【技术实现步骤摘要】
本申请涉及平面机器人定位，尤其涉及一种用于平面机器人定位的技术。
技术介绍
1、近年来，随着机器人技术的蓬勃发展，越来越多的重复度高、危险系数大的工作被机器人代替，如配送、清洁、巡检、工业搬运等服务，其中，清洁服务是机器人落地比较广泛的一个应用场景。根据具体应用场景，清洁机器人一般需要具备平面移动的能力，并通过主体结构进行覆盖移动以实现平面清洁，具体可以分为几类，包括：用于地面清洁的家用扫地机器人和商用扫地机器人；用于泳池清洁的机器人；以及用于物体表面清洁的机器人，如火车、轮船表面清洁、玻璃清洁、光伏面板清洁等。
2、在实际应用中，多数清洁机器人对于自主定位、移动都有较高要求，现有技术中，机器人在自主定位方面通常采用如下两种方式：
3、第一种，先基于集成传感器获取的环境感知信息，对机器人运行环境进行建模，再通过传感器的实时环境感知信息与该模型进行实施匹配，以实现机器人的自主定位。该方式的核心技术为slam(simultaneous localization and mapping，同时定位与地图创建)算法，根据机器人集成的传感器类型的不同，分为激光slam算法和视觉slam算法。该方式很大程度上依赖于传感器的性能，即传感器能够观测出环境的区分度。这种方式在清洁机器人的传统应用场景中比较适合，但是用于物体表面清洁的平面机器人的工作范围较小且传感器可能无法观测到工作环境中有区分度的特征，比如用于光伏面板清洁的平面机器人的应用场景很空旷，激光雷达或摄像头都无法观测到有效环境信息，若采用这种自主定位方式大概率会失
4、第二种，依赖于电磁波信号的传播特性和三角定位技术，采用基于电磁波信号的定位技术实现机器人的自主定位，比如常见的gps定位、uwb定位等。由于电磁波在传播过程中的干扰较大，采用这种方式定位精度不高，而且由于基站部署复杂且成本高，因此，对用于物体表面清洁的平面机器人并不适用。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种用于平面机器人定位的系统及方法，以用于至少部分解决现有用于物体表面清洁的平面机器人在自主定位实现上不能兼顾定位精度和成本的技术问题。
2、根据本申请的一个方面，提供了一种用于平面机器人定位的系统，其特征在于，所述系统包括：
3、平面机器人，一个或者多个激光雷达基站，其中，
4、所述平面机器人包括主体结构，定位标识结构，无线通信模块和主控模块，其中，所述定位标识结构固定安装在所述主体结构上，其外周表面涂装或者贴装反光率满足第一预设阈值的反光材料，并在若干预设位置涂装或者贴装预设识别标识；
5、所述激光雷达基站包括单线激光雷达传感器，无线通信模块和处理器模块，其中，所述单线激光雷达传感器的光学窗口与所述预设识别标识的高度相对确定，以使所述预设识别标识部分或者全部朝向所述激光雷达基站时，被所述单线激光雷达传感器检测到；
6、所述平面机器人被设置为时钟同步服务端，所述激光雷达基站被设置为时钟同步客户端。
7、可选地，其中，所述定位标识结构包括：
8、类圆柱体结构。
9、可选地，其中，所述平面机器人还包括：
10、里程计和惯性测量单元。
11、根据本申请的另一个方面，提供了一种用于平面机器人定位的方法，其中，所述方法包括：
12、基于所述平面机器人的服务区域，在所述平面机器人中建立全局坐标系和所述服务区域的二维栅格地图，并根据所述一个或者多个激光雷达基站在所述服务区域中的部署位置和所述服务区域的二维栅格地图，标定每个激光雷达基站在全局坐标系下的坐标信息；
13、每个激光雷达基站通过单线激光雷达传感器，获取所述平面机器人的二维点云数据，并记录与获取时刻对应的时间戳，以及通过处理器模块，对所述二维点云数据进行处理，以确定所述激光雷达基站坐标系下的所述平面机器人的定位信息，并根据该激光雷达基站在全局坐标系下的坐标信息，换算成全局坐标系下的所述平面机器人的第一定位信息，其中，所述第一定位信息包括坐标信息和朝向角信息；
14、通过平面机器人和激光雷达基站的无线通信模块，同步所述平面机器人和每个激光雷达基站的时钟，以使所述平面机器人获取每个激光雷达基站的时间戳和对应的全局坐标系下的所述平面机器人的第一定位信息；
15、通过所述平面机器人的主控模块，基于每个激光雷达基站的时间戳，将时间戳对应的时刻与当前时刻之间的时间差满足第二预设阈值的激光雷达基站的对应的全局坐标系下的所述平面机器人的第一定位信息进行融合，并将融合结果确定为当前时刻所述平面机器人的最终定位信息。
16、可选地，其中，所述将时间戳对应的时刻与当前时刻之间的时间差满足第二预设阈值的激光雷达基站的对应的全局坐标系下的所述平面机器人的第一定位信息进行融合，并将融合结果确定为当前时刻所述平面机器人的最终定位信息包括：
17、遍历所述一个或者多个激光雷达基站，确定时间戳对应的时刻与当前时刻之间的时间差满足第二预设阈值的全部激光雷达基站；
18、基于所述全部激光雷达基站的每个激光雷达基站的对应的全局坐标系下的所述平面机器人的第一定位信息中的朝向角信息，确定每个激光雷达基站的权重；
19、基于每个激光雷达基站的权重，将所述全部激光雷达基站的每个激光雷达基站的对应的全局坐标系下的所述平面机器人的第一定位信息进行加权平均，并将加权平均结果确定为当前时刻所述平面机器人的最终定位信息。
20、可选地，所述一种用于平面机器人定位的方法还包括：
21、通过所述平面机器人的里程计和惯性测量单元，获取当前时刻与每个激光雷达基站的时间戳对应的时刻之间产生的定位增量信息，通过所述平面机器人的主控模块，将所述定位增量信息与所述激光雷达基站的对应的全局坐标系下的所述平面机器人的第一定位信息进行融合，得到当前时刻的每个激光雷达基站的全局坐标系下的所述平面机器人的第二定位信息；
22、其中，将每个激光雷达基站的全局坐标系下的所述平面机器人的第二定位信息进行融合，并将融合结果确定为所述平面机器人的最终定位信息。
23、可选地，所述一种用于平面机器人定位的方法还包括：
24、若里程计的计数大于第三预设阈值，则通过所述平面机器人的里程计和惯性测量单元，获取当前时刻与每个激光雷达基站的时间戳对应的时刻之间产生的定位增量信息，并通过所述平面机器人的主控模块，将所述定位增量信息与所述激光雷达基站的对应的全局坐标系下的所述平面机器人的第一定位信息进行融合，得到当前时刻的每个激光雷达基站的全局坐标系下的所述平面机器人的第三定位信息；
25、其中，将每个激光雷达基站的全局坐标系下的所述平面机器人的第三定位信息进行融合，并将融合结果确定为所述平面机器人的最终定位信息；
26、将里程计数清零。
27、可选地，所述一种用于平面机器人定位的方法还包括：
28、若里本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于平面机器人定位的系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位标识结构包括：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述平面机器人还包括：
4.一种用于平面机器人定位的方法，应用于基于如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述方法包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将时间戳对应的时刻与当前时刻之间的时间差满足第二预设阈值的激光雷达基站的对应的全局坐标系下的所述平面机器人的第一定位信息进行融合，并将融合结果确定为当前时刻所述平面机器人的最终定位信息包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行以实现如权利要求4至8中任一项所述的方法。
【技术特征摘要】
1.一种用于平面机器人定位的系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位标识结构包括：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述平面机器人还包括：
4.一种用于平面机器人定位的方法，应用于基于如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述方法包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将时间戳对应的时刻与当前时刻之间的时间差满足第二预设阈值的激光雷达基站的对应的全局坐标...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞梁，白静，王小挺，袁炜锋，
申请(专利权)人：上海思岚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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