[发明专利]面向地下复杂环境中的移动机器人自主定位方法及机器人

权利要求书

1.一种面向地下复杂环境中的移动机器人自主定位方法，其中，待定位的机器人上安装有多传感器定位系统，所述多传感器定位系统中的传感器包括：里程计、激光雷达，UWB模块以及IMU模块；其特征在于，所述方法包括：

将机器人置于无GPS信号的地下环境中，控制其移动到环境中的各个位置；

基于多传感器定位系统在机器人移动过程中所采集的数据，构建环境地图；

获取UWB模块提供的两个时刻的相对位置，构建相对位置约束，并将位置约束添加到位姿图优化约束中，构建无偏移的全局地图，以完成融合定位。

2.如权利要求1所述的面向地下复杂环境中的移动机器人自主定位方法，其特征在于，在将机器人置于无GPS信号的地下环境中，控制其移动到环境中的各个位置时，各个传感器同步开启，保持初始工作时间相同；光电编码器安装在机器人的车轮轴上，用于轨迹预测，计算机器人的运行距离。

3.如权利要求1所述的面向地下复杂环境中的移动机器人自主定位方法，其特征在于，所述基于多传感器定位系统在机器人移动过程中所采集的数据，构建环境地图，包括：

基于激光雷达采集的激光数据，使用激光SLAM算法构建激光栅格地图；

当接收到UWB模块和IMU模块的测量数据时，将激光栅格地图中的栅格坐标数据关联此时UWB模块输出的定位坐标，得到当前机器人所处环境对应的环境地图；其中，IMU模块用于辅助UWB模块进行定位，提高定位精度。

4.如权利要求3所述的面向地下复杂环境中的移动机器人自主定位方法，其特征在于，所述获取UWB模块提供的两个时刻的相对位置，构建相对位置约束，并将位置约束添加到位姿图优化约束中，构建无偏移的全局地图，以完成融合定位，包括两部分操作；其中，

在第一部分，获取机器人的UWB模块提供的两个时刻的相对位置，构建相对位置约束，并将UWB模块提供的位置约束加入到图框架的后端位姿优化，与激光SLAM实现融合；

在第二部分，对激光雷达获取的激光点云数据进行预处理，得到局部子地图及其位姿，然后对位姿优化并接受UWB模块提供的位置约束，构建无偏移的全局地图，以完成融合定位。

5.如权利要求4所述的面向地下复杂环境中的移动机器人自主定位方法，其特征在于，所述预处理包括去畸变、点云滤波和局部扫描匹配。

6.如权利要求5所述的面向地下复杂环境中的移动机器人自主定位方法，其特征在于，所述IMU模块在第一部分用于辅助UWB模块定位，提高定位精度，在第二部分用于通过积分为点云去畸变提供匹配初始值。