[发明专利]一种用于变电站巡检机器人激光导航的初始化定位方法

摘要

本发明公开了一种用于变电站巡检机器人激光导航的初始化定位方法，包括以下步骤1）绘制出二维环境地图，记录下地图上关键节点的位姿信息；2）按照高斯分布以记忆位姿为中心局部播撒粒子；3）对粒子进行重新计算，按照粒子滤波算法中采样与重采样的计算方法，对粒子簇进行实时更新；4）经过短暂的运动，粒子簇会呈现收敛的趋势，最终收敛成一个较小的粒子簇；5）对所有粒子进行加权平均计算，得到一个估计位姿，即该时刻机器人的定位结果。本发明采用局部播撒粒子的做法，来快速精确地确认机器人的初始坐标，能够快速实现机器人的初始化定位，使机器人的巡检更加安全流畅。

主权项

一种用于变电站巡检机器人激光导航的初始化定位方法，在至少具有运动控制系统、惯性导航系统、激光扫描传感器的机器人上使用；其特征在于：包括以下步骤：1)采用同步定位与地图构建SLAM方法在机器人操作系统ROS中绘制出一张二维环境地图；绘制地图的同时，记录下地图上关键节点的位姿信息；2)按照高斯分布以记忆位姿为中心局部播撒粒子；从步骤1)中记录的关键节点中选取一个作为巡检机器人的起始位姿，然后以该点为中心，按照高斯分布向周围随机播撒粒子，每一个粒子代表一个可能的机器人的位姿；初始时刻就有了一个以记忆位姿为中心的粒子簇；局部播撒粒子时，假设机器人的初始位姿为需要n个粒子，以为中心按照高斯分布，在机器人周围播撒粒子，利用下列公式来产生一个粒子，θ^(j)=θ^+Edrft]]>x(j)=x+Etrs*cos(θ^(j))]]>y(j)=y+Etrs*sin(θ^(j))]]>其中用Etrs、Edrft分别表示机器人的移动误差和旋转误差，它们均服从均值为0的高斯分布，j＝1,2,3....n；由此可完成局部播撒粒子的初始化；3)随着机器人的运动，将激光扫描传感器返回的数据与二维地图做匹配，对粒子进行重新计算，按照粒子滤波算法中采样与重采样的计算方法，对粒子簇进行实时更新；4)经过短暂的运动，粒子簇会呈现收敛的趋势，最终收敛成一个较小的粒子簇；5)对所有粒子进行加权平均计算，得到一个估计位姿，该估计位姿就是该时刻机器人的定位结果，由此完成了机器人初始化的定位工作。