[发明专利]一种融合定位方法及移动机器人

权利要求书

1.一种融合定位方法，包括：

控制移动机器人的摄像头采集图像信息以进行视觉定位；

其特征在于，还包括：

控制移动机器人的扇形距离传感器从其前端的球面棱锥式传感区的内部获取距离信息，然后将摄像头采集的图像信息的视觉定位结果和扇形距离传感器获取的距离信息相互补充融合，再将补充融合的定位结果标记到地图上；

其中，扇形距离传感器安装在移动机器人的前端，摄像头也安装在移动机器人的表面，但扇形距离传感器的探头朝向和摄像头的朝向不同。

2.根据权利要求1所述融合定位方法，其特征在于，所述控制移动机器人的扇形距离传感器从其前端的球面棱锥式传感区的内部获取距离信息的方法包括：

控制所述扇形距离传感器调制发射出一个球面棱锥式光信号，其中，这个球面棱锥式光信号的最大的有效测距区域为所述球面棱锥式传感区；

当所述扇形距离传感器接收所述球面棱锥式传感区内的障碍物反射回的反馈光信号时，根据接收到这个反馈光信号记录的飞行时间去计算获取对应的障碍物的位置相对于所述扇形距离传感器的距离信息。

3.根据权利要求2所述融合定位方法，其特征在于，所述球面棱锥式传感区的内部的三维点云相对于所述扇形距离传感器的距离都是处于所述扇形距离传感器的有效测距范围内；

其中，所述扇形距离传感器的有效测距范围的最大值是最大有效测距距离；

其中，所述球面棱锥式光信号在移动机器人的行进平面上的投影是水平扇形区域，这个水平扇形区域是以所述扇形距离传感器的安装位置为顶点、所述最大有效测距距离为半径的扇形。

4.根据权利要求3所述融合定位方法，其特征在于，所述球面棱锥式光信号在移动机器人的行进平面上存在一个水平视角，所述球面棱锥式光信号在移动机器人的行进平面的垂直方向上存在一个竖直视角，其中，水平视角大于竖直视角。

5.根据权利要求4所述融合定位方法，其特征在于，所述将摄像头采集的图像信息的视觉定位结果和扇形距离传感器获取的距离信息相互补充融合的方法包括：

当检测到摄像头当前采集的图像信息不完全覆盖局部定位区域时，使用所述扇形距离传感器当前发射形成的一个球面棱锥式传感区的内部的三维点云的距离信息完成同一地图上的局部定位区域的位姿信息的补充；其中，局部定位区域是同时处于移动机器人的摄像头的当前视角范围和所述扇形距离传感器当前发射形成的一个球面棱锥式传感区的重合区域。

6.根据权利要求4所述融合定位方法，其特征在于，所述将摄像头采集的图像信息的视觉定位结果和扇形距离传感器获取的距离信息相互补充融合的方法包括：

当检测到所述扇形距离传感器当前发射形成的一个球面棱锥式传感区的内部的三维点云的距离信息不完全覆盖局部定位区域时，使用摄像头当前采集的图像信息完成同一地图上的局部定位区域的位姿信息的补充；其中，局部定位区域是同时处于移动机器人的摄像头的当前视角范围和所述扇形距离传感器当前发射形成的一个球面棱锥式传感区的重合区域。

7.根据权利要求2至6任一项所述融合定位方法，其特征在于，所述扇形距离传感器用于调制产生出至少一个所述球面棱锥式光信号或其他类型的调制信号，但只允许控制发射一个所述球面棱锥式光信号发射以进行测距；

其中，所述扇形距离传感器是3d-tof传感器。

8.根据权利要求5或6所述融合定位方法，其特征在于，在所述扇形距离传感器的有效测距范围之内，利用所述扇形距离传感器当前获取的一个所述球面棱锥式传感区的内部的三维点云的距离信息扫描标记出当前轮廓，然后判断当前轮廓与预先存储的历史地图库的相同区域处的历史轮廓是否符合预设重合度；

若当前轮廓与历史轮廓不符合预设重合度，则根据当前轮廓与历史轮廓之间的位姿关系对当前轮廓进行旋转平移变换，以将旋转平移变换后的当前轮廓校正得与历史轮廓符合预设重合度。