程计的模型参数，对当前定位粒子进行旋转和平移处理，得到处理后的粒子集；

权重计算模块，被配置为：根据处理后的粒子集中的定位粒子包含的位姿数据、平面地图以及当前激光雷达数据，更新处理后的粒子集中的定位粒子的权重；