一种具有全局位置快速估计能力的机器人定位方法-AGV吧

技术领域

本发明主要应用于室内外机器人平台的自主运动控制领域，尤其是一种通过3D扫描技术W及Ξ维距离变换完成对机器人全局位置的估计技术。

背景技术

随着机器人技术的发展，其人被广泛的运用在各个领域，机器人通过对自身全局位置的估计，实现对机器人的自主导航、实现目标任务，W及其他用到全局位置作为反馈的控制系统。

实现机器人定位的方法很多，包括广泛应用的GI^定位，但此方法目前仅适用于室外环境，对干扰敏感且精度不高；里程计可W实现轮式平台的二维定位，惯性定位技术依靠与物质惯性有关的物理原理实现相对定位，但由于相对定位在原理上误差累积，因此长时间误差发散，此外高精度的惯性器件成本较高；全局位置估计还可利用2D激光扫描实现，但是如果在2D平面中的环境特征不明显讨目似，单一）的情况下，其估计结果误差大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有全局位置快速估计能力的机器人，其包括一机器人平台、运动传感器W及3D扫描装置，所述机器人平台携带所述运动传感器W 及所述3D扫描装置并移动，所述3D扫描装置用于对环境轮廓进行3D点云数据扫描，所述运动传感器测量所述机器人平台的具体位置。阳0化]较佳地，所述3D扫描装置包括2D激光扫描传感器、转台W及码盘，所述2D激光扫描传感器安装在所述转台上，所述2D激光扫描传感器用于逐帖扫描可测量半圆周内传感器中屯、到环境障碍物的距离，所述转台沿激光扫描平面垂直的方向旋转，所述码盘测量转台所在位置相对转角零位的转角。

较佳地，所述运动传感器包括里程计、加速度计和巧螺仪，所述里程计用于测量所述机器人平台的位置增量，所述加速度计用于测量机器人平台的加速度，所述巧螺仪用于测量机器人平台的航向角。

本发明还提供了一种包括W下步骤：

事先对环境空间进行3D扫描得到完整的全局地图，所述全局地图上的每个点代表一个障碍物点；

将环境空间W-定尺度栅格化为的栅格空间，计算每个栅格到与该栅格最近的障碍物点的距离值；

运行所述机器人平台，同时启动所述3D扫描装置完成一帖3D扫描帖；

采用粒子滤波框架，模拟一定量的粒子按照所述机器人平台的动力学模型运动；

将所述3D扫描帖按照所述各粒子的位置和姿态投影到栅格图中，计算各粒子的激光扫描点与机器人的激光扫描点位置之间的距离，得到激光扫描点与机器人激光扫描点最近的粒子，其位置即为机器人全局位置最终的估计结果；

重新获得粒子群对机器人获得的下一个扫描帖的位置进行估计。

较佳地，计算栅格与其最近障碍物点距离的过程采用了欧式距离变换W及基于最优邸-Tree的最近邻点的查找。

较佳地，所述机器人运动的动力学模型根据所述运动传感器测得。

较佳地，所述粒子模拟所述运动传感器所测得的机器人运动数据W及所述运动传感器的测量误差。

较佳地，激光扫描点与机器人激光扫描点最近的粒子为一个或多个。