一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位方法，其特征在于，包括：获取移动机器人与所在环境中的路标的距离数据以及激光反射强度；所述路标为反光柱；根据所述距离数据以及激光反射强度，采用自适应聚类方法确定所述路标的中心位置；根据所述路标的中心位置与预置路标的位置确定匹配成功的路标；所述预置路标的位置为在所述移动机器人内设置的所述路标的位置；判断匹配成功的路标的个数是否大于或等于3；若大于或等于3，则采用三边定位算法和最小二乘法确定所述移动机器人的位姿，实现对所述移动机器人的定位；若小于3，则返回所述获取移动机器人与所在环境中的路标的距离数据以及激光反射强度的步骤。2.根据权利要求1所述的一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位方法，其特征在于，所述根据所述距离数据以及激光反射强度，采用自适应聚类方法确定所述路标的中心位置，具体包括：采用中值滤波的方法对所述距离数据进行滤波；将滤波后的距离数据转换为笛卡尔坐标值；采用自适应聚类方法对所述转换后的距离数据以及激光反射强度进行聚类，确定路标数据集合；根据所述路标数据集合确定所述路标的中心位置。3.根据权利要求1所述的一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位方法，其特征在于，所述若大于或等于3，则采用三边定位算法和最小二乘法确定所述移动机器人的位姿，实现对所述移动机器人的定位，具体包括：利用最小二乘法对公式进行求解确定移动机器人的坐标；根据公式确定移动机器人的全局方位角；根据所述移动机器人的坐标和所述移动机器人的全局方位角确定所述移动机器人的位姿；其中，(g
x
,g
y
)为移动机器人的坐标，匹配成功的路标的坐标，分别为匹配成功的路标中心到移动机器人的距离g
θ
为移动机器人的全局方位角，为与第i个预置路标的构成的局部方位角，n为匹配成功的路标的个数。
4.根据权利要求1所述的一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位方法，其特征在于，所述若大于或等于3，则采用三边定位算法和最小二乘法确定所述移动机器人的位姿，实现对所述移动机器人的定位，之后还包括：根据所述移动机器人的位姿对所述移动机器人进行更新，并返回所述获取移动机器人与所在环境中的路标的距离数据以及激光反射强度的步骤进行连续定位。5.一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位系统，其特征在于，包括：移动数据获取模块，用于获取移动机器人与所在环境中的路标的距离数据以及激光反射强度；所述路标为反光柱；路标的中心位置确定模块，用于根据所述距离数据以及激光反射强度，采用自适应聚类方法确定所述路标的中心位置；匹配成功的路标确定模块，用于根据所述路标的中心位置与预置路标的位置确定匹配成功的路标；所述预置路标的位置为在所述移动机器人内设置的所述路标的位置；判断模块，用于判断匹配成功的路标的个数是否大于或等于3；移动机器人的位姿确定模块，用于若大于或等于3，则采用三边定位算法和最小二乘法确定所述移动机器人的位姿，实现对所述移动机器人的定位；更新路标数据模块，用于若小于3，则返回所述获取移动机器人与所在环境中的路标的距离数据以及激光反射强度的步骤。6.根据权利要求5所述的一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位系统，其特征在于，所述路标的中心位置确定模块具体包括：滤波单元，用于采用中值滤波的方法对所述距离数据进行滤波；数据转换单元，用于将滤波后的距离数据转换为笛卡尔坐标值；路标数据集合确定单元，用于采用自适应聚类方法对所述转换后的距离数据以及激光反射强度进行聚类，确定路标数据集合；路标的中心位置确定单元，用于根据所述路标数据集合确定所述路标的中心位置。7.根据权利要求5所述的一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位系统，其特征在于，所述移动机器人的位姿确定模块具体包括：移动机器人的坐标确定单元，用于利用最小二乘法对公式进行求解确定移动机器人的坐标；移动机器人的全局方位角确定单元，用于根据公式确定移动机器人的全局方位角；移动机器人的位姿确定单元，用于根据所述移动机器人的坐标和所述移动机器人的全局方位角确定所述移动机器人的位姿；其中，(g
x
,g
y
)为移动机器人的坐标，匹配成功的路标的坐标，分别为匹配成功的路标中心到移动机器人的距离g
θ
为移动机器人
的全局方位角，为与第i个预置路标的构成的局部方位角，n为匹配成功的路标的个数。8.根据权利要求5所述的一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位系统，其特征在于，还包括：连续定位模块，用于根据所述移动机器人的位姿对所述移动机器人进行更新，并返回所述获取移动机器人与所在环境中的路标的距离数据以及激光反射强度的步骤进行连续定位。

技术总结
本发明涉及一种基于二维激光反射强度的移动机器人定位方法及系统。该方法包括：获取移动机器人与所在环境中的路标的距离数据以及激光反射强度；根据距离数据以及激光反射强度，采用自适应聚类方法确定路标的中心位置；根据路标的中心位置与预置路标的位置确定匹配成功的路标；预置路标的位置为在移动机器人内设置的路标的位置；判断匹配成功的路标的个数是否大于或等于3；若大于或等于3，则采用三边定位算法和最小二乘法确定移动机器人的位姿，实现对移动机器人的定位；若小于3，则返回获取移动机器人与所在环境中的路标的距离数据以及激光反射强度的步骤。本发明提高了移动机器人定位的准确性。机器人定位的准确性。机器人定位的准确性。


技术研发人员：裴东 高文辉
受保护的技术使用者：西北师范大学
技术研发日：2021.04.25
技术公布日：2021/10/19