导航定位方法、装置及机器人制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种导航定位方法、装置及机器人。在第一周期中，在第一时刻扫描第一点云数据，将第一点云数据作为基础点云,在第二时刻扫描第二点云数据，并将第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配；在第三时刻获得第一点云数据和第二点云数据的偏差值和第二时刻的位姿数据,获取第二时刻和第三时刻之间所记录的位移偏移量,根据所述位移偏移量和所述第二时刻的位姿数据确定位姿修正数据，将所述位姿修正数据对应的点云数据作为第二时刻下新的第二点云数据,在进入下一周期扫描点云数据时将新的第二点云数据作为基础点云进行匹配，利用位移偏移量补偿平台在进行匹配过程中的位移量，提高定位的准确度。

Navigation and positioning methods, devices and robots

The embodiment of the invention discloses a navigation and positioning method, device and robot. In the first cycle, the first point cloud data is scanned at the first moment, the first point cloud data is taken as the base point cloud, the second point cloud data is scanned at the second moment, and the first point cloud data is matched with the second point cloud data; the deviation value of the first point cloud data and the second point cloud data and the position and attitude data of the second time are obtained at the third time, and the second and third time are obtained. The displacement offset recorded between them is determined according to the displacement offset and the position and attitude data at the second time. The point cloud data corresponding to the position and attitude correction data are taken as the new second point cloud data at the second time, and the new second point cloud data are matched as the basic point cloud when entering the next cycle scanning point cloud data, and the displacement offset is used to compensate the displacement offset. The displacement of the platform in the matching process can improve the accuracy of positioning.

【技术实现步骤摘要】
导航定位方法、装置及机器人
本专利技术涉及机器人即时定位与地图构建领域，特别涉及一种导航定位方法、装置及机器人。
技术介绍
室内导航定位一般基于激光或者视觉SLAM(simultaneouslocalizationandmapping)方式。SLAM原理为：获得场景信息，将场景信息以某种形式进行存储形成地图，再次获得信息时，将两组信息数据进行匹配，并把原场景不存在的信息增加到已有地图信息中。室内环境较为平整，采用二维激光数据或者视觉深度信息等进行地图构建，数据量相对较小，计算周期较短，同时考虑到室内平台速度较慢，所以采集到一组数据进行的匹配定位计算时间中，移动平台相对位移较小，可认为计算得到的位姿信息为当前时刻位姿。室外导航也可采用SLAM的方式，但是由于环境的不确定性，二维数据的方式变得极不稳定。所以室外采用三维点云匹配的方式。(点云：将扫描的数据以点的形式存在，大量数据组成的信息成为点云。三维点云信息可通过(x,y,z)的方式进行存储。)目前点云匹配的方式包括NDT匹配，ICP匹配等，扫描两幅相邻点云信息，通过以上算法可计算出两幅点云的位姿偏移量。描述一个特征值充足的室外环境需要一定数据量的点云信息，进行匹配需要一段时间(十分之几秒到几秒之间)，室外平台运动速度较快，在两组点云进行匹配的时间间隔，平台可能已经移动了一段距离，所以匹配的结果是一段时间以前的位姿信息，无法准确表示平台当前时刻位姿信息。引入里程计位姿信息，在平台轮系上安装码盘，可计算获得运动轮旋转圈数，从而可计算移动的距离，计算出码盘里程计。该里程计信息由于打滑等原因与实际位姿变化存在一定误差，随着时间积累越大，误差越大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种导航定位方法、装置及机器人，在匹配的过程中，使用码盘统计位移偏移量进行辅助定位，获得匹配的结果去修正该时刻之间某个时刻的位姿，减少定位的误差。第一方面，本专利技术提供一种导航定位方法，所述方法包括：在第一周期中，在第一时刻扫描第一点云数据，将所述第一点云数据作为基础点云；在第二时刻扫描第二点云数据，并将所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配；在第三时刻获得所述第一点云数据和所述第二点云数据的偏差值和第二时刻的位姿数据；获取所述第二时刻和所述第三时刻之间所记录的位移偏移量；根据所述位移偏移量和所述第二时刻的位姿数据确定位姿修正数据；将所述位姿修正数据对应的点云数据作为第二时刻下新的第二点云数据；在进入下一周期扫描点云数据时将所述新的第二点云数据作为基础点云进行匹配，以完成对整个场景的位姿修正。可选地，所述获取所述第二时刻和所述第三时刻之间所记录的位移偏移量，包括：利用码盘获取所述第二时刻和所述第三时刻之间所记录的位移偏移量。可选地，所述将所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配，包括：采用NDT匹配或ICP匹配对所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配。可选地，所述在第一时刻扫描第一点云数据，包括：在第一时刻扫描第一点云数据，并通过(x,y,z)的方式进行存储。可选地，所述在第二时刻扫描第二点云数据，包括：在第二时刻扫描第二点云数据，并通过(x,y,z)的方式进行存储。第二方面，本专利技术提供一种导航定位装置，所述装置包括：扫描单元，用于在第一周期中，在第一时刻扫描第一点云数据，将所述第一点云数据作为基础点云；所述扫描单元还用于在第二时刻扫描第二点云数据，并将所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配；获取单元，用于在第三时刻获得所述第一点云数据和所述第二点云数据的偏差值及第二时刻的位姿数据；所述获取单元还用于获取所述第二时刻和所述第三时刻之间所记录的位移偏移量；修正单元，用于根据所述位移偏移量和所述第二时刻的位姿数据确定位姿修正数据；所述修正单元还用于将所述位姿修正数据对应的点云数据作为第二时刻下新的第二点云数据；扫描单元还用于在进入下一周期扫描点云数据时将所述新的第二点云数据作为基础点云进行匹配，以完成对整个场景的位姿修正。可选地，所述扫描单元还用于：利用码盘获取所述第二时刻和所述第三时刻之间所记录的位移偏移量。可选地，所述扫描单元还用于：采用NDT匹配或ICP匹配对所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配。可选地，所述扫描单元还用于：在第一时刻扫描第一点云数据，并通过(x,y,z)的方式进行存储；或在第二时刻扫描第二点云数据，并通过(x,y,z)的方式进行存储。第三方面，本专利技术提供一种机器人，应用于如上述的导航定位方法。本专利技术实施例公开了一种导航定位方法、装置及机器人，在第一周期中，在第一时刻扫描第一点云数据，将第一点云数据作为基础点云,在第二时刻扫描第二点云数据，并将第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配；在第三时刻获得第一点云数据和第二点云数据的偏差值，根据偏差值获得第二时刻的位姿数据,获取第二时刻和第三时刻之间所记录的位移偏移量,利用第二时刻的位姿数据和位移偏移量确定第三时刻的位姿数据,根据第三时刻的位姿数据修正第二点云数据得到对应第三时刻的位姿数据下的第三点云数据,在进入下一周期扫描点云数据时将第二点云数据作为基础点云进行匹配，利用位移偏移量补偿平台在进行匹配过程中的位移量，提高定位的准确度。附图说明图1是本专利技术实施例中提供的一种导航定位方法的流程图；图2是本专利技术实施例中提供的一种导航定位方法的示意图；图3是本专利技术实施例中提供的一种导航定位方法时间周期的示意图；图4是本专利技术实施例中提供的一种导航定位装置的结构框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本专利技术实施例提供了一种导航定位方法、装置及机器人，在匹配的过程中，使用码盘统计位移偏移量进行辅助定位，获得匹配的结果去修正该时刻之间某个时刻的位姿，减少定位的误差。结合如1所示，本专利技术提供一种导航定位方法，所述方法包括：S101、在第一周期中，在第一时刻扫描第一点云数据，将所述第一点云数据作为基础点云。点云数据为在该时刻位姿下生成的世界坐标系下的点云数据，在第一时刻扫描第一点云数据，并通过(x,y,z)的方式进行存储。S102、在第二时刻扫描第二点云数据，并将所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配。在第二时刻扫描第二点云数据，并通过(x,y,z)的方式进行存储。采用NDT(NormalDistributionTrans本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导航定位方法，其特征在于，所述方法包括：在第一周期中，在第一时刻扫描第一点云数据，将所述第一点云数据作为基础点云；在第二时刻扫描第二点云数据，并将所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配；在第三时刻获得所述第一点云数据和所述第二点云数据的偏差值及第二时刻的位姿数据；获取所述第二时刻和所述第三时刻之间所记录的位移偏移量；根据所述位移偏移量和所述第二时刻的位姿数据确定位姿修正数据；将所述位姿修正数据对应的点云数据作为第二时刻下新的第二点云数据；在进入下一周期扫描点云数据时将所述新的第二点云数据作为基础点云进行匹配，以完成对整个场景的位姿修正。

【技术特征摘要】
1.一种导航定位方法，其特征在于，所述方法包括：在第一周期中，在第一时刻扫描第一点云数据，将所述第一点云数据作为基础点云；在第二时刻扫描第二点云数据，并将所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配；在第三时刻获得所述第一点云数据和所述第二点云数据的偏差值及第二时刻的位姿数据；获取所述第二时刻和所述第三时刻之间所记录的位移偏移量；根据所述位移偏移量和所述第二时刻的位姿数据确定位姿修正数据；将所述位姿修正数据对应的点云数据作为第二时刻下新的第二点云数据；在进入下一周期扫描点云数据时将所述新的第二点云数据作为基础点云进行匹配，以完成对整个场景的位姿修正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第二时刻和所述第三时刻之间所记录的位移偏移量，包括：利用码盘获取所述第二时刻和所述第三时刻之间所记录的位移偏移量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配，包括：采用NDT匹配或ICP匹配对所述第一点云数据和所述第二点云数据进行匹配。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在第一时刻扫描第一点云数据，包括：在第一时刻扫描第一点云数据，并通过(x,y,z)的方式进行存储。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在第二时刻扫描第二点云数据，包括：在第二时刻扫描第二点云数据，并通过(x,y,z)的方式进行存储。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐方，孙铭泽，邹风山，杨奇峰，赵彬，梁亮，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21