[发明专利]一种移动机器人定位监测方法、装置、设备和介质

权利要求书

1.一种移动机器人定位监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取并处理二维栅格地图数据及地图坐标信息，得到相关地图数据用于后续计算；

步骤2，获取激光雷达发送的一帧激光数据；

步骤3，获取并处理里程计数据，得到激光发射时刻对应的里程计数据；步骤4，修正激光数据；

步骤5，计算定位准确度。

2.根据权利要求1所述的一种移动机器人定位监测方法，其特征在于，o,x,y为地图坐标系即全局坐标系，该坐标系在加载地图的同时确立；d_o,d_x,d_y为里程计坐标系，里程计坐标系相对于全局坐标的变换随着里程计误差的变化而变化；b_o,b_x,b_y为机器人坐标系，机器人坐标系相对于全局坐标系的变换随着机器人的移动而变化；l_o,l_x,l_y为激光雷达坐标系。

3.根据权利要求2所述的一种移动机器人定位监测方法，其特征在于，所述步骤1中的栅格地图的坐标系即为全局坐标系，栅格单元的尺寸Sm/pix；栅格单元在x方向上的坐标为n_x×S(n_x为栅格单元在x方向上的序列),栅格单元在y方向的坐标n_y×S(n_y为栅格单元在y方向上的序列)；栅格单元的最近障碍物距离o_i，若该栅格单元被障碍物占据则o_i为0，否则o_i为该栅格单元与其相邻最近的障碍物栅格单元之间的距离。

4.根据权利要求3所述的一种移动机器人定位监测方法，其特征在于，所述步骤2中获取的激光数据包括：一帧激光的光束数量N；第一束激光发射的时间t_s，最后一束激光发射的时间t_e,相邻激光束的时间间隔Δt；相对于激光雷达坐标系，每一束激光光束的角度θ_i，每一束激光光束端点和激光雷达坐标系原点的距离l_i，i代表激光发射时间。

5.根据权利要求4所述的一种移动机器人定位监测方法，其特征在于，所述步骤3中的里程计数据发布频率，可以获取时刻里程计的位姿数据(机器人在里程计坐标系下的位姿)，其中t_f≤t_s，t_l≥t_e，Δt₁是里程计数据的时间间隔，通过拟合插值的方式，可以得到在激光光束发射时间{t_s,t_s+Δt,…,t_e}下的里程计位姿数据{pd_s,pd_s+Δt,…,pd_e}。

6.根据权利要求5所述的一种移动机器人定位监测方法，其特征在于，所述步骤4中修正激光数据的目的是将激光数据统一到里程计坐标系下，各时刻激光光束端点在激光雷达坐标下的坐标为(l_i×cosθ_i,l_i×sinθ_i)，经过坐标变换可以得到激光光束端点在里程计坐标系下的坐标(dx_i,dy_i)。

7.根据权利要求6所述的一种移动机器人定位监测方法，其特征在于，所述步骤5中的机器人位姿数据为全局坐标系下的位姿坐标(px,py,pθ)，px为机器人在x方向坐标,单位为米；px为机器人在y方向坐标,单位为米；pθ为机器人朝向与x方向的夹角，单位为弧度。此位姿数据是t_e时刻机器人的位姿数据。

8.根据权利要求7所述的一种移动机器人定位监测方法，其特征在于，所述步骤5还包括如下步骤：步骤5.1，获取定位信息，得到激光光束端点在全局坐标下的坐标；步骤5.2，计算激光数据中每一束激光的端点对应的栅格地图位置；步骤5.3，计算每一束激光与栅格地图的匹配情况；步骤5.4，整合每一束激光，计算定位准确度。