CN108663048A - 一种室内机器人混合定位系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种室内机器人混合定位方法，其特征在于，包括如下步骤：机器人正常启动时，获取二维信息、三维信息，匹配所述二维信息和三维信息到所述混合地图，获取机器人在混合地图的坐标位置；机器人异常启动时，基于混合地图获取原始坐标信息；匹配所述原始位置到所述二维地图，之后，初始化二维地图的定位，根据初始化的二维地图调整混合地图；按正常启动的步骤获取机器人的坐标位置；其中，所述混合地图由二维地图和三维地图组建而成。本申请达到的有益技术效果为：机器人正常启动时可以快速准确的实现定位，而且在异常启动时可以可靠的完成重定位。
Description
技术领域
本发明涉及机器人定位系统及定位方法，具体涉及一种室内机器人混合定位系统及方法。
背景技术
目前，移动机器人通过传感器感知环境和自身状态，进而实现在有障碍物的环境中面向目标自主运动，这就是通常所说的智能自主移动机器人的导航技术。而定位则是确定移动机器人在工作环境中相对于全局坐标的位置及其本身的姿态，是移动机器人导航的基本环节。
然而，在机器人的系统关闭或者断电的情况下，当时机器人的位置和自身状态发生变化时，机器人启动后无法定位其所在地图位置和自身状态，此时通常需要人为将机器人移动到初始位置重新启动系统获取初始位置和状态后才能进行自主导航。因此，为了实现机器人在异常情况下自动定位，无须人为干预移动，需对机器人重定位。
当前，相关技术中提供的室内机器人的重定位方法，有二维的激光定位和纯视觉的定位技术。
但是二维的激光定位，存在着信息量较少，重定位困难的问题。需要辅助其他的手段进行重定位。纯视觉的定位技术，虽然能够较好的解决重定位问题，但存在易受光线、图像质量等因素影响，可靠性较低的问题。
因此，如何使机器人无需辅助其他手段即可完成可靠的重定位便成为急需解决的技术问题。
发明内容
本申请解决的主要问题是提供一种室内机器人混合定位方法以解决机器人重定位困难，定位不可靠的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种室内机器人混合定位方法，包括如下步骤：
机器人正常启动时，获取二维信息、三维信息，匹配所述二维信息、三维信息到所述混合地图，获取机器人在混合地图的坐标位置；
机器人异常启动时，基于混合地图获取原始坐标信息，匹配所述原始位置到所述二维地图，之后，初始化二维地图的定位，根据初始化的二维地图调整混合地图；按正常启动的步骤获取机器人的坐标位置；
其中，所述混合地图由二维地图和三维地图组建而成；
其中，所述混合地图由二维地图和三维地图组建而成。
优选地，获取机器人在混合地图的坐标位置时，匹配的二维信息和三维信息的权重不同。
优选地，所述二维地图由二维信息采集装置采集的二维信息构建。
优选地，所述三维地图由三维信息采集装置采集的三维信息构建。
本申请还提供了一种室内机器人混合定位系统，包括：信息采集模块、坐标位置模块、定位模块、重定位模块，
所述信息采集模块连接所述坐标位置模块、定位模块、重定位模块，用于采集模块采集二维信息、三维信息；
所述坐标位置模块，包括混合地图，连接所述定位模块、重定位模块，所述混合地图由二维地图和三维地图组建而成；
所述定位模块，用于匹配所述二维信息、三维信息到所述坐标位置模块以确定机器人坐标位置；
所述重定位模块，用于基于混合地图的获取原始坐标信息，优选根据三维信息获取混合地图原始坐标信息，匹配所述原始位置到所述二维地图，之后，初始化二维地图的定位，根据初始化的二维地图调整混合地图；按正常启动的步骤获取机器人的坐标位置；
其中，所述混合地图由二维地图和三维地图组建而成
优选还包括：自检模块，所述自检模块用于定位前自检的步骤，定位自检正常则按照正常启动定位机器人位置，定位自检若异常，则按照异常启动，定位机器人位置。
优选地，所述信息采集模块，包括二维信息采集单元，三维信息采集单元，
所述二维信息采集单元用于采集二维信息；
所述三维信息采集单元用于采集三维信息。
优选地，包括：激光器，所述二维信息,包括:激光点云信息；
所述三维信息采集单元，包括：双目摄像头,所述三维信息，包括：视觉图像信息。
优选地，所述激光器为一线型激光器，所述双目摄像头的两个摄像部件位于同一水平线上，所述一线型激光器位于所述双目摄像头下方，与所述双目摄像头平行。
与现有技术相比，本申请所述的室内机器人的混合定位方法及系统，达到了如下效果：
本申请提出的室内机器人混合定位方法是基于由二维地图和三维地图构建的混合地图使机器人在正常运行时实现快速准确的定位，在异常启动时，可以基于混合地图与三维地图和二维地图的关系，实现了机器人的可靠的重定位。在重定位时无需借助其他辅助的技术手段，重定位准确可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中提出的室内机器人混合定位系统的结构示意图；
图2为本申请实施例中提出的室内机器人混合定位方法的流程图；
图3为本申请实施例中提出的信息采集模块在机器人上的一种安装位置的示意图。
具体实施方式
有鉴于本申请背景技术中所提到的问题，应用二维的激光定位法对机器人重定位时，由于信息量较少，因此如果需要使用二维的激光定位需辅助其他技术手段进行重定位，造成重定位困难。使用纯视觉的定位技术，虽然能够较好的解决重定位问题，但存在易受光线、图像质量等因素影响，可靠性较低的问题。
如图2所示为本申请实施例提出的室内机器人混合定位方法的流程图，下面通过上述附图对本申请提出的室内机器人混合定位方法进行具体的描述。
本申请提供了一种室内机器人混合定位方法，包括如下步骤：
启动机器人定位系统101；
机器人正常启动时，获取二维信息、三维信息201，匹配所述二维信息和三维信息到所述混合地图202，获取机器人在混合地图的坐标位置400；
机器人异常启动时，基于混合地图获取原始坐标信息301，匹配所述原始位置到所述二维地图302，之后，初始化二维地图的定位303，根据初始化的二维地图初始化混合地图304；按正常启动的步骤获取机器人的坐标位置400；
其中，所述混合地图由二维地图和三维地图组建而成。
优选还包括定位前自检的步骤，定位自检正常则按照正常启动定位机器人位置，定位自检若异常，则按照异常启动，定位机器人位置。
在具体的应用场景中，机器人正常启动后，获取机器人在混合地图的坐标位置时，机器人可根据实际地图的复杂程度匹配不同权重的二维信息和三维信息到混合地图中以获取机器人在混合地图中的位置。当地图相对较简单是可以选择适当增加二维地图权重，以便更高效的定位出机器人的位置；当地图相对较为复杂时，可适当增加三维地图权重，以便更精确的定位出机器人的位置。
其中，所述二维地图由二维信息采集装置采集的二维信息构建；所述三维地图由三维信息采集装置采集的三维信息构建。
其中，所述二维信息,包括:激光点云信息；所述三维信息，包括：视觉图像信息。
与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：
本申请提出的室内机器人混合定位方法是基于由二维地图和三维地图构建的混合地图使机器人在正常运行时实现快速准确的定位，在异常启动时可以基于混合地图与三维地图和二维地图的关系，实现了机器人的可靠的重定位。
如图1所示为本申请实施例提出的室内机器人混合定位系统的结构示意图，下面通过上述附图对本申请提出的室内机器人混合定位系统进行具体的描述。
本申请还提供一种室内机器人混合定位系统，其特征在于，包括：信息采集模块100、坐标位置模块200、定位模块300、重定位模块400，
所述信息采集模块100连接所述坐标位置模块200、定位模块300、重定位模块400，用于采集模块采集二维信息、三维信息；
所述坐标位置模块200，包括混合地图210，连接所述定位模块300、定位模块400，所述混合地图210由二维地图211和三维地图212组建而成；
所述定位模块300，用于匹配所述二维信息、三维信息到所述坐标位置模块200以确定机器人坐标位置；
所述重定位模块400，用于匹配三维信息到混合地图210获取机器人在混合地图的原始位置，匹配所述原始位置到所述二维地图211，之后，初始化二维地图211的定位，之后，初始化二维地图211的定位，根据初始化的二维地图211初始化混合地图210；按正常启动的步骤获取机器人的坐标位置。其中混合地图由二维地图211、三维地图212组建。
优选还包括：自检模块，所述自检模块用于定位前自检的步骤，定位自检正常则按照正常启动定位机器人位置，定位自检若异常，则按照异常启动，定位机器人位置。
其中，所述信息采集模块100，包括二维信息采集装置，三维信息采集装置，
所述二维信息采集装置用于采集二维信息；所述三维信息采集装置用于采集三维信息。
在具体的应用场景中，所述二维信息采集装置，包括：激光器110，激光器110可采集激光点云信息；
所述三维信息采集装置，包括：双目摄像头120,双目摄像头可采集视觉图像信息。
如图3所示为本实施例中信息采集装置在机器人上的一种安装位置的示意图。优选所述激光器为一线型激光器，所述双目摄像头的两个摄像部件位于同一水平线上，所述一线型激光器位于所述双目摄像头120下方，与所述双目摄像头平行。
与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：
本申请提供的室内机器人混合定位系统，机器人在异常启动时，无需辅助其他技术手段即可实现可靠的重定位。正常运行时机器人可以基于由二维地图和三维地图构建的混合地图实现机器人快速准确的定位。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种室内机器人混合定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
机器人正常启动时，获取二维信息、三维信息，匹配所述二维信息和三维信息到所述混合地图，获取机器人在混合地图的坐标位置；
机器人异常启动时，基于混合地图获取原始坐标信息；匹配所述原始位置到所述二维地图，之后，初始化二维地图的定位，根据初始化的二维地图调整混合地图；按正常启动的步骤获取机器人的坐标位置；
其中，所述混合地图由二维地图和三维地图组建而成。
2.根据权利要求1所述的室内机器人混合定位方法，其特征在于，获取机器人在混合地图的坐标位置时，匹配的二维信息和三维信息的权重不同。
3.根据权利要求1所述的室内机器人混合定位方法，其特征在于，还包括：定位前自检的步骤，定位自检正常则按照正常启动定位机器人位置，定位自检若异常，则按照异常启动，定位机器人位置。
4.根据权利要求1所述的室内机器人混合定位的方法，其特征在于，所述二维地图由二维信息采集装置采集的二维信息构建。
5.根据权利要求4所述的室内机器人混合定位的方法，其特征在于，所述三维地图由三维信息采集装置采集的三维信息构建。
6.一种室内机器人混合定位系统，其特征在于，包括：信息采集模块、坐标位置模块、定位模块、重定位模块，
所述信息采集模块连接所述坐标位置模块、定位模块、重定位模块，用于采集模块采集二维信息、三维信息；
所述坐标位置模块，包括混合地图，连接所述定位模块、重定位模块，所述混合地图由二维地图和三维地图组建而成；
所述定位模块，用于匹配所述二维信息、三维信息到所述坐标位置模块以确定机器人坐标位置；
所述重定位模块，用于匹配三维信息到混合地图获取机器人在混合地图的原始位置，匹配所述原始位置到所述二维地图，之后，初始化二维地图的定位，根据初始化的二维地图初始化混合地图。
7.根据权利要求6所述的室内机器人混合定位系统，其特征在于，还包括：自检模块，所述自检模块用于机器人定位前自检，定位自检正常则按照正常启动定位机器人位置，定位自检若异常，则按照异常启动，定位机器人位置。
8.根据权利要求6所述的室内机器人混合定位系统，其特征在于，所述信息采集模块，包括二维信息采集装置，三维信息采集装置，
所述二维信息采集装置用于采集二维信息；
所述三维信息采集装置用于采集三维信息。
9.根据权利要求8所述室内机器人混合定位系统，其特征在于，所述二维信息采集装置，包括：激光器，所述二维信息,包括:激光点云信息；
所述三维信息采集装置，包括：双目摄像头,所述三维信息，包括：视觉图像信息。
10.根据权利要求9所述的室内机器人混合定位系统，其特征在于，所述激光器为一线型激光器，所述双目摄像头的两个摄像部件位于同一水平线上，所述一线型激光器位于所述双目摄像头下方，与所述双目摄像头平行。
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