一种机器人的任意位置定位方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种机器人的任意位置定位方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]机器人在进行运动时必须通过当前位置判断下一步的移动方向和移动方式。目前，机器人主要是通过基站定位的方式进行全局坐标定位，这种定位方式需要提前对环境进行基站布置，即在机器人的预设活动范围内布置多个作为定位基准的基站，由于需要提前布置基站，因此工作量较大，且运行成本较高。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本申请提供一种机器人的任意位置定位方法、装置及系统，用于对机器人进行定位，以解决现有基站定位工作量较大、运行成本较高的问题。
[0004]为了实现上述目的，现提出的方案如下:
[0005]一种机器人的任意位置定位方法，包括如下操作:
[0006]利用所述预设特征提取算法提取所述机器人所处的所述当前场景的环境拓扑信息的拓扑特征点，作为当前拓扑特征点；
[0007]将所述当前拓扑特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境拓扑信息的拓扑特征点进行特征匹配，得到所述机器人的初定位信息；
[0008]利用预设特征提取算法提取所述机器人以当前位姿所处的当前场景的环境地图信息的地图特征点，作为当前地图特征点；
[0009]将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配，并基于所述初定位信息得到所述机器人的准确位置信息。
[0010]可选的，所述预设特征提取算法为Harris特征提取算法。
[0011]可选的，所述进行特征匹配为利用最小二乘法进行特征匹配。
[0012]可选的，所述将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配，并基于所述初定位信息得到所述机器人的准确位置信息，包括:
[0013]将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配，并基于所述初定位信息与所述机器人的行走里程信息，得到所述机器人的准确位置信息。
[0014]可选的，所述将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配，并基于所述初定位信息与所述机器人的行走里程信息，得到所述机器人的准确位置信息，包括:
[0015]根据机器人的行走里程信息判断所述当前场景与所述上一场景或所述离线场景是否为同一场景；
[0016]如是同一场景则将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配，得到所述机器人的准确位置信息；
[0017]如不是同一场景则将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配并基于所述初定位信息，得到所述机器人的准确位置信息。
[0018]一种机器人的任意位置定位装置，包括拓扑特征点提取模块、初定位信息计算模块、地图特征点提取模块和特征匹配模块，其中:
[0019]所述拓扑特征点提取模块用于利用所述预设特征提取算法提取所述机器人所处的所述当前场景的环境拓扑信息的拓扑特征点，作为当前拓扑特征点；
[0020]所述初定位信息及时模块用于将所述当前拓扑特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境拓扑信息的拓扑特征点进行特征匹配，得到所述机器人的初定位信息；
[0021]所述地图特征点提取模块用于利用预设特征提取算法提取所述机器人以当前位姿所处的当前场景的环境地图信息的地图特征点，作为当前地图特征点；
[0022]所述特征匹配模块用于将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配，并基于所述初定位信息得到所述机器人的准确位置信息。
[0023]可选的，所述地图特征点提取模块用于利用Harris特征提取算法提取所述地图特征点。
[0024]可选的，所述特征匹配模块用于利用最小二乘法进行特征匹配。
[0025]可选的，所述特征匹配模块还用于将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点和所述机器人的行走里程信息进行特征匹配，并基于所述初定位信息得到所述准确位置信息。
[0026]可选的，还包括场景判断模块，其中:
[0027]所述场景判断单元用于根据机器人的行走里程信息判断所述当前场景与所述上一场景或所述离线场景是否为同一场景；
[0028]当所述当前场景与所述上一场景或所述离线场景为同一场景时，所述特征匹配模块用于将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配，得到所述机器人的准确位置信息；
[0029]当所述当前场景与所述上一场景或所述离线场景不为同一场景时，所述特征匹配模块用于将所述当前地图特征点与所述机器人的上一场景或预存的离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配并基于所述初定位信息，得到所述机器人的准确位置信息。
[0030]一种机器人的任意位置定位系统，包括如上所述的任意位置定位装置和距离传感器，其中:
[0031]所述距离传感器与所述任意位置定位装置相连接，用于获取所述环境地图信息。
[0032]可选的，还包括与所述任意位置定位装置相连接的里程计，其中:
[0033]所述里程计用于获取所述机器人的行走里程信息。
[0034]可选的，还包括与所述任意位置定位装置相连接的视觉传感器，其中:
[0035]所述视觉传感器用于获取所述机器人所处的所述当前场景的环境拓扑信息。
[0036]从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种机器人的任意位置定位方法、装置及系统，该方法、装置及系统首先计算该机器人的初定位信息，同时对机器人的所处的当前场景的环境地图信息进行特征点提起，然后将提取的地图特征点与上一场景或离线场景的环境地图信息的地图特征点进行特征匹配，即能够得到该机器人的准确位置信息。本方法、装置及系统无需对环境进行基站定位，因此工作量较小，且运行成本较低。
【附图说明】
[0037]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。
[0038]图1为本申请实施例提供的一种机器人的任意位置定位方法的流程图；
[0039]图2为本申请另一实施例提供的一种机器人的任意位置定位方法的流程图；
[0040]图3为本申请又一实施例提供的一种机器人的任意位置定位装置的示意图；
[0041]图4为本申请又一实施例提供的一种机器人的任意位置定位装置的示意图；
[0042]图5为本申请又一实施例提供的一种机器人的任意位置定位系统的示意图。
【具体实施方式】
[0043]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，所描述的实施例仅仅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作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。
[0044]实施例一
[0045]图1为本申请实施例提供的一种机器人的任意位置定位方法的流程图。
[0046]如图1所示，本实施例提供的任意位置定位方法包括如下步骤。
[0047]SlOl:提取当前场景的当前拓扑特征点。
[0048]本步骤为通过相应的传感器获取该机器人以当前位姿所处的当前场景下的环境拓扑信息，然后对获取的环境拓扑信息的特征点提取，将该特征点作为当前拓扑特征点，即通过预设特征提取算法提取该环境拓扑信息的拓扑特征点。该预设特征提取算法为Harris特征提取算法。
[0049]S102:根据当前拓扑特征点计算初定位信息。
[0050]在得到环境拓扑信息的拓扑特征点后，将该拓扑特征点与上一场景或预存的离线场景的环境拓扑信息的拓扑特征点进行特征匹配，根据匹配结果得到该机器人的初定位信息。所谓环境拓扑信息是利用视觉传感器获取的该机器人周边的图像信息。同样，上面所提到的特征匹配是通过最小二乘法进行特征匹配。
[0051]S103:提取当前场景的地图特征点。
[0052]当机器人在某个空间内运行时，一般活动范围不会太大，基本上就在一个划定范围、例如一个房间内进行活动，因此其活动的边界是较为固定的，此时如果能够得到其相对于该划定范围的边界的移动距离就能够对其自身进行定位。
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