CN111426321A - 一种室内机器人的定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种室内机器人的定位方法及装置，能够提高室内机器人定位的实时性、准确性和鲁棒性。该方法包括：先从目标机器人的行驶里程中获取其在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值和在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值，然后根据第一磁场模值，确定目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置，再根据第二磁场模值和第一分布位置，确定目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置，进而可以根据第二分布位置，对目标机器人进行准确定位。

Description

一种室内机器人的定位方法及装置

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种室内机器人的定位方法及装置。

背景技术

随着科学技术的进步和机器人学的不断发展，室内机器人得到了越来越多的应用，比如扫地机器人等等，在室内机器人应用中，能否对室内机器人进行准确定位对于室内机器人的路径规划来说是非常重要的，因此，室内机器人的定位是实现室内机器人自主导航的关键，对于提高室内机器人的自动化水平具有重要的意义。

目前，室内机器人的定位方法一般分为基于即时定位与地图构建(simultaneouslocalization and mapping，简称SLAM)的定位方法和非SLAM的定位方法。其中，基于SLAM的定位方法主要是基于视觉摄像头或者激光雷达实现室内机器人的室内定位，虽然定位精度较高，但也存在回环检测的误检率高、实时性差、处理器性能要求高等缺点。而基于非SLAM的室内机器人定位系统一般指的是基于惯性测量单元(Inertial MeasurenmentUnit，简称IMU)和轮速计来实现定位，或者和无线上网wifi、蓝牙等来实现定位，但这种定位方法的定位精度较差，这是因为IMU与轮速计的组合方案无法保证系统能够输出实时不发散的定位结果，而IMU与wifi、蓝牙的组合方案又容易受环境干扰的影响，定位输出结果的鲁棒性差。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种室内机器人的定位方法及装置，能够提高室内机器人定位的实时性、准确性和鲁棒性。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种室内机器人的定位方法，包括：

获取目标机器人的行驶里程，所述目标机器人为待定位的室内机器人；

在所述行驶里程中，获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值；所述第二预设分辨率高于所述第一预设分辨率；

根据所述第一磁场模值，确定所述目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置；

根据所述第二磁场模值和所述第一分布位置，确定所述目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置；

根据所述第二分布位置，对所述目标机器人进行定位。

可选的，所述根据所述第一磁场模值，确定所述目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置，包括：

将由第一磁场模值组成的序列，与预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图包含的所有第三磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列；

所述根据所述第二磁场模值和所述第一分布位置，确定所述目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置，包括：

在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中，确定所述匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列所在位置周围的预设范围；并将由第二磁场模值组成的序列，与所述预设范围内的所有的第四磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列。

可选的，所述根据所述第二分布位置，对所述目标机器人进行定位，包括：

根据所述匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列，对所述目标机器人进行定位。

可选的，所述在所述行驶里程中，获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，包括：

在所述行驶里程中，利用磁力计获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场三轴矢量；

根据所述第一磁场三轴矢量，计算所述第一行驶位置对应的第一磁场模值；

所述获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值，包括：

利用磁力计获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场三轴矢量；

根据所述第二磁场三轴矢量，计算所述第二行驶位置对应的第二磁场模值。

可选的，构建所述第一预设分辨率下的磁场分布图，包括：

利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第一预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格；

计算每一所述方格中心坐标处的磁场模值；

根据所述每一方格中心坐标以及所述磁场模值，构建所述第一预设分辨率下的磁场分布图。

可选的，构建所述第二预设分辨率下的磁场分布图，包括：

利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第二预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格；

计算每一所述方格中心坐标处的磁场模值；

根据所述每一方格中心坐标以及所述磁场模值，构建所述第二预设分辨率下的磁场分布图。

可选的，所述目标机器人为轮式机器人；

所述获取目标机器人的行驶里程，包括：

通过轮速计获取所述目标机器人的行驶里程；所述轮速计安装在所述目标机器人的轮子上。

第二方面，本申请提供一种室内机器人的定位装置，包括：

第一获取单元，用于获取目标机器人的行驶里程，所述目标机器人为待定位的室内机器人；

第二获取单元，用于在所述行驶里程中，获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值；所述第二预设分辨率高于所述第一预设分辨率；

第一确定单元，用于根据所述第一磁场模值，确定所述目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置；

第二确定单元，用于根据所述第二磁场模值和所述第一分布位置，确定所述目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置；

定位单元，用于根据所述第二分布位置，对所述目标机器人进行定位。

可选的，所述第一确定单元具体用于：

将由第一磁场模值组成的序列，与预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图包含的所有第三磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列；

所述第二确定单元具体用于：

在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中，确定所述匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列所在位置周围的预设范围；并将由第二磁场模值组成的序列，与所述预设范围内的所有的第四磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列。

可选的，所述定位单元具体用于：

根据所述匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列，对所述目标机器人进行定位。

可选的，所述第二获取单元包括：

第一获取子单元，用于在所述行驶里程中，利用磁力计获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场三轴矢量；

第一计算子单元，用于根据所述第一磁场三轴矢量，计算所述第一行驶位置对应的第一磁场模值；

第二获取子单元，用于利用磁力计获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场三轴矢量；

第二计算子单元，用于根据所述第二磁场三轴矢量，计算所述第二行驶位置对应的第二磁场模值。

可选的，所述装置还包括：

第一划分单元，用于利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第一预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格；

第一计算单元，用于计算每一所述方格中心坐标处的磁场模值；

第一构建单元，用于根据所述每一方格中心坐标以及所述磁场模值，构建所述第一预设分辨率下的磁场分布图。

可选的，所述装置还包括：

第二划分单元，用于利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第二预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格；

第二计算单元，用于计算每一所述方格中心坐标处的磁场模值；

第二构建单元，用于根据所述每一方格中心坐标以及所述磁场模值，构建所述第二预设分辨率下的磁场分布图。

可选的，所述目标机器人为轮式机器人；所述第一获取单元具体用于：

通过轮速计获取所述目标机器人的行驶里程；所述轮速计安装在所述目标机器人的轮子上。

本申请实施例还提供了一种室内机器人的定位设备，包括：处理器、存储器、系统总线；

所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；

所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述室内机器人的定位方法中的任意一种实现方式。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述室内机器人的定位方法中的任意一种实现方式。

本申请实施例提供的一种室内机器人的定位方法及装置，在获取到目标机器人的行驶里程后，可以从该行驶里程中，获取目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值，其中，第二预设分辨率高于第一预设分辨率，然后，根据第一磁场模值，确定目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置，再根据第二磁场模值和第一分布位置，确定目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置，进而可以根据第二分布位置，对目标机器人进行定位。可见，本申请实施例首先分别获取目标机器人行驶过程中不同预设分辨率下的磁场矢量信息，然后先在预先构建的低分辨率下的磁场分布图中进行初步匹配定位、再在预先构建的高分辨率下的磁场分布图中进行精确匹配定位，从而能够提高目标机器人定位的实时性、准确性和鲁棒性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本申请实施例提供的一种室内机器人的定位方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种室内机器人的定位装置的组成示意图。

具体实施方式

在一些室内机器人的定位方法中，通常采用基于SLAM的定位方法和非SLAM的定位方法，其中，对于基于SLAM的定位方法来说，由于其主要是基于视觉摄像头或者激光雷达实现室内机器人的室内定位，会产生回环检测的误检率高、实时性差、处理器性能要求高等缺点。而对于基于非SLAM的定位方法来说，比如，由IMU与轮速计组合的非SLAM定位方法无法保证系统能够输出实时不发散的定位结果；由IMU与wifi、蓝牙组合的非SLAM定位方法又容易受环境干扰的影响，导致定位输出结果的鲁棒性差。

为解决上述缺陷，本申请实施例提供了一种室内机器人的定位方法，在获取到目标机器人的行驶里程后，可以从该行驶里程中，获取目标机器人在第一预设分辨率下各个第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及目标机器人在第二预设分辨率下各个第二行驶位置对应的第二磁场模值，其中，第二预设分辨率高于第一预设分辨率，然后，根据第一磁场模值，确定目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置，再根据第二磁场模值和第一分布位置，确定目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置，进而可以根据第二分布位置，对目标机器人进行定位。可见，本申请实施例首先分别获取目标机器人行驶过程中不同预设分辨率下的磁场矢量信息，然后先在预先构建的低分辨率下的磁场分布图中进行初步匹配定位、再在预先构建的高分辨率下的磁场分布图中进行精确匹配定位，从而能够提高目标机器人定位的实时性、准确性和鲁棒性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

第一实施例

参见图1，为本实施例提供的一种室内机器人的定位方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：

S101：获取目标机器人的行驶里程，其中，目标机器人为待定位的室内机器人。

在本实施例中，将采用本实施例进行定位的任一室内机器人(如扫地机器人)定义为目标机器人。需要说明的是，在确定目标机器人所在位置时，首先需要获取到目标机器人的行驶里程。

在本实施例的一种实现方式中，目标机器人为轮式机器人；则可以利用预先安装在目标机器人轮子上的轮速计获取目标机器人的行驶里程。

其中，轮速计指的是预先安装在目标机器人轮子上的传感器。可以利用轮子的直径、轮子的转动时长以及轮速计测得的轮子转速等目标机器人的相关运行数据，计算出目标机器人在某一时长内的行驶里程，比如，5秒内的行驶里程为20米等。具体计算方式与现有方式一致，在此不再赘述。

S102：在行驶里程中，获取目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及获取目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值；第二预设分辨率高于第一预设分辨率。

需要说明的是，现有的室内机器人的定位系统中对于磁力计(即磁传感器)的使用，通常只是使用其解算出的磁航向角信息，但由于室内存在大量的电磁干扰，所以，磁传感器提供的航向角信息一般精度较低，无法实现对室内机器人的准确定位。但正是由于室内磁场变化强度较强，且室内每一位置均对应一个独特的磁矢量特征，因此，可以考虑采用基于磁力计的磁场匹配定位方式，在提高磁匹配的精度和性能的同时，能够实现对室内的目标机器人的实时、准确定位。

具体来讲，在本实施例中，通过步骤S101获取到目标机器人的行驶里程的同时，可以利用目标机器人自身携带的磁力计在该行驶里程中第一预设分辨率下发出磁力计信号，并测得目标机器人在该行驶里程中第一预设分辨率下每一帧磁力计信号对应的行驶位置(此处将其定义为第一行驶位置)的磁场三轴分量，然后再根据目标机器人在该行驶里程中第一预设分辨率下每一对应位置的磁场三轴分量，计算出其中每一位置对应的第一磁场模值。同理，可以利用目标机器人自身携带的磁力计测得目标机器人在该行驶里程中第二预设分辨率下每一帧信号对应位置(此处将其定义为第二行驶位置)的磁场三轴分量，然后再根据目标机器人在该行驶里程中第二预设分辨率下每一对应位置的磁场三轴分量，计算出其中每一位置对应的第二磁场模值，其中，第二预设分辨率高于第一预设分辨率。具体实现过程可以包括下述步骤A1-A4：

步骤A1：在行驶里程中，利用磁力计获取目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场三轴矢量。

通过步骤S101获取到目标机器人的行驶里程的同时，可以利用磁力计获取目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场三轴矢量。其中，第一预设分辨率指的是预先设置的需要在目标机器人行驶过程中获取位置信息的距离间隔，比如可以1米或者0.5米等。相应的，第一行驶位置指的是目标机器人在行驶里程中第一预设分辨率下每一帧磁力计信号对应的行驶位置，比如，目标机器人在行驶里程中每行驶1米所在的位置。

步骤A2：根据第一磁场三轴矢量，计算第一行驶位置对应的第一磁场模值。

通过步骤A1获取到目标机器人在各个第一行驶位置对应的第一磁场三轴矢量后，进一步可以利用每一第一磁场三轴矢量，计算各个第一行驶位置对应的第一磁场模值，具体计算公式如下：

其中，第i个第一行驶位置对应的坐标为(a，b)；第i个第一行驶位置对应的第一磁场三轴矢量为[ax_i、ay_i、az_i]；L表示第i个第一行驶位置所在方格里采集到的磁场数据序列长度；Mag_a表示第i个第一行驶位置对应的第一磁场模值。

步骤A3：利用磁力计获取目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场三轴矢量。

通过步骤S101获取到目标机器人的行驶里程的同时，还可以利用磁力计获取目标机器人在第二预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场三轴矢量。其中，第二预设分辨率指的是预先设置的需要在目标机器人行驶过程中获取位置信息的距离间隔，且第二预设分辨率要高于第一预设分辨率，比如假设第一预设分辨率为1米，则第二预设分辨率可以为0.1米。相应的，第二行驶位置指的是目标机器人在行驶里程中第二预设分辨率下对应的各个行驶位置，比如，目标机器人在行驶里程中每行驶0.1米所在的位置。

步骤A4：根据第二磁场三轴矢量，计算第二行驶位置对应的第二磁场模值。

通过步骤A3获取到目标机器人在第二行驶位置对应的第二磁场三轴矢量后，进一步可以利用每一第二磁场三轴矢量，计算第二行驶位置对应的第二磁场模值，具体计算公式如下：

其中，第j个第二行驶位置对应的坐标为(c，d)；第j个第二行驶位置对应的第二磁场三轴矢量为[cx_j、cy_j、cz_j]；K表示第j个第二行驶位置所在方格里采集到的磁场数据序列长度；Mag_c表示第j个第二行驶位置对应的第二磁场模值。

需要说明的是，本申请实施例可以通过固定长度的滑动窗口来获取行驶里程中各个第一行驶位置对应的第一磁场模值和各个第二行驶位置对应的第二磁场模值。并且，每次获取的第一磁场模值均是通过上述公式(1)计算出来的磁场强度模值，以及每次获取的第二磁场模值均是通过上述公式(2)计算出来的磁场强度模值。还需要说明的是，当每次获取到的第一磁场模值的个数超过固定长度的滑动窗口时，可以滑动式的剔除旧的第一磁场模值，增加当前获取到的第一磁场模值。同理，当每次获取到的第二磁场模值的个数超过固定长度的滑动窗口时，可以滑动式的剔除旧的第二磁场模值，增加当前获取到的第二磁场模值。

举例说明：假设固定长度的滑动窗口为3米，第一预设分辨率为1米，第二预设分辨率为0.1米，则每次利用该固定长度的滑动窗口可以获取到行驶里程中三个第一行驶位置各自对应的三个第一磁场模值，各个第一行驶位置的间隔为1米，并且，当每次获取到的第一磁场模值的个数超过固定长度的滑动窗口(即第一磁场模值的个数大于3个)时，可以滑动式的剔除旧的第一磁场模值，增加当前获取到的第一磁场模值。例如，在利用该固定长度的滑动窗口获取到行驶里程中第1米、第2米、第3米对应的第一行驶位置处的三个第一磁场模值后，接下来，可以利用该固定长度的滑动窗口获取到行驶里程中第2米、第3米、第4米对应的第一行驶位置处的三个第一磁场模值，即可以剔除旧的第1米位置处的第一磁场模值，增加第4米位置处的第二磁场模值。

同理，每次利用该固定长度的滑动窗口可以获取到行驶里程中30个第二行驶位置各自对应的30个第二磁场模值，各个第二行驶位置的间隔为0.1米，并且，当每次获取到的第二磁场模值的个数超过固定长度的滑动窗口(即第二磁场模值的个数大于30个)时，可以滑动式的剔除旧的第二磁场模值，增加当前获取到的第二磁场模值。例如，在利用该固定长度的滑动窗口获取到行驶里程中第1.1米、第1.2米、……、第3米对应的第二行驶位置处的30个第二磁场模值后，接下来，可以利用该固定长度的滑动窗口获取到行驶里程中第1.2米、第1.3米、……、第3.1米对应的第三行驶位置处的30个第二磁场模值，即可以剔除旧的第1.1米位置处的第二磁场模值，增加第3.1米位置处的第二磁场模值。

S103：根据第一磁场模值，确定目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置。

在本实施例中，通过步骤S102获取到目标机器人在第一预设分辨率下各个第一行驶位置对应的第一磁场模值后，可以根据第一磁场模值，确定出目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置。其中，一种可选的实现方式是，可以将由第一磁场模值组成的序列，与预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图包含的所有第三磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列。

具体来讲，可以将由第一磁场模值组成的序列与预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图包含的所有磁场模值(此处将其定义为第三磁场模值)组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列，其中，预设个数可以根据实际情况进行设置，本申请实施例对此不进行限定，比如，可以将预设个数设定为3个。

举例说明：假设目标机器人的行驶里程为3米，且在目标机器人的行驶里程中，获取到第1米、第2米、第3米对应的第一行驶位置处的三个第一磁场模值。则可以将由这三个第一磁场模值组成的序列与预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图包含的所有第三磁场模值组成的序列进行匹配，以匹配出该磁场分布图中与由这三个第一磁场模值组成的序列的数值大小最接近的三个由第三磁场模值组成的序列，这三个序列可以分别是由位于第10-13米处的三个连续的第三磁场模值组成的序列、由位于第20-23米处的三个连续的第三磁场模值组成的序列、由位于第30-33米处的三个连续的第三磁场模值组成的序列。并可以分别将这三个序列定义为pos1、pos2、pos3。

在本实施的一种可选的实现方式中，第一预设分辨率下的磁场分布图是通过下述步骤B1-B3构建的：

步骤B1：利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第一预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格。

在本实现方式中，为了构建第一预设分辨率下的磁场分布图，首先需要利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第一预设间隔(此处将其定义为d_l)将室内环境划分为相同大小的方格。比如，可以以1米的间隔将室内环境划分为相同大小的方格，即，d_l＝1。

步骤B2：计算每一方格中心坐标处的磁场模值。

在本实现方式中，通过步骤B1将室内环境划分为各个相同大小的方格后，进一步可以计算出每一方格中心坐标处的磁场模值，用以表示对应方格内的磁场分布描述信息，其中，每一方格中心坐标处的磁场模值指的是为方格内的磁场三轴矢量强度和，具体计算公式如下：

其中，Mag(m,n)表示方格中心坐标为(m，n)处的磁场模值；[mx、my、mz]表示方格中心坐标为(m，n)处对应的磁场三轴矢量；T表示中心坐标为(m，n)所在的当前方格里采集到的磁场数据序列长度。

步骤B3：根据每一方格中心坐标以及磁场模值，构建第一预设分辨率下的磁场分布图。

通过步骤B2计算出每一方格中心坐标处的磁场模值后，可以根据每一方格中心坐标及其对应的磁场模值构建第一预设分辨率下的磁场分布图，使得该磁场分布图可以包括第一预设分辨率下每一方格中心坐标与其磁场模值二者之间的对应关系。

S104：根据第二磁场模值和第一分布位置，确定目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置。

在本实施例中，通过步骤S103确定出目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置后，可以根据第二磁场模值和第一分布位置，确定出目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置。其中，一种可选的实现方式是，可以在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中，确定匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列所在位置周围的预设范围；并将由第二磁场模值组成的序列，与预设范围内的所有的第四磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列。

具体来讲，在从第一预设分辨率下的磁场分布图中，获取到与由第一磁场模值组成的序列匹配对最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列后，进一步可以在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中，确定出这预设个数的由第三磁场模值组成的序列所在位置周围的预设范围。比如，可以以第二预设分辨率下的磁场分布图中上述预设个数的由第三磁场模值组成的序列所在位置周围半径为r米距离的范围作为预设范围，其中，r的取值可根据实际情况进行设定，本申请实施例对此不进行限制，比如可以设定为第一预设分辨率的2至5倍。然后可以将由第二磁场模值组成的序列，与预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中上述预设范围内所有的磁场模值(此处将其定义为第四磁场模值)组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列。

其中，在进行匹配时，可以计算由所有第二磁场模值组成的序列，与预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中这预设个数的由第三磁场模值组成的序列所在位置周围的预设范围内所有的第四磁场模值组成的序列之间的误差平方和，当某一由第四磁场模值组成的序列与由所有第二磁场模值组成的序列之间的误差平方和越小，则认为该由第四磁场模值组成的序列与由所有第二磁场模值组成的序列之间的匹配度越高。

举例说明：基于上述步骤S103中的举例，假设已匹配出与由所有第一磁场模值组成的序列的匹配度最高的三个序列分别是由位于10-13米处的三个连续的第三磁场模值组成的序列、由位于20-23米处的三个连续的第三磁场模值组成的序列、由位于30-33米处的三个连续的第三磁场模值组成的序列。即pos1、pos2、pos3，此时，将r取值为3，且在目标机器人的行驶里程中，第二预设分辨率为0.1米，并获取到第0.1米、第0.2米、……、第3米对应的第二行驶位置处的30个第二磁场模值。则进一步可以在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中，将上述匹配度最高的三个序列所在位置周围预设范围分别对应扩展为7-16米、17-26米、27-36米。进而，可以将由这30个第二磁场模值组成的序列分别与预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中7-16米、17-26米、27-36米范围内所有的由连续30个第四磁场模值组成的序列进行匹配，以获得匹配度最高的唯一一个由30个连续第四磁场模值组成的序列。

在本实施的一种可选的实现方式中，第二预设分辨率下的磁场分布图是通过下述步骤C1-C3构建的：

步骤C1：利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第二预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格。

在本实现方式中，为了构建第二预设分辨率下的磁场分布图，首先需要利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第二预设间隔(此处将其定义为d_h)将室内环境划分为相同大小的方格。比如，可以以0.1米的间隔将室内环境划分为相同大小的方格，即，d_h＝0.1。

步骤C2：计算每一方格中心坐标处的磁场模值。

需要说明的是，本步骤C2与上述步骤B2执行过程一致，相关之处请参见步骤B2的介绍，在此不再赘述。

步骤C3：根据每一方格中心坐标以及所述磁场模值，构建第二预设分辨率下的磁场分布图。

通过步骤C2计算出每一方格中心坐标处的磁场模值后，可以根据每一方格中心坐标及其对应的磁场模值构建第二预设分辨率下的磁场分布图，使得该磁场分布图可以包括第二预设分辨率下每一方格中心坐标与其磁场模值二者之间的对应关系。

S105：根据第二分布位置，对目标机器人进行定位。

在本实施例中，通过步骤S104确定出目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置后，进一步可以根据该第二分布位置，对目标机器人进行定位。其中，一种可选的实现方式是，可以根据匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列，对目标机器人进行定位。

具体来讲，在从第二预设分辨率下的磁场分布图中，获取到与由第二磁场模值组成的序列匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列后，可以从该序列中选取出最末尾的第四磁场模值对应的中心坐标位置，作为目标机器人当前的位置。并且，还可以将该序列中所有第四磁场模值对应的中心坐标构成的曲线作为目标机器人在这个行驶里程中对应的一段行驶轨迹。

综上，本实施例提供的一种室内机器人的定位方法，在获取到目标机器人的行驶里程后，可以从该行驶里程中，获取目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值，其中，第二预设分辨率高于第一预设分辨率，然后，根据第一磁场模值，确定目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置，再根据第二磁场模值和第一分布位置，确定目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置，进而可以根据第二分布位置，对目标机器人进行定位。可见，本申请实施例首先分别获取目标机器人行驶过程中不同预设分辨率下的磁场矢量信息，然后先在预先构建的低分辨率下的磁场分布图中进行初步匹配定位、再在预先构建的高分辨率下的磁场分布图中进行精确匹配定位，从而能够提高目标机器人定位的实时性、准确性和鲁棒性。

第二实施例

本实施例将对一种室内机器人的定位装置进行介绍，相关内容请参见上述方法实施例。

参见图2，为本实施例提供的一种室内机器人的定位装置的组成示意图，该装置包括：

第一获取单元201，用于获取目标机器人的行驶里程，所述目标机器人为待定位的室内机器人；

第二获取单元202，用于在所述行驶里程中，获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值；所述第二预设分辨率高于所述第一预设分辨率；

第一确定单元203，用于根据所述第一磁场模值，确定所述目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置；

第二确定单元204，用于根据所述第二磁场模值和所述第一分布位置，确定所述目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置；

定位单元205，用于根据所述第二分布位置，对所述目标机器人进行定位。

在本实施例的一种实现方式中，所述第一确定单元具体203用于：

将由第一磁场模值组成的序列，与预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图包含的所有第三磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列；

所述第二确定单元204具体用于：

在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中，确定所述匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列所在位置周围的预设范围；并将由第二磁场模值组成的序列，与所述预设范围内的所有的第四磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列。

在本实施例的一种实现方式中，所述定位单元205具体用于：

根据所述匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列，对所述目标机器人进行定位。

在本实施例的一种实现方式中，所述第二获取单元202包括：

第一获取子单元，用于在所述行驶里程中，利用磁力计获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场三轴矢量；

第一计算子单元，用于根据所述第一磁场三轴矢量，计算所述第一行驶位置对应的第一磁场模值；

第二获取子单元，用于利用磁力计获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场三轴矢量；

第二计算子单元，用于根据所述第二磁场三轴矢量，计算所述第二行驶位置对应的第二磁场模值。

在本实施例的一种实现方式中，所述装置还包括：

第一划分单元，用于利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第一预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格；

第一计算单元，用于计算每一所述方格中心坐标处的磁场模值；

第一构建单元，用于根据所述每一方格中心坐标以及所述磁场模值，构建所述第一预设分辨率下的磁场分布图。

在本实施例的一种实现方式中，所述装置还包括：

第二划分单元，用于利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第二预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格；

第二计算单元，用于计算每一所述方格中心坐标处的磁场模值；

第二构建单元，用于根据所述每一方格中心坐标以及所述磁场模值，构建所述第二预设分辨率下的磁场分布图。

在本实施例的一种实现方式中，所述目标机器人为轮式机器人；所述第一获取单元201具体用于：

通过轮速计获取所述目标机器人的行驶里程；所述轮速计安装在所述目标机器人的轮子上。

综上，本实施例提供的一种室内机器人的定位装置，在获取到目标机器人的行驶里程后，可以从该行驶里程中，获取目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值，其中，第二预设分辨率高于第一预设分辨率，然后，根据第一磁场模值，确定目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置，再根据第二磁场模值和第一分布位置，确定目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置，进而可以根据第二分布位置，对目标机器人进行定位。可见，本申请实施例首先分别获取目标机器人行驶过程中不同预设分辨率下的磁场矢量信息，然后先在预先构建的低分辨率下的磁场分布图中进行初步匹配定位、再在预先构建的高分辨率下的磁场分布图中进行精确匹配定位，从而能够提高目标机器人定位的实时性、准确性和鲁棒性。

进一步地，本申请实施例还提供了一种室内机器人的定位设备，包括：处理器、存储器、系统总线；

所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；

所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述室内机器人的定位方法的任一种实现方法。

进一步地，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述室内机器人的定位方法的任一种实现方法。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种室内机器人的定位方法，其特征在于，包括：

获取目标机器人的行驶里程，所述目标机器人为待定位的室内机器人；

在所述行驶里程中，获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值；所述第二预设分辨率高于所述第一预设分辨率；

根据所述第一磁场模值，确定所述目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置；

根据所述第二磁场模值和所述第一分布位置，确定所述目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置；

根据所述第二分布位置，对所述目标机器人进行定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一磁场模值，确定所述目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置，包括：

将由第一磁场模值组成的序列，与预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图包含的所有第三磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列；

所述根据所述第二磁场模值和所述第一分布位置，确定所述目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置，包括：

在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中，确定所述匹配度最高的预设个数的由第三磁场模值组成的序列所在位置周围的预设范围；并将由第二磁场模值组成的序列，与所述预设范围内的所有的第四磁场模值组成的序列进行匹配，得到匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二分布位置，对所述目标机器人进行定位，包括：

根据所述匹配度最高的唯一一个由第四磁场模值组成的序列，对所述目标机器人进行定位。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述行驶里程中，获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，包括：

在所述行驶里程中，利用磁力计获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场三轴矢量；

根据所述第一磁场三轴矢量，计算所述第一行驶位置对应的第一磁场模值；

所述获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值，包括：

利用磁力计获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场三轴矢量；

根据所述第二磁场三轴矢量，计算所述第二行驶位置对应的第二磁场模值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述第一预设分辨率下的磁场分布图，包括：

利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第一预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格；

计算每一所述方格中心坐标处的磁场模值；

根据所述每一方格中心坐标以及所述磁场模值，构建所述第一预设分辨率下的磁场分布图。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述第二预设分辨率下的磁场分布图，包括：

利用高精度激光雷达设备或者室内高精地图，以第二预设间隔将室内环境划分为相同大小的方格；

计算每一所述方格中心坐标处的磁场模值；

根据所述每一方格中心坐标以及所述磁场模值，构建所述第二预设分辨率下的磁场分布图。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述目标机器人为轮式机器人；

所述获取目标机器人的行驶里程，包括：

通过轮速计获取所述目标机器人的行驶里程；所述轮速计安装在所述目标机器人的轮子上。

8.一种室内机器人的定位装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取目标机器人的行驶里程，所述目标机器人为待定位的室内机器人；

第二获取单元，用于在所述行驶里程中，获取所述目标机器人在第一预设分辨率下第一行驶位置对应的第一磁场模值，以及获取所述目标机器人在第二预设分辨率下第二行驶位置对应的第二磁场模值；所述第二预设分辨率高于所述第一预设分辨率；

第一确定单元，用于根据所述第一磁场模值，确定所述目标机器人在预先构建的第一预设分辨率下的磁场分布图中的第一分布位置；

第二确定单元，用于根据所述第二磁场模值和所述第一分布位置，确定所述目标机器人在预先构建的第二预设分辨率下的磁场分布图中的第二分布位置；

定位单元，用于根据所述第二分布位置，对所述目标机器人进行定位。

9.一种室内机器人的定位设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、系统总线；

所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；

所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行权利要求1-7任一项所述的方法。

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