[发明专利]基于激光观测方向的栅格和体素定位方法、机器人及芯片

说明书

本发明涉及基于激光观测方向的栅格和体素定位方法、机器人及芯片，该栅格定位方法包括选择出与激光点处于同一个预设栅格的两个预设交点；然后在前述两个预设交点中，将与观测点相距最远的预设交点设置为第一预设交点，并将与同一个观测点相距最近的预设交点设置为第二预设交点；根据第二预设距离与第一预设距离的比值与预设比例系数的大小关系，确定激光点在观测射线的方向上命中的目标栅格，以形成该激光点在二维栅格地图内最新命中的栅格位置；其中，第一预设距离是第一预设交点与第二预设交点之间的直线距离，第二预设距离是激光点与第二预设交点之间的直线距离。从而提升定位精度和建图质量。

技术领域

本发明涉及地图定位的技术领域，具体涉及基于激光观测方向的栅格和体素定位方法、机器人及芯片。

背景技术

对于用激光测距定位的移动机器人，其内部会构建起机体周围的环境地图，用来进行持续的定位、导航、避障等；若地图为二维栅格地图或三维栅格地图，则现有技术在执行室内定位时，所需进行的点云匹配、地图更新等，均会涉及到激光点命中哪一个具体的栅格的问题，因此需通过搜索和更新栅格的方式来确定激光点（激光点云）会落在哪个栅格内，但是未考虑到从哪个方向观测激光点，对二维栅格地图或三维栅格地图而言会降低定位精度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本提案提出一种结合观测位置和激光观测方向的栅格定位方法、体素定位方法、机器人及芯片，使得所选取的栅格表征的位置与实际物理位置更贴近，能够提升定位精度和建图质量。具体的技术方案包括：

一种基于激光观测方向的栅格定位方法，该栅格定位方法包括：选择出与激光点处于同一个预设栅格的两个预设交点；然后在前述两个预设交点中，将与观测点相距最远的预设交点设置为第一预设交点，并将与同一个观测点相距最近的预设交点设置为第二预设交点；其中，第一预设交点和第二预设交点都是观测射线与预设栅格的对应边的交点；根据第二预设距离与第一预设距离的比值与预设比例系数的大小关系，确定激光点在观测射线的方向上命中的目标栅格，以形成该激光点在二维栅格地图内最新命中的栅格位置；其中，第一预设距离是第一预设交点与第二预设交点之间的直线距离，第二预设距离是激光点与第二预设交点之间的直线距离；其中，观测射线是由观测点指向激光点的射线，且观测射线不与栅格的边重合；观测点是激光传感器在二维栅格地图中标记的位置。

进一步地，所述根据第二预设距离与第一预设距离的比值与预设比例系数的大小关系，确定激光点在观测射线的方向上命中的目标栅格的方法包括：当第二预设距离与第一预设距离的比值大于预设比例系数时，确定所述激光点在观测射线的方向上命中的目标栅格是所述预设栅格在观测射线的方向上的邻域栅格；当第二预设距离与第一预设距离的比值不大于预设比例系数时，确定所述激光点在观测射线的方向上命中的目标栅格是所述预设栅格；其中，观测射线的方向是由观测点指向所述激光点的方向，用于表示由观测点发出的一种激光观测方向。

进一步地，当所述激光点位于栅格的边上时，所述激光点是所述第二预设交点，则所述第二预设距离与所述第一预设距离的比值等于0，使得所述观测射线经过所述激光点后，继续经过的第一个栅格成为所述目标栅格，其中，预设比例系数大于0。

进一步地，所述第一预设交点和/或所述第二预设交点是允许位于所述预设栅格的顶点处，以使得所述目标栅格为与所述预设栅格只存在一个公共顶点的栅格；其中，所述第一预设交点和所述第二预设交点分别位于所述预设栅格的不同边。

进一步地，所述栅格定位方法还包括在所述观测射线与二维栅格地图中的栅格的边重合的情况下，若所述激光点不位于该栅格的顶点处，则选择以所述激光点所在的栅格的边为公共边的两个栅格之一作为所述激光点在观测射线的方向上命中的目标栅格；在所述观测射线与二维栅格地图中的栅格的边重合的情况下，若所述激光点位于该栅格的顶点处，则在以所述激光点所在的顶点为公共顶点的四个栅格中，选择偏离观测点最远的两个栅格之一作为所述激光点在观测射线的方向上命中的目标栅格，其中，偏离观测点最远的两个栅格是位于同一行或同一列的相邻的两个栅格。