一种融合惯导测量和ArUco标记的定位与导航方法技术

本发明专利技术公开了一种融合惯导测量和ArUco标记的定位与导航方法，属于计算机视觉定位、移动机器人导航技术领域。本发明专利技术在ArUco地图环境下，统一了惯导元件和相机的坐标系，克服了因误识别或漏识别ArUco标记而导致移动机器人当前姿态丢失；一定程度上克服了相机视野有限的问题，提升了机器人的姿态感知能力，使机器人在导航中可以完成更复杂的姿态调整。

【技术实现步骤摘要】
一种融合惯导测量和ArUco标记的定位与导航方法
本专利技术属于计算机视觉定位、移动机器人导航
，涉及一种室内定位与导航的方法，更具体地，涉及一种融合惯导测量和ArUco(AugmentedRealityfromUniversityofCordoba，科尔多瓦大学增强现实库)标记的定位与导航方法，可用于室内环境下移动机器人、无人机等智能移动设备的自主定位与导航。
技术介绍
在计算机、传感器等领域的推动下，移动机器人技术得到了飞速发展，并且在医疗、军事、工业和太空等国防科技及经济生活领域得到了广泛地应用。定位导航是机器人运动控制和动作操作的基础性技术，尤其是在室内缺少卫星导航信号下，利用环境信息实现室内机器人的定位成为常用的实现方式。室内定位和自主导航方法可分为相对估计方法和寻迹方法。相对估计方法是利用惯性导航元件或测距元件测算当前位置和相对移动距离，但缺点是元件测量数据存在漂移，而且精密仪器价格昂贵。寻迹方法需要布置轨道或路标，通过机器人搭载的电磁传感器或图像传感器识别定位，当机器人的任务发生变化时，需要重新布置路径。此外出现了利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种融合惯导测量和ArUco(标记的定位与导航方法，其特征在于：采用惯导元件和相机，包括以下步骤：/n步骤1：建立ArUco地图；/n步骤2：根据任务需要建立路径，路径由一系列坐标点表示，并设定任务目标点P

【技术特征摘要】
1.一种融合惯导测量和ArUco(标记的定位与导航方法，其特征在于：采用惯导元件和相机，包括以下步骤：
步骤1：建立ArUco地图；
步骤2：根据任务需要建立路径，路径由一系列坐标点表示，并设定任务目标点Pset；
步骤3：固定惯导元件和相机的相对位姿，计算得到惯导元件坐标系与相机坐标系之间的旋转关系；
步骤4：惯导元件开始解算姿态；
步骤5：机器人按固定的角速度旋转，直到相机观测到ArUco标记，并成功获得相机在世界坐标系下的姿态，设定当前时刻为k时刻，记录当前相机在世界坐标系中的姿态和惯导元件的自解算姿态；
步骤6：根据步骤5所得到的相机在世界坐标系中的姿态和惯导元件的自解算姿态，计算惯导元件在世界坐标系中的姿态；
步骤7：设定下一时刻为k+1时刻，根据步骤6所得到的惯导元件在世界坐标系中的姿态，计算得到k+1时刻惯导元件在世界坐标系中的姿态；
步骤8：根据步骤7所得到的k+1时刻惯导元件在世界坐标系中的姿态，计算得到k+1时刻相机在世界坐标系中的姿态；
步骤9：通过ArUco标记得到机器人在世界坐标系下的位置Pcurrent，并计算得到设定路径上距离机器人最近的一点Pnearest，Pnearest沿设定路径向Pset方向的第n个点记为Paim；
步骤10：计算Pnearest到Paim的向量Vaim，Vaim即为机器人的方向向量；
步骤11：根据t+Δt时刻机器人的姿态向量Vrobot和方向向量Vaim，计算机器人的偏航角α和俯仰角β；根据α和β的大小，控制机器人的运动角速度，根据Paim和设定点Pset之间的距离控制机器人的运动线速度；
步骤12：判断器人的当前位置Pcurrent是否等于Pset，若不相等则跳转步骤7，若相等则结束导航。


2.根据权利要求1所述的融合惯导测量和ArUco标记的定位与导航方法，其特征在于：在步骤3中；
惯导元件和相机采用正交固定的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海霞，宋诗斌，李嘉怡，张治国，李宝祥，梁慧斌，
申请(专利权)人：青岛卓信通智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37