[发明专利]一种融合激光里程计的反光板定位方法

说明书

本发明涉及激光定位技术领域，且公开了一种融合激光里程计的反光板定位方法，该方法包括：(1)在工业环境中布置反光板，预设反光板世界坐标，生成反光板坐标列表；(2)安装在移动平台上的激光传感器向接收反射激光数据；(3)筛选来源于反光板的有效光束，通过强度滤波和距离滤波算法，判定激光照射物是反光板还是普通环境物体。该融合激光里程计的反光板定位方法，不依赖于反光板的严格安装，在识别反光板个数少于3个时候通过激光里程计进行惯性导航控制，输出位姿，识别反光板个数大于3个，通过反光板三角定位方法输出位姿，这样可以允许AGV运行过程中个别反光板有一定的损坏或者遮挡。

技术领域

本发明涉及激光定位技术领域，具体为一种融合激光里程计的反光板定位方法。

背景技术

AGV是Automated Guided Vehicle的缩写，即“自动导引运输车”，其装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，是具有安全保护以及各种移载功能的运输车。定位技术是工业AGV在工厂环境中稳定作业的基础，定位是确定移动机器人在运行环境中相对于全局坐标的位置及航向，是AGV导航的最基本环节。

自主AGV能够自动将物品从一个点搬运到另一个点，在整个过程中不需人参与，可以代替人工叉车运输，减少工厂和仓库对劳动力的需求。为了实现AGV自主导航，需要根据多种传感器识别多种环境信息，AGV通过环境感知确定前进方向中的可达区域和不可达区域，确定在环境中的相对位置，以及对动态障碍物运动进行预判，从而为局部路径规划提供依据。

目前AGV定位产品级的方法主要是激光导航定位和磁钉磁条导航定位。磁钉磁条安装较为复杂，对环境施工改造难度大。基于激光雷达的定位导航方法可以分为基于反光板的定位导航方法和基于轮廓的定位导航方法，其中基于轮廓的定位导航方法计算量大、精度较差，无法适应移动机器人精密操作的要求；基于反光板的激光雷达定位导航方法精度高、稳定性好，但是反光板对环境设置要求高，往往需要保证运行期间在每个点都至少能检测到3个以上的反光板。

国内外现有基于反光板的激光定位技术,均采用了几何三角定位原理,每时每刻必须要求同时检测到三块反光板才可实现定位。这一数量要求实际上在复杂工业场景中很难满足,极大地制约了激光定位与导航技术的实用性，为此我们提出了一种融合激光里程计的反光板定位方法。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种融合激光里程计的反光板定位方法，本发明通过融合基于轮廓的定位导航的优势可以解除三块反光板的限制，进而提高反光板定位的鲁棒性和稳定性。

本发明提供如下技术方案：一种融合激光里程计的反光板定位方法，该方法包括：

(1)在工业环境中布置反光板，预设反光板世界坐标，生成反光板坐标列表；

(2)安装在移动平台上的激光传感器向接收反射激光数据；

(3)筛选来源于反光板的有效光束，通过强度滤波和距离滤波算法，判定激光照射物是反光板还是普通环境物体；

(4)当反光板个数大于三个，激光传感器在初始位置获取至少三个反光板返回的角度和距离，计算两两反光板之间的距离，与根据反光板坐标列表生成的反光板距离信息相匹配，通过三角定位方法输出机器人坐标；

(5)当反光板个数小于三个，通过激光轮廓数据和陀螺仪数据实现激光里程计，根据上一时刻对当前时刻激光传感器位置和角度的预测，在历史定位结果的基础上进行惯性导航航迹推演，更新机器人的定位坐标；

(6)当AGV继续运行识别到的反光板个数大于三个以后，循环上述(4)和(5)步骤。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：