施例提供的一种机器人的任意位置定位装置的示意图。
[0098]如图4所示，上一实施例中提到机器人一般活动范围不会太大，但是一旦在较大范围移动超出该划定范围的边界后，本定位方法的精度可能就会较差，因此本实施例对上一实施例进行了局部改进，增设了场景判断模块50。
[0099]场景判断模块50用于判断当前场景与上一场景或离线场景是否为同一场景。
[0100]为了判断机器人是否走出了划定范围，场景判断模块50根据通过里程计获取的机器人的行走里程信息进行判断，即判断当前场景与上一场景或者离线场景是否为同一场景，如果是同一场景输出第一匹配信号，如果不是同一场景，说明机器人走出了划定范围，则输出第二匹配信号。
[0101]在这里，特征匹配模块40根据第一匹配信号将该地图特征点与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，并同时根据机器人的里程计获取的行走里程信息得到该机器人的准确位置信息。所谓环境地图信息是利用距离传感器获取的该机器人相对于周边的距离信息。
[0102]或者，特征匹配模块40根据第二匹配信号将该地图特征点与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，并同时根据初定位信息计算模块20得到的初定位信息和机器人的行走里程信息得到该机器人的准确位置信息。
[0103]实施例五
[0104]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。
[0105]如图5所示，本实施例提供的任意位置定位系统包括上面实施例提供的任意位置定位装置100和距离传感器101。
[0106]距离传感器101与任意位置定位装置100相连接，用于对机器人在当前位姿下的当前环境的环境地图信息进行获取，然后输出到任意位置定位装置100，由该装置计算机器人的准确位置信息，从而完成定位。
[0107]进一步地，本系统还包括分别与任意位置定位装置100相连接的里程计102和视觉传感器103。
[0108]里程计102用于获取机器人的行走里程信息，以使任意位置定位装置100能够根据该行走里程信息对当前场景的变化进行判断。视觉传感器103用于获取该机器人在当前位姿下所处的所述当前场景的环境拓扑信息，当机器人走出划定范围后，利用根据该拓扑环境信息得到的初定位信息可以对该准确位置信息进行精度修正，从而避免位置的误判。
[0109]从上述技术方案可以看出，本申请提供机器人的任意位置定位系统利用距离传感器、里程计和视觉传感器获取相关的信息，然后在对相关的信息进行处理即可对机器人进行定位，无需在环境设置多个基站，因此就运行成本来说要低得多，能够取得很好的经济效益。
[0110]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。
【主权项】
1.一种机器人的任意位置定位方法，其特征在于，包括如下操作: 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； 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； 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； 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。2.如权利要求1所述的任意位置定位方法，其特征在于，所述预设特征提取算法为Harris特征提取算法。3.如权利要求1所述的任意位置定位方法，其特征在于，所述进行特征匹配为利用最小二乘法进行特征匹配。4.如权利要求1所述的任意位置定位方法，其特征在于，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: 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。5.如权利要求4所述的任意位置定位方法，其特征在于，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: 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； 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； 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。6.一种机器人的任意位置定位装置，其特征在于，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: 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； 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; 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； 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。7.如权利要求6所述的任意位置定位装置，其特征在于，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。8.如权利要求6所述的任意位置定位装置，其特征在于，所述特征匹配模块用于利用最小二乘法进行特征匹配。9.如权利要求6所述的任意位置定位装置，其特征在于，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。10.如权利要求9所述的任意位置定位装置，其特征在于，还包括场景判断模块，其中: 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； 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； 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。11.一种机器人的任意位置定位系统，其特征在于，包括如权利要求6?10任一项所述的任意位置定位装置和距离传感器，其中: 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。12.如权利要求11所述的任意位置定位系统，其特征在于，还包括与所述任意位置定位装置相连接的里程计，其中: 所述里程计用于获取所述机器人的行走里程信息。13.如权利要求11所述的任意位置定位系统，其特征在于，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: 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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】G01C21/20, G01C22/00
【公开号】CN104931057
【申请号】CN201510381608
【发明人】吴泽晓, 徐成, 郭盖华
【申请人】深圳乐行天下科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月2日