本發(fā)明涉及機(jī)器人定位?，尤其涉及一種室內(nèi)重定位方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、室內(nèi)重定位指室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人在重新進(jìn)入某個(gè)室內(nèi)環(huán)境時(shí)進(jìn)行位姿的初始化或在移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生異常情況導(dǎo)致位姿丟失時(shí)，重新找回位姿的過(guò)程。其目的是獲取當(dāng)前機(jī)器人在地圖中的準(zhǔn)確全局位姿，從而修正定位偏移，實(shí)現(xiàn)自主定位修復(fù)和實(shí)時(shí)矯正，其中室內(nèi)環(huán)境為典型的2d場(chǎng)景。

2、現(xiàn)有技術(shù)一般采用傳統(tǒng)的點(diǎn)云匹配算法如迭代最近點(diǎn)（iterative?closestpoint，icp）和正態(tài)分布變換（normal?distributions?transform，ndt）等進(jìn)行室內(nèi)重定位，定位計(jì)算量大，難以應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種室內(nèi)重定位方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中定位計(jì)算量大的缺陷，通過(guò)獲取當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前環(huán)境特征，即對(duì)當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)降維分析得到當(dāng)前環(huán)境特征，再根據(jù)當(dāng)前環(huán)境特征確定對(duì)應(yīng)的當(dāng)前位姿，減少了室內(nèi)重定位計(jì)算量，提升了室內(nèi)重定位效率。

2、本發(fā)明提供一種室內(nèi)重定位方法，包括如下步驟：

3、根據(jù)當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取當(dāng)前環(huán)境特征，所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)是通過(guò)雷達(dá)掃描當(dāng)前空間環(huán)境得到的二維數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前環(huán)境特征是對(duì)所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)降維后，根據(jù)多個(gè)掃描點(diǎn)之間的位置確定的；

4、根據(jù)所述當(dāng)前環(huán)境特征，確定對(duì)應(yīng)的當(dāng)前位姿

5、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述當(dāng)前環(huán)境特征包括第一幾何特征、第二幾何特征和點(diǎn)云分布特征中的至少一種，所述第一幾何特征是根據(jù)所述多個(gè)掃描點(diǎn)在雷達(dá)坐標(biāo)系中的點(diǎn)特征確定的，所述第二幾何特征是根據(jù)所述多個(gè)掃描點(diǎn)在雷達(dá)坐標(biāo)系中的線段特征確定的，所述點(diǎn)云分布特征是根據(jù)所述多個(gè)掃描點(diǎn)在空間的分布位置確定的。

6、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述當(dāng)前環(huán)境特征包括所述第一幾何特征，所述根據(jù)當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取當(dāng)前環(huán)境特征，包括：

7、獲取掃描面積，所述掃描面積是計(jì)算所述多個(gè)掃描點(diǎn)中相鄰的掃描點(diǎn)形成的封閉圖形的面積得到的；和/或，

8、獲取目標(biāo)特征，所述目標(biāo)特征是通過(guò)主成分分析提取所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征得到的。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述獲取目標(biāo)特征包括：

10、獲取目標(biāo)方差，所述目標(biāo)方差是計(jì)算兩個(gè)目標(biāo)方向的方差得到的，所述兩個(gè)目標(biāo)方向是與兩個(gè)初始方向正交的兩個(gè)方向，所述兩個(gè)初始方向是對(duì)所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析得到的、在所述雷達(dá)坐標(biāo)系中方差最大的兩個(gè)方向；和/或，

11、獲取目標(biāo)跨度值，所述目標(biāo)跨度值是根據(jù)所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)在所述雷達(dá)坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)后雷達(dá)坐標(biāo)系的兩個(gè)維度上的跨度得到的，所述旋轉(zhuǎn)后雷達(dá)坐標(biāo)系是對(duì)所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析確定的。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述當(dāng)前環(huán)境特征包括第二幾何特征，所述根據(jù)當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取當(dāng)前環(huán)境特征，包括：

13、獲取所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的多條線段，所述多條線段是對(duì)所述多個(gè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的線段進(jìn)行篩選、分割和擬合得到的；

14、根據(jù)所述多條線段獲取所述第二幾何特征。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述獲取所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的多條線段，包括：

16、對(duì)所述多個(gè)掃描點(diǎn)之間的距離進(jìn)行篩選，確定多個(gè)目標(biāo)掃描點(diǎn)，所述多個(gè)目標(biāo)掃描點(diǎn)中各個(gè)相鄰目標(biāo)掃描點(diǎn)之間的距離在預(yù)設(shè)的距離范圍內(nèi)；

17、根據(jù)目標(biāo)間斷點(diǎn)遞歸分割所述多個(gè)目標(biāo)掃描點(diǎn)，得到多個(gè)初始線段，所述目標(biāo)間斷點(diǎn)是滿(mǎn)足預(yù)設(shè)間斷要求的間斷點(diǎn)，所述多個(gè)初始線段包括對(duì)所述目標(biāo)掃描點(diǎn)的兩邊線段之間的角度小于預(yù)設(shè)角度閾值的兩條線段進(jìn)行合并得到的線段；

18、對(duì)所述多個(gè)初始線段進(jìn)行篩選，得到多個(gè)目標(biāo)線段，所述多個(gè)目標(biāo)線段是線段長(zhǎng)度大于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度閾值，并通過(guò)最小二乘法求擬合得到的線段。

19、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述第二幾何特征包括目標(biāo)距離，所述目標(biāo)距離用于指示所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)正對(duì)線段的距離，所述根據(jù)所述多條線段獲取所述第二幾何特征，包括：

20、向周?chē)木€段作垂線，確定至少兩條正對(duì)線段，所述至少兩條正對(duì)線段是所述垂線的垂足所在的線段；

21、遍歷所述至少兩條正對(duì)線段，確定所述目標(biāo)距離，所述目標(biāo)距離是所述電子設(shè)備與所述至少兩條正對(duì)線段中每條正對(duì)線條的距離中的最小距離。

22、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述第二幾何特征包括目標(biāo)長(zhǎng)度，所述目標(biāo)長(zhǎng)度是所述多條線段中最長(zhǎng)線段的長(zhǎng)度。

23、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述第二幾何特征包括目標(biāo)個(gè)數(shù)，所述目標(biāo)個(gè)數(shù)是在所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)中確定的目標(biāo)物體的個(gè)數(shù)，所述目標(biāo)物體用于表征門(mén)類(lèi)型的物體，所述根據(jù)所述多條線段獲取所述第二幾何特征，包括：

24、獲取所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)角落，所述多個(gè)角落是根據(jù)相鄰線段是否首尾相接且法向角度差是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)角度要求確定的；

25、根據(jù)所述多個(gè)角落，確定所述目標(biāo)物體對(duì)應(yīng)的目標(biāo)個(gè)數(shù)，所述目標(biāo)物體是根據(jù)所述多個(gè)角落中兩個(gè)相鄰角落是否共用同一線段，是否呈現(xiàn)內(nèi)凹形狀，以及組成所述兩個(gè)相鄰角落的三條線段長(zhǎng)度是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)長(zhǎng)度要求確定的。

26、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述當(dāng)前環(huán)境特征包括點(diǎn)云分布特征，所述根據(jù)當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取當(dāng)前環(huán)境特征，包括：

27、遍歷所述多個(gè)掃描點(diǎn)，對(duì)所述多個(gè)掃描點(diǎn)中的各個(gè)掃描點(diǎn)執(zhí)行以下步驟：根據(jù)所述多個(gè)掃描點(diǎn)中各個(gè)掃描點(diǎn)在所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的位置，確定所述各個(gè)掃描點(diǎn)的徑向距離范圍和角度范圍對(duì)應(yīng)的行列位置；

28、根據(jù)所述行列位置更新所述各個(gè)掃描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云分布矩陣，得到更新后的點(diǎn)云分布矩陣，所述更新后的點(diǎn)云分布特征矩為所述點(diǎn)云分布特征。

29、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，在所述根據(jù)所述當(dāng)前環(huán)境特征，確定對(duì)應(yīng)的當(dāng)前位姿之前，所述方法還包括：

30、獲取環(huán)境特征與位姿的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

31、所述根據(jù)所述當(dāng)前環(huán)境特征，確定對(duì)應(yīng)的當(dāng)前位姿，包括：

32、根據(jù)所述當(dāng)前環(huán)境特征，以及所述環(huán)境特征與位姿的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定與所述當(dāng)前環(huán)境特征對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位姿。

33、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述獲取環(huán)境特征與位姿的對(duì)應(yīng)關(guān)系，包括：

34、將目標(biāo)地圖進(jìn)行柵格劃分，得到多個(gè)目標(biāo)柵格，所述目標(biāo)地圖是通過(guò)雷達(dá)進(jìn)行同時(shí)定位與地圖構(gòu)建得到；

35、在所述多個(gè)目標(biāo)柵格的各個(gè)目標(biāo)柵格中放置模擬雷達(dá)并提取所述各個(gè)目標(biāo)柵格對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云特征；

36、存儲(chǔ)所述各個(gè)目標(biāo)柵格對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云特征，以及對(duì)應(yīng)的位姿，得到所述環(huán)境特征與位姿的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

37、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述將目標(biāo)地圖進(jìn)行柵格劃分，得到多個(gè)目標(biāo)柵格，包括：

38、根據(jù)所述目標(biāo)地圖的灰度圖確定墻面信息矩陣，所述墻面信息矩陣包括可活動(dòng)區(qū)域和障礙物區(qū)域，所述可活動(dòng)區(qū)域用于指示灰度值大于或者等于預(yù)設(shè)灰度值閾值的區(qū)域，所述障礙物區(qū)域用于指示灰度值小于預(yù)設(shè)灰度閾值的區(qū)域，所述墻面信息矩陣是將所述目標(biāo)地圖的灰度圖片轉(zhuǎn)化為灰度值矩陣，再將所述灰度值矩陣轉(zhuǎn)化為墻面信息矩陣得到的；

39、將所述墻面信息矩陣劃分為預(yù)設(shè)長(zhǎng)度和寬度的柵格，得到所述多個(gè)目標(biāo)柵格；

40、所述在所述多個(gè)目標(biāo)柵格的各個(gè)目標(biāo)柵格中放置模擬雷達(dá)并提取所述各個(gè)目標(biāo)柵格對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云特征，包括：

41、遍歷所述各個(gè)柵格，若所述柵格為目標(biāo)柵格，則放置模擬雷達(dá)進(jìn)行雷達(dá)掃描，得到目標(biāo)柵格對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云，所述目標(biāo)柵格用于指示所述可活動(dòng)區(qū)域?qū)?yīng)的柵格，所述模擬雷達(dá)用于模擬電子設(shè)備的雷達(dá)進(jìn)行掃描；

42、對(duì)所述目標(biāo)柵格對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行特征提取，得到所述目標(biāo)點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的目標(biāo)環(huán)境特征，所述目標(biāo)環(huán)境特征是根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中多個(gè)掃描點(diǎn)的位置確定的。

43、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述存儲(chǔ)所述各個(gè)目標(biāo)柵格對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云特征，以及對(duì)應(yīng)的位姿，得到所述環(huán)境特征與位姿的對(duì)應(yīng)關(guān)系，包括：

44、計(jì)算所述各個(gè)柵格對(duì)應(yīng)的地圖坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

45、將所述各個(gè)柵格對(duì)應(yīng)的地圖坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，以及所述各個(gè)柵格對(duì)應(yīng)的偏航角，確定為所述對(duì)應(yīng)的位姿；

46、采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)所述各個(gè)目標(biāo)柵格對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云特征，以及所述對(duì)應(yīng)的位姿，得到所述環(huán)境特征與位姿的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

47、根據(jù)本發(fā)明提供的一種室內(nèi)重定位方法，所述當(dāng)前環(huán)境特征包括點(diǎn)云幾何特征和所述點(diǎn)云分布特征，所述點(diǎn)云幾何特征包括所述第一幾何特征和所述第二幾何特征中的至少一種，所述根據(jù)所述當(dāng)前環(huán)境特征，以及預(yù)設(shè)的環(huán)境特征與位姿的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定與所述當(dāng)前環(huán)境特征對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位姿，包括：

48、根據(jù)所述點(diǎn)云幾何特征進(jìn)行最近鄰搜索，確定與所述點(diǎn)云幾何特征最接近的k個(gè)柵格；

49、將所述點(diǎn)云分布特征與所述k個(gè)柵格進(jìn)行特征匹配，確定與所述點(diǎn)云分布特征對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位姿，所述目標(biāo)位姿是所述k個(gè)柵格中與所述點(diǎn)云分布特征匹配的目標(biāo)柵格的位姿。

50、本發(fā)明還提供一種室內(nèi)重定位裝置，包括如下模塊：

51、特征獲取模塊，用于根據(jù)當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取當(dāng)前環(huán)境特征，所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)是通過(guò)雷達(dá)掃描當(dāng)前空間環(huán)境得到的數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前環(huán)境特征是對(duì)所述當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)降維后，根據(jù)多個(gè)掃描點(diǎn)之間的位置確定的；

52、位姿確定模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前環(huán)境特征，確定對(duì)應(yīng)的當(dāng)前位姿，所述當(dāng)前位姿用于指示電子設(shè)備相對(duì)于地圖坐標(biāo)系的坐標(biāo)和偏航角。

53、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述室內(nèi)重定位方法。

54、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述室內(nèi)重定位方法。

55、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述室內(nèi)重定位方法。

56、本發(fā)明提供的室內(nèi)重定位方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)獲取當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前環(huán)境特征，即對(duì)當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)降維分析得到當(dāng)前環(huán)境特征，再根據(jù)當(dāng)前環(huán)境特征確定對(duì)應(yīng)的當(dāng)前位姿，減少了室內(nèi)重定位計(jì)算量，提升了室內(nèi)重定位效率。