[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

说明书

本发明公开了一种移动机器人台阶地形识别定位方法，通过平面拟合以及平面投影来获取台阶面轮廓参数，避免对三维点云信息进行特征点的提取以及匹配，可以极大的减少计算量，从而实现的快速的定位；同时将根据台阶面轮廓参数得到的运动估计参数与基于惯性传感器所得到的姿态估计参数相融合，可以纠正惯性传感器定位的漂移，提高定位的精度，从而快速且精确的实现在台阶地形移动过程中的定位。本发明还提供了一种移动机器人台阶地形识别定位装置，一种移动机器人台阶地形识别定位设备以及一种计算机可读存储介质，同样具有上述有益效果。

技术领域

本发明涉及机器人定位技术领域，特别是涉及一种移动机器人台阶地形识别定位方法，一种移动机器人台阶地形识别定位装置，一种移动机器人台阶地形识别定位设备以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

移动机器人对未知环境的探索一直是其自主化研究的热点和难点，而SLAM(同步定位与建图)则是其中一个重要的基本问题。对于移动机器人楼梯环境的导航，需要三维地图与定位信息。目前研究主要利用雷达，双目相机，深度相机等多个传感器同时使用进行定位与建图。但是在现有技术中，机器人定位过程的速度较慢，且具有较大误差。所以在台阶地形移动过程中，如何提供一种精度较高且计算速度较快的定位方法是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动机器人台阶地形识别定位方法，可以快速且精确的实现在台阶地形移动过程中的定位；本发明的另一目的在于提供一种移动机器人台阶地形识别定位装置，一种移动机器人台阶地形识别定位设备以及一种计算机可读存储介质，可以快速且精确的实现在台阶地形移动过程中的定位。

为解决上述技术问题，本发明提供一种移动机器人台阶地形识别定位方法，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，还包括：