【技术实现步骤摘要】
基于二维码和激光的室内机器人定位方法、装置及系统
本专利技术涉及机器人行驶控制的
,尤其涉及基于二维码和激光的室内机器人定位方法、装置及系统。
技术介绍
为了在自动化生产和仓储管理中应用移动机器人,要求室内移动机器人必须精确识别当前位置,只有精确识别当前位置,才能精确传输和搬运产品。目前,室内移动机器人定位方法一般有几种:测距法、视觉定位方法、推算定位与RFID相结合方法、条形码定位方法。测距法也称推算法,通过两个轮子加装的编码器测出微小距离,计算出移动机器人位置和姿态的变化量,通过累加,实现移动机器人的自动定位。但是,一旦车轮行进过程中出现打滑空转现象,由于编码器的输出不能修正这一误差,所以随着时间的推移,误差将会累计,导致定位精度的降低,因此,测距法只适用于短距离的定位。视觉定位方法通过安装在移动机器人上的摄像头获取室内环境的图像信息,利用图像分析、对比技术判定机器人的位置,实现定位。该方法存在的问题是:1、由于是两套图像进行对比,需要将其中一套图像预先保存起来,这就需要一个大容量的存储介质存储图像,当需要时随时提取并和当前图像信息进行对比,从而获取当前位置在整个室内环境中的实际位置;2、图像分析需要强大的数据运算能力,远非一般嵌入式系统所能胜任,以上都说明采用视觉定位大大增加了成本。识别移动机器人位置与方向的另外一种方法是射频标识卡和一种RFID阅读器的方法。在这种方法中每一个射频标签对应唯一号码,并根据唯一号码,在射频标签映射表中对应的其实际地理位置,从而定位移动机器人的实际位置。但是使用这种方法必须高密度地敷设射频标签,才能满足机器人定位的 ...
【技术保护点】
1.一种室内机器人定位方法,其特征在于,包括:机器人全局位姿获取步骤,根据工作区域的激光环境地图获取机器人的全局位姿;二维码相对位姿获取步骤,获取工作区域内二维码的图像,并获取二维码在机器人坐标系下的位姿;二维码全局位姿获取步骤,识别二维码ID,根据二维码在机器人坐标系下的位姿和机器人的全局位姿,计算并记录与二维码ID对应的二维码的全局位姿;机器人相对位姿获取步骤,在机器人当前位姿处获取工作区域内任意二维码的图像,并获取机器人在二维码坐标系下的位姿;二维码全局位姿查询步骤,识别二维码ID,查询与二维码ID相应的二维码的全局位姿;机器人当前位姿获取步骤,根据机器人在二维码坐标系下的位姿和二维码的全局位姿,计算获得机器人的当前全局位姿。
【技术特征摘要】
1.一种室内机器人定位方法,其特征在于,包括:机器人全局位姿获取步骤,根据工作区域的激光环境地图获取机器人的全局位姿;二维码相对位姿获取步骤,获取工作区域内二维码的图像,并获取二维码在机器人坐标系下的位姿;二维码全局位姿获取步骤,识别二维码ID,根据二维码在机器人坐标系下的位姿和机器人的全局位姿,计算并记录与二维码ID对应的二维码的全局位姿;机器人相对位姿获取步骤,在机器人当前位姿处获取工作区域内任意二维码的图像,并获取机器人在二维码坐标系下的位姿;二维码全局位姿查询步骤,识别二维码ID,查询与二维码ID相应的二维码的全局位姿;机器人当前位姿获取步骤,根据机器人在二维码坐标系下的位姿和二维码的全局位姿,计算获得机器人的当前全局位姿。2.根据权利要求1所述的室内机器人定位方法,其特征在于:所述机器人全局位姿获取步骤中,根据激光环境地图建立全局坐标系,机器人的全局位姿P0=(x0,y0,θ0)T;所述二维码相对位姿获取步骤中,二维码在机器人坐标系下的位姿P(a)d=(x(a)d,y(a)d,θ(a)d)T;所述二维码全局位姿获取步骤中,识别的二维码ID为Da,二维码Da对应的全局位姿:3.根据权利要求1或2所述的室内机器人定位方法,其特征在于,所述机器人相对位姿获取步骤中,获取机器人在二维码坐标系下的位姿的步骤,具体为:获取二维码在机器人坐标系下的位姿,根据二维码在机器人坐标系下的位姿获取机器人在二维码坐标系下的位姿。4.根据权利要求3所述的室内机器人定位方法,其特征在于:二维码在机器人坐标系下的位姿为P(b)d=(x(b)d,y(b)d,θ(b)d)T,机器人在二维码坐标系下的位姿为P(b)r′:所述二维码全局位姿查询步骤中,识别的任意二维码图像中二维码的ID为Db,查询到的二维码Db的全局位姿为P(b)dm=(x(b)dm,y(b)dm,θ(b)dm)T;所述机器人全局位姿获取步骤中,机器人的全局位姿为P′:5.根据权利要求1所述的室内机器人定位方法,其特征在于,当机器人相对位姿获取步骤中获取任意二维码的图像包括多个二维码时,还包括第一优化步骤:获取所述多个二维码在机器人坐标系下的位姿;识别所述多个二维码ID,查询与所述多个二维码ID对应的二维码的全局位姿;获取与多个二维码在机器人坐标系下的位姿以及查询到的二维码ID对应的全局位姿相关的第一误差函数;计算第一误差函数的最优化解得到机器人的当前全局位姿。6.根据权利要求5所述的室内机器人定位方法,其特征在于,所述第一误差函数定义为:机器人的当前全局位姿为:其中,Db1,Db2,...,Dbk为所述的多个二维码,二维码Dbi在机器人坐标系下的位姿为P(bi)d,查询到Dbi的全局位姿为P(bi)dm,P为机器人的全局位姿,e(P,P(bi)dm,P(bi)d)为与二维码Dbi相关的误差函数,Ωbi为二维码Dbi位姿观测的...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭弟,
申请(专利权)人:杭州南江机器人股份有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。