基于倒角距离形状匹配的AGV初始定位方法及定位系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110455274A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910713075.7(22)申请日2019.08.02(71)申请人中科新松有限公司地址201206上海市浦东新区自由贸易试验区金藏路351号11幢西101室、201室(72)发明人钱成越王鹏程张晨博杨涛张根雷(74)专利代理机构北京科石知识产权代理有限公司11595代理人李艳霞(51)Int.Cl.G01C21/00(2006.01)G01C1/00(2006.01)G06F16/29(2019.01)G06K9/62(2006.01)权利要求书4页说明书10页附图2页(54)发明名称基于倒角距离形状匹配的AGV初始定位方法及定位系统(57)摘要本申请提供了一种基于倒角距离形状匹配度的AGV初始定位方法及定位系统，AGV初始定位方法包括以下步骤：根据已建成的环境栅格地图生成距离地图；对2DLiDAR点云进行预处理；将预处理后的2DLiDAR点云与生成的距离地图进行匹配搜索，得到AVG的初始位置和方向角。本申请采用LiDAR当前获取的轮廓与环境栅格地图之间的倒角距离作为匹配衡量测度，通过寻找最大匹配度来确定AGV的初始位置和方位角，无需进行人工选点，具有很高的自动化程度；而且能够显著提高计算效率。CN110455274ACN110455274A权利要求书1/4页1.一种基于倒角距离形状匹配的AGV初始定位方法，其特征在于，包括以下步骤：根据已建成的环境栅格地图生成距离地图；对2DLiDAR点云进行预处理；将预处理后的2DLiDAR点云与生成的距离地图进行匹配搜索，得到AVG的初始位置和方向角。2.根据权利要求1所述的基于倒角距离形状匹配的AGV初始定位方法，其特征在于，所述根据已建成的环境栅格地图生成距离地图的过程为：生成与原环境栅格地图相同尺寸的距离地图，将所有障碍物对应的栅格的值置为0，将所有自由栅格的值置为∞；对环境栅格地图中的当前扫描到的栅格的8邻域栅格进行前向扫描；对环境栅格地图中的当前扫描到的栅格的8邻域栅格进行后向扫描；采用高斯核对距离地图中的各个栅格值进行处理，得到高斯距离图；对高斯距离图进行降采样处理，得到低分辨率的距离地图。3.根据权利要求2所述的基于倒角距离形状匹配的AGV初始定位方法，其特征在于，所述对环境栅格地图中的当前扫描到的栅格的8邻域栅格进行前向扫描时，按照下式计算距离值d0,d1,d2,d3,d4，式中，P0表示当前扫描到的栅格，p0表示当前扫描到的栅格P0到与其最近障碍物栅格的距离；P1,P2,P3,P4表示当前扫描到的栅格P0的8邻域栅格中左侧和上方的栅格；p1表示当前扫描时8邻域栅格中栅格P1与其最近障碍物栅格的距离，dist(P0,P1)表示栅格P1与P0之间的欧式距离；p2表示当前扫描时8邻域栅格中栅格P2与其最近障碍物栅格的距离，dist(P0,P2)表示栅格P2与P0之间的欧式距离；p3表示当前扫描时8邻域栅格中栅格P3与其最近障碍物栅格的距离，dist(P0,P3)表示栅格P3与P0之间的欧式距离；p4表示当前扫描时8邻域栅格中栅格P4与其最近障碍物栅格的距离，dist(P0,P4)表示栅格P4与P0之间的欧式距离；通过比较得到d0～d4中的最小值，并用该最小值对栅格P0到与其最近障碍物栅格的距离p0进行更新。4.根据权利要求3所述的基于倒角距离形状匹配的AGV初始定位方法，其特征在于，所述对环境栅格地图中的当前扫描到的栅格的8邻域栅格进行后向扫描时，按照下式计算距离值d0,d5,d6,d7,d8，2CN110455274A权利要求书2/4页式中，P5,P6,P7,P8表示当前扫描到的栅格P0的8邻域栅格中右侧和下方的栅格；p5表示当前扫描时8邻域栅格中栅格P5与其最近障碍物栅格的距离，dist(P0,P5)表示栅格P5与P0之间的欧式距离；p6表示当前扫描时8邻域栅格中栅格P6与其最近障碍物栅格的距离，dist(P0,P6)表示栅格P6与P0之间的欧式距离；p7表示当前扫描时8邻域栅格中栅格P7与其最近障碍物栅格的距离，dist(P0,P7)表示栅格P7与P0之间的欧式距离；p8表示当前扫描时8邻域栅格中栅格P8与其最近障碍物栅格的距离，dist(P0,P8)表示栅格P8与P0之间的欧式距离。通过比较得到d0与d5～d8中的最小值，并用该最小值对栅格P0到与其最近障碍物栅格的距离p0进行更新。5.根据权利要求2所述的基于倒角距离形状匹配的AGV初始定位方法，其特征在于，所述高斯距离图为：式中，p为栅格P的值。6.根据权利要求1～4任一项所述的基于倒角距离形状匹配的AGV初始定位方法，其特征在于，所述对2DLiDAR点云进