[发明专利]一种移动机器人台阶地形识别定位方法及相关装置

权利要求书

1.一种移动机器人台阶地形识别定位方法，其特征在于，包括：

通过深度相机获取对应目标台阶的三维点云信息；

调用平面拟合模型，根据所述三维点云信息得到水平面参数和竖直面参数；

将所述水平面参数投影至二维坐标水平面得到水平面轮廓参数，并将所述竖直面参数投影至二维坐标竖直面得到竖直面轮廓参数；

根据所述水平面轮廓参数，所述竖直面轮廓参数，机器人的位置坐标，以及预先计算的所述目标台阶的水平宽度参数和垂直高度参数，得到所述机器人的运动估计参数；

将所述运动估计参数与所述机器人中设置的惯性传感器所测量的姿态估计参数相融合，以对所述位置坐标进行更新。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述水平面轮廓参数，所述竖直面轮廓参数，机器人的位置坐标，以及预先计算的所述目标台阶的水平宽度参数和垂直高度参数，得到所述机器人的运动估计参数包括：

调用直线拟合模型，根据所述水平面轮廓参数，所述竖直面轮廓参数，所述位置坐标，所述水平宽度参数和所述垂直高度参数，确定所述目标台阶与所述机器人的相对移动位置信息；

根据相邻帧之间拟合的对应同一位置的直线的夹角，确定所述机器人的相对旋转运动信息；

所述将所述运动估计参数与所述机器人中设置的惯性传感器所测量的姿态估计参数相融合，以对所述位置坐标进行更新包括：

将包括所述相对移动位置信息以及所述相对旋转运动信息的运动估计参数，与所述姿态估计参数相融合，以对所述位置坐标进行更新。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述运动估计参数与所述机器人中设置的惯性传感器所测量的姿态估计参数相融合，以对所述位置坐标进行更新包括：

调用卡尔曼滤波模型，将所述运动估计参数与所述机器人中设置的惯性传感器所测量的姿态估计参数相融合，以对所述位置坐标进行更新。

4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：

当无法拟合出所述水平面参数或所述竖直面参数时，根据上一计算轮次所得到的水平面参数或竖直面参数补全本计算轮次中的水平面参数或竖直面参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述水平面轮廓参数和所述竖直面轮廓参数补充对应所述目标台阶的三维模型图。

6.一种移动机器人台阶地形识别定位装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于通过深度相机获取对应目标台阶的三维点云信息；

平面参数拟合模块，用于调用平面拟合模型，根据所述三维点云信息得到水平面参数和竖直面参数；

投影模块，用于将所述水平面参数投影至二维坐标水平面得到水平面轮廓参数，并将所述竖直面参数投影至二维坐标竖直面得到竖直面轮廓参数；

运动估计模块，用于根据所述水平面轮廓参数，所述竖直面轮廓参数，机器人的位置坐标，以及预先计算的所述目标台阶的水平宽度参数和垂直高度参数，得到所述机器人的运动估计参数；

融合模块，用于将所述运动估计参数与所述机器人中设置的惯性传感器所测量的姿态估计参数相融合，以对所述位置坐标进行更新。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述运动估计模块包括：

直线拟合单元：用于调用直线拟合模型，根据所述水平面轮廓参数，所述竖直面轮廓参数，所述位置坐标，所述水平宽度参数和所述垂直高度参数，确定所述目标台阶与所述机器人的相对移动位置信息；

旋转角度单元：根据相邻帧之间拟合的对应同一位置的直线的夹角，确定所述机器人的相对旋转运动信息；

所述融合模块具体用于：

将包括所述相对移动位置信息以及所述相对旋转运动信息的运动估计参数，与所述姿态估计参数相融合，以对所述位置坐标进行更新。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括：

补充模块，用于当无法拟合出所述水平面参数或所述竖直面参数时，根据上一计算轮次所得到的水平面参数或竖直面参数补全本计算轮次中的水平面参数或竖直面参数。