本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人定位方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。所述方法包括：本申请实施例获取机器人的激光扫描数据，并提取所述激光扫描数据中的角点以及对应的角点法向量；将所述激光扫描数据投影至全局坐标系中，得到激光扫描投影数据；确定第一激光点与第二激光点之间的关联激光点对、第一角点与第二角点之间的关联角点对以及对应的角点法向量对；根据所述关联激光点对、所述关联角点对以及对应的角点法向量对构造目标函数；对所述目标函数进行迭代求解，得到所述机器人相对于所述全局坐标系的位姿。通过本申请，即使在弱激光扫描特征场景下，也具有较好的定位准确性和鲁棒性，能够建立更加精准的地图。准的地图。准的地图。
【技术实现步骤摘要】
机器人定位方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
[0001]本申请属于机器人
，尤其涉及一种机器人定位方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。
技术介绍
[0002]机器人定位与建图是指利用传感器信息，构建机器人运动场景范围内的地图的技术。在实际应用场景上，常使用二维激光雷达作为主要传感器进行定位与建图，基于二维激光雷达的扫描匹配是其中的关键技术。
[0003]在现有技术中，主要基于点到点、点到线的扫描匹配方法来进行定位与建图，但是这种方法主要适用于激光扫描特征丰富的场景，当机器人进入弱激光扫描特征场景下，上述方法通常表现为陷入局部最优而导致定位不准确，鲁棒性不足，使得无法建立精准的地图。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人定位方法、装置、计算机可读存储介质及机器人，以解决现有的机器人定位方法定位不准确，无法建立精准的地图的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种机器人定位方法，可以包括：
[0006]获取机器人的激光扫描数据，并提取所述激光扫描数据中的角点以及对应的角点法向量；
[0007]将所述激光扫描数据投影至全局坐标系中，得到激光扫描投影数据；所述全局坐标系为预设的全局地图所在的坐标系；
[0008]确定第一激光点与第二激光点之间的关联激光点对、第一角点与第二角点之间的关联角点对以及对应的角点法向量对；所述第一激光点为所述激光扫描投影数据中的激光点，所述第二激光点为所述全局地图中的激光点，所述第一角点为所述激光扫描投影数据中的角点，所述第二角点为所述全局地图中的角点；
[0009]根据所述关联激光点对、所述关联角点对以及对应的角点法向量对构造目标函数；
[0010]对所述目标函数进行迭代求解，得到所述机器人相对于所述全局坐标系的位姿。
[0011]在第一方面的一种具体实现方式中，所述根据所述关联激光点对、所述关联角点对以及对应的角点法向量对构造目标函数，可以包括：
[0012]根据所述关联激光点对计算激光点目标项；
[0013]根据所述关联角点对计算角点目标项；
[0014]根据所述角点法向量对计算法向量目标项；
[0015]根据所述激光点目标项、所述角点目标项和所述法向量目标项构造所述目标函数。
[0016]在第一方面的一种具体实现方式中，所述根据所述关联激光点对计算激光点目标
项，可以包括：
[0017]将所述关联激光点对的欧式距离之和确定为所述激光点目标项。
[0018]在第一方面的一种具体实现方式中，所述根据所述关联角点对计算角点目标项，可以包括：
[0019]计算所述第二角点的协方差，并根据所述协方差计算所述关联角点对的权重；
[0020]根据所述权重对所述关联角点对的欧式距离进行加权求和，得到所述角点目标项。
[0021]在第一方面的一种具体实现方式中，所述根据所述角点法向量对计算法向量目标项，可以包括：
[0022]计算所述第二角点的协方差，并根据所述协方差计算所述关联角点对的权重；
[0023]根据所述权重对所述角点法向量对的叉积二范数之和进行加权求和，得到法向量目标项。
[0024]在第一方面的一种具体实现方式中，所述根据所述激光点目标项、所述角点目标项和所述法向量目标项构造所述目标函数，可以包括：
[0025]将所述激光点目标项、所述角点目标项和所述法向量目标项的二范数平方和确定为所述目标函数。
[0026]在第一方面的一种具体实现方式中，所述提取所述激光扫描数据中的角点以及对应的角点法向量，可以包括：
[0027]提取所述激光扫描数据中的各条线段；
[0028]以第一线段的端点为中心进行邻域搜索，所述第一线段为所述激光扫描数据中的任意一条线段；
[0029]若邻域搜索到第二线段的端点，则计算所述第一线段所在直线与所述第二线段所在直线之间的交点；所述第二线段为所述激光扫描数据中除所述第一线段之外的任意一条线段；
[0030]根据所述交点、所述第一线段的端点以及所述第二线段的端点计算端点距离；
[0031]若所述端点距离小于预设的距离阈值，则将所述交点确定为角点，并将所述第一线段的法向量和所述第二线段的法向量确定为对应的角点法向量。
[0032]本申请实施例的第二方面提供了一种机器人定位装置，可以包括：
[0033]角点提取模块，用于获取机器人的激光扫描数据，并提取所述激光扫描数据中的角点以及对应的角点法向量；
[0034]地图投影模块，用于将所述激光扫描数据投影至全局坐标系中，得到激光扫描投影数据；所述全局坐标系为预设的全局地图所在的坐标系；
[0035]关联确定模块，用于确定第一激光点与第二激光点之间的关联激光点对、第一角点与第二角点之间的关联角点对以及对应的角点法向量对；所述第一激光点为所述激光扫描投影数据中的激光点，所述第二激光点为所述全局地图中的激光点，所述第一角点为所述激光扫描投影数据中的角点，所述第二角点为所述全局地图中的角点；
[0036]目标函数构造模块，用于根据所述关联激光点对、所述关联角点对以及对应的角点法向量对构造目标函数；
[0037]位姿求解模块，用于对所述目标函数进行迭代求解，得到所述机器人相对于所述
全局坐标系的位姿。
[0038]在第二方面的一种具体实现方式中，所述目标函数构造模块具体可以包括：
[0039]激光点目标项计算子模块，用于根据所述关联激光点对计算激光点目标项；
[0040]角点目标项计算子模块，用于根据所述关联角点对计算角点目标项；
[0041]法向量目标项计算子模块，用于根据所述角点法向量对计算法向量目标项；
[0042]目标函数构造子模块，用于根据所述激光点目标项、所述角点目标项和所述法向量目标项构造所述目标函数。
[0043]在第二方面的一种具体实现方式中，所述激光点目标项计算子模块可以具体用于：将所述关联激光点对的欧式距离之和确定为所述激光点目标项。
[0044]在第二方面的一种具体实现方式中，所述角点目标项计算子模块可以具体用于：计算所述第二角点的协方差，并根据所述协方差计算所述关联角点对的权重；根据所述权重对所述关联角点对的欧式距离进行加权求和，得到所述角点目标项。
[0045]在第二方面的一种具体实现方式中，所述法向量目标项计算子模块可以具体用于：计算所述第二角点的协方差，并根据所述协方差计算所述关联角点对的权重；根据所述权重对所述角点法向量对的叉积二范数之和进行加权求和，得到法向量目标项。
[0046]在第二方面的一种具体实现方式中，所述目标函数构造子模块可以具体用于：将所述激光点目标项、所述角点目标项和所述法向量目标项的二范数平方和确定为所述目标函数。
[0047]在第二方面的一种具体实现方式中，所述角点提取模块可以具体用于：提取所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机器人定位方法，其特征在于，包括：获取机器人的激光扫描数据，并提取所述激光扫描数据中的角点以及对应的角点法向量；将所述激光扫描数据投影至全局坐标系中，得到激光扫描投影数据；所述全局坐标系为预设的全局地图所在的坐标系；确定第一激光点与第二激光点之间的关联激光点对、第一角点与第二角点之间的关联角点对以及对应的角点法向量对；所述第一激光点为所述激光扫描投影数据中的激光点，所述第二激光点为所述全局地图中的激光点，所述第一角点为所述激光扫描投影数据中的角点，所述第二角点为所述全局地图中的角点；根据所述关联激光点对、所述关联角点对以及对应的角点法向量对构造目标函数；对所述目标函数进行迭代求解，得到所述机器人相对于所述全局坐标系的位姿。2.根据权利要求1所述的机器人定位方法，其特征在于，所述根据所述关联激光点对、所述关联角点对以及对应的角点法向量对构造目标函数，包括：根据所述关联激光点对计算激光点目标项；根据所述关联角点对计算角点目标项；根据所述角点法向量对计算法向量目标项；根据所述激光点目标项、所述角点目标项和所述法向量目标项构造所述目标函数。3.根据权利要求2所述的机器人定位方法，其特征在于，所述根据所述关联激光点对计算激光点目标项，包括：将所述关联激光点对的欧式距离之和确定为所述激光点目标项。4.根据权利要求2所述的机器人定位方法，其特征在于，所述根据所述关联角点对计算角点目标项，包括：计算所述第二角点的协方差，并根据所述协方差计算所述关联角点对的权重；根据所述权重对所述关联角点对的欧式距离进行加权求和，得到所述角点目标项。5.根据权利要求2所述的机器人定位方法，其特征在于，所述根据所述角点法向量对计算法向量目标项，包括：计算所述第二角点的协方差，并根据所述协方差计算所述关联角点对的权重；根据所述权重对所述角点法向量对的叉积二范数之和进行加权求和，得到法向量目标项。6.根据权利要求2所述的机器人定位方法，其特征在于，所述根据所述激光点目标项、所述角点目标项和所述法向量目标项构造所述目标函数，包括：将所述激光点目标项、所述角点目标项...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱沛聪，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。