[发明专利]用于移动机器人的地图更新方法及移动机器人定位方法

说明书

本公开提供了一种用于移动机器人的地图更新方法，其包括：获取全局栅格地图；通过移动机器人的传感器获取移动机器人周围环境信息的当前图像帧，结合移动机器人的内部里程计所提供的位姿信息，利用全局栅格地图获得移动机器人的最佳位姿估计；当移动机器人的最佳位姿估计的定位得分大于等于预设阈值，根据移动机器人的当前图像帧获得待更新栅格值的栅格；当待更新栅格值的栅格的帧更新间隔大于预设帧数时，对全局栅格地图中的待更新栅格值的栅格的栅格值进行更新，得到更新后的全局栅格地图。本公开还提供了一种移动机器人定位方法、电子设备以及可读存储介质。

技术领域

本公开涉及一种用于移动机器人的地图更新方法及移动机器人定位方法，属于移动机器人智能控制领域。

背景技术

移动机器人已经服务于当今社会发展的各行各业，如工厂、医院、家庭、酒店、展览馆、餐厅等，主要执行物流、搬运、配送和导引等作业任务。移动机器人在这些场景中自主导航，其动态复杂环境的适应性和安全性是其智能化的重要表现，而且准确的全局定位是其自主导航最基本的要求，只有准确的全局定位，才能进行安全的路径规划，才能实现准确的多点往复运动。

而目前针对移动机器人在工作场景中作业，由于移动机器人的位姿不能直接感知，大多数移动机器人并不拥有测量位姿的无噪声传感器，因此位姿必须从数据推断，根据所依赖的传感器数据以及实现原理，提出了许多基于场景地图的全局定位算法，获得全局最优位姿估计，例如蒙特卡罗全局定位等。

考虑到工作场景的动态性和复杂性，经常会在移动机器人的传感器视野范围内出现临时性的障碍物，甚至工作场景发生局部变化且与已经构建的全局地图不相符，所以要求全局定位算法要准确可靠，就必须有较强的环境适应性和鲁棒性。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种用于移动机器人的地图更新方法及移动机器人定位方法、电子设备及存储介质。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于移动机器人的地图更新方法，其包括：

获取全局栅格地图，其中，所述全局栅格地图包括多个栅格；

通过移动机器人的传感器获取移动机器人周围环境信息的当前图像帧，结合移动机器人的内部里程计所提供的位姿信息，利用全局栅格地图获得移动机器人的最佳位姿估计；

判断移动机器人的最佳位姿估计的定位得分是否大于等于预设阈值，当移动机器人的最佳位姿估计的定位得分大于等于预设阈值，根据移动机器人的当前图像帧获得待更新栅格值的栅格；

判断待更新栅格值的栅格的帧更新间隔是否大于预设帧数，当待更新栅格值的栅格的帧更新间隔大于预设帧数时，对全局栅格地图中的待更新栅格值的栅格的栅格值进行更新，得到更新后的全局栅格地图。

根据本公开的至少一个实施方式的用于移动机器人的地图更新方法，当移动机器人初次使用时，根据移动机器人的工作环境，构建环境地图，对所述环境地图进行栅格化处理，得到全局栅格地图；当移动机器人非初次使用时，以移动机器人内部存储的更新后的全局栅格地图作为获取的全局栅格地图。

根据本公开的至少一个实施方式的用于移动机器人的地图更新方法，所述获得移动机器人的最佳位姿估计包括：

根据移动机器人前一时刻的位姿以及内部里程计当前时刻和前一时刻的差值获得移动机器人的当前位姿的参考值；

根据移动机器人的当前位姿的参考值，确定蒙特卡罗全局定位算法所使用的粒子集；

应用自适应蒙特卡罗全局定位算法将当前图像帧与全局栅格地图进行变权重粒子集特征匹配，获得粒子集中粒子的权值；

从粒子集中选择平均权值最大的一簇粒子，将该一簇粒子的位姿加权平均作为移动机器人的最佳位姿估计，并将该最佳位姿估计作为移动机器人的当前位姿。