CN114012725A

CN114012725A - 机器人重定位方法、系统、机器人及存储介质

Info

Publication number: CN114012725A
Application number: CN202111303663.7A
Authority: CN
Inventors: 于欢
Original assignee: Shenzhen Topband Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Topband Co Ltd
Priority date: 2021-11-05
Filing date: 2021-11-05
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2041-11-05
Also published as: CN114012725B

Abstract

本申请属于机器人技术领域，本申请公开了一种机器人重定位方法、系统、机器人及存储介质，方法包括:获取当前位置的数据信息判断有效数据量是否大于预设阈值；若有效数据量小于预设阈值，则进入探索模式，计算出满足预设探索条件的多个探索点；判断从当前位置到第一探索点是否导航成功；若从当前位置到第一探索点导航成功，则将第一探索点作为当前位置，并执行判断当前位置的有效数据量是否大于预设阈值；若当前位置的有效数据量大于或等于预设阈值，则执行在当前位置进行重定位，并判断是否重定位成功；若重定位成功，则结束重定位。本申请通过重定位、探索、再次重定位的方式，经过多次重定位，可以提高重定位的精度。

Description

机器人重定位方法、系统、机器人及存储介质

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人重定位方法、系统、机器人及存储介质。

背景技术

随着机器人技术的发展，能够自动定位与移动的家用机器人越来越普及。然而此类机器人在使用过程中，存在可能发送定位不准的问题，例如异常情形下的掉电、用户主动移动了机器等，都可能导致机器人原有定位失效，需要进行重定位。重定位作为机器人智能导航和环境探索的一个重要基础，是机器人实现完全自主的关键技术之一。

目前，当机器人所处环境靠近障碍物或在雷达数据不足时，雷达观测的数据与机器人内置的地图进行对比，无法得到机器人精准的位置，导致定位失败的问题。

发明内容

本申请提出一种机器人重定位方法、系统、机器人及存储介质，可以有效提高重定位的精度。

本申请的第一方面，提出了一种机器人重定位方法，包括：

获取当前位置的数据信息；其中，数据信息包括有效数据量；

判断当前位置的有效数据量是否大于预设阈值；

若数据信息中的有效数据量小于预设阈值，则进入探索模式，计算出满足预设探索条件的多个探索点；其中，预设探索条件包括：探索点预设半径范围内没有障碍物；

判断从当前位置导航到第一探索点是否导航成功；其中，导航成功为导航路径上不存在障碍物；

若从当前位置到第一探索点导航成功，则将第一探索点作为当前位置，并返回执行当前位置的有效数据量是否大于预设阈值；

若当前位置的有效数据量大于或等于预设阈值，则在当前位置进行重定位，并判断是否重定位成功；其中，重定位成功是指重定位目标点与预设地图上的点匹配成功；

若重定位成功，则结束重定位。

进一步的，进入探索模式还包括：

若从当前位置到第一探索点导航失败，则更新当前位置，并判断当前位置的有效数据量是否大于预设阈值；

若当前位置的有效数据量大于或等于预设阈值，则执行在当前位置进行重定位，并判断是否重定位成功；

若当前位置的有效数据量小于预设阈值，则判断探索次数是否达到预设探索次数阈值；

若探索次数未达到预设探索次数阈值，则将探索次数加一，并导航到第二探索点；

将第二探索点作为第一探索点，并执行步骤判断从当前位置导航到第一探索点是否导航成功；

若探索次数达到预设探索次数阈值，则退出探索模式，并执行在当前位置进行重定位，并判断是否重定位成功。

进一步的，重定位方法还包括：

若重定位失败，则判断重定位次数是否达到预设重定位次数阈值；

若重定位次数未达到预设重定位次数阈值，则将重定位次数加一，并返回执行进入探索模式。

若重定位次数达到预设重定位次数阈值，则确定重定位失败，并结束重定位。

进一步的，还可以根据多次重定位结果判断重定位是否成功，判断重定位成功的依据为连续多次重定位成功和/或重定位成功次数达到预设次数阈值，重定位方法包括：

若重定位成功，则判断重定位次数是否达到预设重定位次数阈值；

若重定位次数未达到预设重定位次数阈值，则将重定位次数加一，并执行进入探索模式，寻找满足预设探索条件的探索点；

若重定位次数达到预设重定位次数阈值，则结束重定位，并根据多次重定位累计结果判断重定位是否成功；

若连续多次重定位成功和/或重定位成功次数达到预设次数阈值，则确定最终重定位成功；

若重定位成功次数未达到预设次数阈值或没有连续多次重定位成功，则确定最终重定位失败。

本申请的第二方面，提出一种机器人重定位系统，包括：至少一个存储器、至少一个处理器及至少一个程序指令，程序指令是指存储在存储器上并可在处理器上运行，处理器用于执行本申请第一方面提出的机器人重定位方法。

本申请的第三方面，提出一种机器人，包括本申请第二方面提出的机器人重定位系统。

本申请的第四方面，还提出了一种存储介质，存储介质上存储有程序指令，程序指令用于执行本申请第一方面提出的机器人重定位方法。

本申请具有以下有益效果：通过判断在当前位置获取的有效数据量是否大于预设阈值，并在获取的有效数据量小于预设阈值时，进入探索模式，在探索到满足预设探索条件的多个探索点时，若从当前位置到第一探索点能够导航成功，则将第一探索点作为当前位置，并返回执行判断当前位置的有效数据量是否大于预设阈值，若当前位置的有效数据量大于预设阈值，则在当前位置进行重定位，再判断重定位目标点与预设地图上的点是否可以匹配成功以判断是否重定位成功。本申请通过重定位、探索、再次重定位的方式，经过多次重定位、多次探索的方式，能够有效地提高重定位的精度。

附图说明

图1为本申请实施例的机器人重定位方法的流程图；

图2为本申请实施例的机器人重定位方法的逻辑图；

图3为本申请另一实施例的机器人重定位方法的逻辑图；

图4a～图4d为本申请实施例的机器人运行轨迹示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，多种的含义是两个以上。描述的第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

相关技术中，当机器人所处环境靠近障碍物或在雷达数据不足时，雷达观测的数据与机器人内置的地图进行对比，无法得到机器人精准的位置，导致定位失败。为此，本申请提出一种机器人重定位方法，通过重定位、探索、再次重定位的方式，经过多次重定位，能够有效地提高重定位的精度。

参照图1和图2，本申请的第一方面提出了一种机器人重定位方法，包括：

S100、获取当前位置的数据信息；其中，所述数据信息包括有效数据量；

可以理解的，当前位置的数据信息，可以通过雷达进行采集，具体的，可以通过激光雷达采集当前位置的数据信息。当然，当前位置的数据信息，也可以通过摄像头采集。其中，数据信息可以为激光雷达获取的一帧测距结果，总的数据量为N个点，有效数据量为N0个点。

S200、判断当前位置的有效数据量是否大于预设阈值；

可以理解的，判断数据信息中的有效数据量N0是否大于预设阈值：一方面，可以为判断有效数据量的绝对数值N0是否大于预设阈值；第二方面，也可以为，判断有效数据量N0在总数据量N中占有的比例，即相对有效数据量N0是否大于预设阈值。其中，可以根据需要将这两种情况中的一种作为判断依据，当然，也可以将这两种情况同时作为判断获取的数据信息是否有效的依据。

S300、若当前位置的有效数据量小于预设阈值，则进入探索模式，计算出满足预设探索条件的多个探索点；其中，预设探索条件包括：探索点处的有效数据量大于预设阈值、探索点预设半径范围内没有障碍物；

在当前位置的有效数据量小于预设阈值时，则以当前位置为中心，在一定的半径范围内寻找满足预设探索条件的探索点。预设探索条件为：探索点处的有效数据量应大于预设阈值、探索点处预设半径范围内没有障碍物。其中，为尽可能的增大当前位置的探索范围，探索点尽可能选取可见区域和可见区域的临界点的距离。如此，找到的探索点处可以获取足够的有效数据量，且探索点周围没有障碍物，避免机器人导航到探索点处时，碰到障碍物。

S400、判断从当前位置到第一探索点是否导航成功；其中导航成功为导航路径上不存在障碍物；

S500、若从当前位置到第一探索点导航成功，则将第一探索点作为当前位置，并执行判断当前位置的有效数据量是否大于预设阈值；

S600、若当前位置的有效数据量大于或等于预设阈值，则在当前位置进行重定位并判断是否重定位成功；其中，重定位成功是指重定位目标点与预设地图上的点匹配成功；

将此时的重定位次数设为首次，判断重定位目标点是否可以和地图上的点进行匹配，以确定是否重定位成功。

S700、若重定位成功，则结束重定位。

若重定位目标点与机器人内置的预设地图上的点匹配成功，则证明重定位成功，并结束重定位。

可以理解的，在本申请的一些实施例中，进入探索模式包括：

一、进入探索模式，计算出满足预设探索条件的多个探索点；

二、从当前位置依次导航到多个探索点；

三、判断从当前位置到第一探索点是否导航成功；其中，导航成功为导航路径上不存在障碍物；

四、若从当前位置到第一探索点导航成功，则机器人成功导航到第一探索点，此时第一探索点处将成为当前位置，此时，第一探索点处将作为当前位置，并返回执行进入探索模式前的步骤：判断当前位置的有效数据量是否大于预设阈值；

五、若当前位置的有效数据量大于或等于预设阈值，则退出探索模式。此时，将第一探索点作为重定位目标点进行重定位；

可以理解的，在本申请的一些实施例中，进入探索模式还包括：

二、从当前位置依次导航到多个探索点；

五、若当前位置的有效数据量小于预设阈值，则判断探索次数是否达到预设探索次数阈值；

六、若探索次数未达到预设探索次数阈值，则将探索次数加一，并导航到第二探索点；

七、将第二探索点作为第一探索点，并返回步骤三循环执行；

八、若探索次数达到预设探索次数，则退出探索模式。此时，在当前位置强制进入重定位，并判断是否重定位成功。

二、从当前位置依次导航到多个探索点；

三、判断从当前位置到第一探索点是否导航成功；

四、若从当前位置到第一探索点导航失败，则更新当前位置，并判断当前位置的有效数据量是否大于预设阈值；

五、若当前位置的有效数据量小于预设探索次数阈值，则判断探索次数是否达到预设探索次数阈值；

六、若探索次数未达到预设探索次数阈值，则将探索次数加一，并导航到下一探索点，即第二探索点；

此时，可以将第二探索点作为第一探索点，并返回循环执行步骤三。

以此循环执行判断从当前位置到各个探索点是否导航成功，若从当前位置到探索点导航成功且该探索点处的有效数据量大于或等于预设阈值，或者探索次数达到预设探索次数阈值，再退出探索模式。而若退出探索模式的触发条件是从当前位置到探索点导航成功且该探索点处的有效数据量大于或等于预设阈值，则探索成功，并将该探索点作为重定位目标点，进行重定位；若退出探索模式的触发条件是探索次数达到预设探索次数阈值，此时，没有成功获取探索点，则在当前位置强制进入重定位，并判断是否重定位成功。

可以理解的，在本申请的一些实施例中，机器人重定位方法还包括：

若当前位置的有效数据量大于或等于预设阈值，则在当前位置信息重定位，并返回执行判断是否重定位成功。

具体为，根据获取的有效数据信息，在内置地图上均匀分布N个位姿，对每个位姿，利用激光雷达获取的有效数据计算在地图上的相似性权重，以及与地图的匹配率，综合相似性权重和匹配率选择较佳位姿作为重定位结果。其中，地图与当前环境不匹配无法找到正确的位姿，或者，地图与环境匹配但是计算过程中的误差无法找到正确的位姿，均会导致重定位失败。

若重定位次数未达到预设重定位次数阈值，则将重定位次数加一，并继续进入探索模式，寻找满足探索条件的探索点。

参照图3，可以理解的，在本申请的一些实施例中，机器人重定位方法还包括：

若否，则重定位次数加一，继续进行重定位；

直至重定位次数达到预设重定位次数阈值；

判断重定位成功次数是否达到预设阈值，和/或，判断是否连续多次重定位成功；

若是，则重定位成功；

若否，则重定位失败。

若否，则将重定位次数加一，继续进行重定位；

直至重定位次数达到预设重定位次数阈值；

若是，则重定位成功；

若否，则重定位失败。

当然，判断是否最终重定位成功可以根据需要选择上述两种方式中的一种进行判断，或者选择在两个条件同时满足时，才判断为重定位成功。

本申请的第二方面，提出了一种机器人重定位系统，包括：至少一个存储器，至少一个处理器及至少一个程序指令，程序指令是指存储在存储器上，并可以在处理器上运行，处理器用于执行本申请第一方面提出的机器人重定位方法。

本申请的第三方面，提出了一种机器人，包括本申请第二方面提出的机器人重定位系统。

上面结合附图1至图3，对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。

下面参考图4a至图4d，以具体的运行轨迹详细描述根据本申请实施例的自动选择识别模型的方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本申请的具体限制。

参照图4a，A0为机器人的初始位置，O1和O2为机器人在起始位置A0处获取的障碍物地图。

首先，判断A0处的有效数据量是否大于预设阈值；

若是，则在当前位置进行重定位，并判断重定位是否成功，若重定位成功，则结束重定位；

若否，则进入探索模式，获取多个探索点，A1、A2和A3为3个探索点，并从A0导航到A1处；

参照图4b，从A0到A1处导航成功，则判断A1处的有效数据量是否满足预设阈值；

若是，则结束探索模式，并在A1处进行重定位，并判断重定位是否成功，若成功，则结束重定位；若失败，则重新进入探索模式；

若否，则判断探索次数是否达到预设探索次数阈值，若探索次数达到预设探索次数阈值，则在A1处强制进行重定位，并判断重定位是否成功，若是，则结束重定位，若否，则重新进入探索模式；若探索次数未达到预设探索次数阈值，则从A1导航到A2。

参照图4c，从A0到A1导航失败，即在导航路径遇到障碍物X，则从障碍物X导航到A2。同样的，若从障碍物X导航到A2失败，即在导航路径上遇到障碍物，则从该障碍物处导航到A3，并在实际运行过程中，重复上述过程；若从障碍物X导航到A2成功，则判断A2处的有效数据量是否大于预设阈值；

若A2处的有效数据量大于预设阈值，则结束探索模式，在A2处进行重定位，判断重定位是否成功，若重定位成功，则结束重定位，若重定位失败，则在A2处再次进入探索模式；

若A2处的有效数据量小于预设阈值，则判断探索次数是否达到预设探索次数阈值，若探索次数达到预设探索次数阈值，则在A1处强制进行重定位，并判断重定位是否成功，若是，则结束重定位，若否，则重新进入探索模式；若探索次数未达到预设探索次数阈值，则从A2导航到A3。

参照图4d，从A2到A3导航成功，则判断A3处的有效数据量是否大于预设阈值；

若是，则结束探索模式，并在A3处进行重定位，并判断重定位是否成功，若成功，则结束重定位；若失败，则重新进入探索模式；

若否，则判断探索次数是否达到预设探索次数阈值，若探索次数达到预设探索次数阈值，则在A3处强制进行重定位，并判断重定位是否成功，若是，则结束重定位，若否，则重新进入探索模式；若探索次数未达到预设探索次数阈值，则从A3导航到下一探索点。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其他实施例在所附权利要求的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

程序指令包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或者某些中间形式等。存储介质包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，存储介质不包括电载波信号和电信信号。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

Claims

1.一种机器人重定位方法，其特征在于，包括：

获取当前位置的数据信息；其中，所述数据信息包括有效数据量；

判断当前位置的有效数据量是否大于预设阈值；

若所述数据信息中的有效数据量小于所述预设阈值，则进入探索模式，计算出满足预设探索条件的多个探索点；其中，所述预设探索条件包括：所述探索点预设半径范围内没有障碍物；

判断从所述当前位置到第一探索点是否导航成功；其中，所述导航成功为导航路径上不存在障碍物；

若从所述当前位置到第一探索点导航成功，则将所述第一探索点作为当前位置，并返回执行所述判断当前位置的有效数据量是否大于所述预设阈值；

若所述当前位置的有效数据量大于或等于所述预设阈值，则在所述当前位置进行重定位，并判断是否重定位成功；其中，所述重定位成功是指所述重定位目标点与预设地图上的点匹配成功；

若重定位成功，则结束重定位。

2.根据权利要求1所述的机器人重定位方法，其特征在于，还包括：

若从当前位置到所述第一探索点导航失败，则更新所述当前位置，并判断所述当前位置的有效数据量是否大于所述预设阈值；

若所述当前位置的有效数据量大于或等于所述预设阈值，则执行所述在所述当前位置进行重定位，并判断是否重定位成功。

3.根据权利要求2所述的机器人重定位方法，其特征在于，还包括：

若所述当前位置的有效数据量小于所述预设阈值，则判断所述探索次数是否达到预设探索次数阈值；

若所述探索次数未达到预设探索次数阈值，则将探索次数加一，并导航到第二探索点；

将所述第二探索点作为第一探索点，并执行所述判断从所述当前位置到第一探索点是否导航成功。

4.根据权利要求3所述的机器人重定位方法，其特征在于，还包括：

若所述探索次数达到预设探索次数阈值，则退出探索模式，并执行所述在所述当前位置进行重定位，并所述判断是否重定位成功。

5.根据权利要求1所述的机器人重定位方法，其特征在于，还包括：

若重定位失败，则判断所述重定位次数是否达到预设重定位次数阈值；

若所述重定位次数未达到预设重定位次数阈值，则将重定位次数加一，并执行所述进入探索模式。

6.根据权利要求5所述的机器人重定位方法，其特征在于，还包括：

若所述重定位次数达到预设重定位次数阈值，则确定重定位失败，并结束重定位。

7.根据权利要求1至6任一项所述的机器人重定位方法，其特征在于，还包括：

若重定位成功，则判断所述重定位次数是否达到预设重定位次数阈值；

若所述重定位次数未达到预设重定位次数阈值，则将重定位次数加一，并执行所述进入探索模式，寻找满足预设探索条件的探索点；其中，重定位成功判断依据为：重定位成功次数达到预设次数阈值和/或连续多次重定位成功。

8.一种机器人重定位系统，其特征在于，包括：至少一个存储器、至少一个处理器及至少一个程序指令，所述程序指令存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行，所述处理器用于执行权利要求1至7中任一项所述的机器人重定位方法。

9.一种机器人，其特征在于，包括权利要求8所述的机器人重定位系统。

10.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质上存储有程序指令，所述程序指令用于执行权利要求1至7中任一项所述的机器人重定位方法。