一种基于多传感器融合的移动机器人定位方法

20241220

信息传输、软件和信息技术服务业

1、成果由北京理工大学单独持有；2、本成果已授权专利

技术许可、合作开发、技术服务和咨询、技术转让等

可国（境）内外转让

会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案

北京理工大学产业开发研究院

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

一种基于多传感器融合的移动机器人定位方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、将多个传感器安装至待定位机器人机体上；根据所述传感器获取的数据，采用视觉惯性联合位姿估计得到所述待定位机器人的初步空间位姿，采用激光里程计得到待定位机器人的初步定位数据； 所述采用视觉惯性联合位姿估计得到所述待定位机器人的初步空间位姿，采用激光里程计得到待定位机器人的初步定位数据，具体包括如下步骤： 将时间对齐的IMU数据与图像数据传入视觉惯性位姿估计模块，建立运动模型；提取相机图像中的FAST角点，并利用光流法来追踪这些角点在接下来相邻图像中的位置；对IMU数据进行预积分，求取其在相邻两帧图像时间； 步骤2、采用扩展卡尔曼滤波将所述初步空间位姿及初步定位数据融合为所述待定位机器人的空间位姿；若当前计算为首次计算或到达更新周期时，执行步骤3；否则，执行步骤4； 步骤3、根据全局空间位姿坐标系计算出所述待定位机器人的全局测量位姿，求解相同时刻的所述空间位姿与全局测量位姿之间的变换矩阵； 所述求解相同时刻的所述空间位姿与全局测量位姿之间的变换矩阵，包括以下步骤： 采用最小二乘法求解实现所述空间位姿与全局测量位姿之间的变换矩阵，设置如下残差函数： 其中，Pi为所述待定位机器人的i时刻的所述空间位姿，Pi-1为所述待定位机器人的时刻的所述空间位姿，为所述待定位机器人的相邻两时刻空间位姿增量，Pm为m时刻所述空间位姿通过所述变换矩阵计算得到的实时全局位姿，Gm为m时刻所述待定位机器人的全局测量位姿，∑i为i时刻所述空间位姿对应的协方差，∑g为所述全局测量位姿对应的协方差，为m时刻与n时刻所述空间位姿与通过所述变换矩阵计算得到的实时全局位姿之间的残差； 步骤4、采用所述变换矩阵将所述空间位姿转换为所述待定位机器人移动过程中的实时全局位姿。