移动机器人重定位方法、装置、移动机器人及存储介质与流程

本发明涉及移动机器人定位，尤其涉及一种移动机器人重定位方法、装置、移动机器人及存储介质。

背景技术：

1、移动机器人重定位是移动机器人学的重要研究方向，也是移动机器人实现自主定位导航的关键。通常采用单帧激光数据、单帧图像数据实现移动机器人重定位。

2、相关技术中，在一些比如家庭等复杂作业场景中，移动机器人在作业时可能会面临被外力移动而导致其处于未知位置。此时，可以使用单帧激光数据完成移动机器人的自主定位。

3、然而，使用单帧激光数据重定位移动机器人的准确率有待提升。

技术实现思路

1、本说明书旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本说明书的第一个目的在于提出一种移动机器人重定位方法。

2、本说明书的第二个目的在于提出一种移动机器人重定位装置。

3、本说明书的第三个目的在于提出一种电子设备。

4、本说明书的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

5、为达到上述目的，本说明书第一方面实施例提出了一种移动机器人重定位方法。移动机器人重定位方法包括：获取移动机器人当前位姿的实际雷达数据；其中，实际雷达数据是通过对移动机器人的作业区域进行实际旋转扫描而得到的；基于实际雷达数据生成模拟雷达数据；其中，模拟雷达数据是模拟移动机器人对作业区域进行旋转扫描而得到的雷达数据；将模拟雷达数据与作业区域的先验地图进行匹配，确定移动机器人在先验地图中的定位位姿。

6、根据本说明书实施例的移动机器人重定位方法，在移动机器人需要进行重定位的情况下，控制移动机器人在当前位姿进行旋转，获得移动机器人对作业区域扫描得到的实际雷达数据。由于仅使用单帧雷达数据进行重定位容易造成定位失误。因此本说明书实施例的实际雷达数据是包括移动机器人旋转过程中发射多帧雷达脉冲所获得的多帧雷达数据。基于实际雷达数据再模拟一帧雷达数据作为模拟雷达数据。利用模拟雷达数据与先验地图进行匹配便可确定出移动机器人在先验地图中的定位位姿。本说明书实施例利用移动机器人采集的多帧雷达数据作为移动机器人的重定位的数据基础，在环境发生变化或由于机械机构设计对某一帧雷达数据产生影响时，仍能保证重定位的准确率，从而可以提高用户体验感。

7、另外，根据本说明书上述实施例的，还可以具有如下的附加技术特征：

8、在本说明书的一个实施例，获取移动机器人当前位姿的实际雷达数据，包括：控制移动机器人在当前位置执行指定角度的旋转操作；在执行旋转操作的过程中，对作业区域进行扫描，得到实际雷达数据。

9、在本说明书的一个实施例，将模拟雷达数据与作业区域的先验地图进行匹配，确定移动机器人在先验地图中的定位位姿，包括：将模拟雷达数据与先验地图的初始地图点进行匹配，在初始地图点中确定满足撒粒子条件的目标地图点；在目标地图点上生成预设数量的用于模拟移动机器人位置的粒子集合；对粒子集合进行粒子滤波定位，确定移动机器人在先验地图中的定位位姿。

10、在本说明书的一个实施例，基于实际雷达数据生成模拟雷达数据，包括：根据实际雷达数据对预设基础地图中的栅格进行概率填充，得到占栅格地图；基于移动机器人的当前位姿在占栅格地图模拟所述移动机器人对作业区域进行扫描，得到模拟雷达数据。

11、在本说明书的一个实施例，基于移动机器人的当前位姿在占栅格地图模拟移动机器人对作业区域进行扫描，得到模拟雷达数据，包括：将移动机器人的当前位姿映射至占栅格地图中，得到移动机器人在占栅格地图中的所处位姿；基于移动机器人在占栅格地图中的位姿，以预设发射角度发射模拟脉冲以对占栅格地图进行扫描；其中，模拟脉冲是以移动机器人在占栅格地图中的所处位姿的位置坐标为起点，模拟沿着预设发射角度所发射的脉冲；基于模拟脉冲的扫描结果得到模拟雷达数据。

12、在本说明书的一个实施例，基于模拟脉冲的扫描结果得到模拟雷达数据，包括：遍历位于模拟脉冲的发射角度方向上的栅格，将概率值满足预设条件的终点栅格确定为模拟击中点；确定移动机器人在占栅格地图中的所处位姿的位置坐标与模拟击中点之间距离作为模拟雷达数据的模拟线段长度；记录模拟击中点对应的模拟脉冲的发射角度作为模拟雷达数据的模拟发射角度。

13、在本说明书的一个实施例，遍历位于模拟脉冲的发射角度方向上的栅格，将概率值满足预设条件的终点栅格确定为所述模拟击中点，包括：以移动机器人在占栅格地图中的所处位姿的位置坐标为起点，沿着第一方向移动m个第一步长、沿着第二方向移动n个第二步长，到达位于模拟脉冲的发射角度方向上的终点栅格；其中，m和n分别为正整数；若终点栅格的概率值满足预设条件，将终点栅格确定为模拟击中点；若模拟线段长度超出预设线段阈值，则确定位于模拟脉冲的发射角度方向上的栅格为模拟非击中点。

14、为达到上述目的，本说明书第二方面实施例提出了一种移动机器人重定位装置，该移动机器人重定位装置包括：获取模块，用于获取移动机器人当前位姿的实际雷达数据；其中，实际雷达数据是通过对移动机器人的作业区域进行实际旋转扫描而得到的；雷达数据模拟模块，用于基于实际雷达数据生成模拟雷达数据；其中，模拟雷达数据是模拟移动机器人对作业区域进行旋转扫描而得到的雷达数据；定位模块，用于将模拟雷达数据与作业区域的先验地图进行匹配，确定移动机器人在先验地图中的定位位姿。

15、根据本说明书实施例的移动机器人重定位装置，在移动机器人需要进行重定位的情况下，控制移动机器人在当前位姿进行旋转，获得移动机器人对作业区域扫描得到的实际雷达数据。由于仅使用单帧雷达数据进行重定位容易造成定位失误。因此本说明书实施例的实际雷达数据是包括移动机器人旋转过程中发射多帧雷达脉冲所获得的多帧雷达数据。基于实际雷达数据再模拟一帧雷达数据作为模拟雷达数据。利用模拟雷达数据与先验地图进行匹配便可确定出移动机器人在先验地图中的定位位姿。本说明书实施例利用移动机器人采集的多帧雷达数据作为移动机器人的重定位的数据基础，在环境发生变化或由于机械机构设计对某一帧雷达数据产生影响时，仍能保证重定位的准确率，从而可以提高用户体验感。

16、为达到上述目的，本说明书第三方面实施例提出的一种计算机可读存储介质，其上存储有移动机器人的重定位程序，该移动机器人的重定位程序被处理器执行时，实现上述任一项实施例的移动机器人重定位方法。

17、根据本说明书实施例的计算机可读存储介质，在移动机器人重定位程序被处理器执行时，能够利用移动机器人采集的多帧雷达数据作为移动机器人的重定位的数据基础，在环境发生变化或由于机械机构设计对某一帧雷达数据产生影响时，仍能保证重定位的准确率，从而可以提高用户体验感。

18、为达上述目的，本说明书第四方面实施例提出了一种移动机器人，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的移动机器人的重定位程序，处理器执行移动机器人的重定位程序时，实现上述任一项实施例的移动机器人重定位方法。

19、根据本说明书实施例的移动机器人，在处理器执行移动机器人重定位程序时，能够利用移动机器人采集的多帧雷达数据作为移动机器人的重定位的数据基础，在环境发生变化或由于机械机构设计对某一帧雷达数据产生影响时，仍能保证重定位的准确率，从而可以提高用户体验感。

20、本说明书附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本说明书的实践了解到。