(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211236891.1 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 苏州大学 地址 215006 江苏省苏州市十 梓街1号 (72)发明人 陈国栋　黄增华　赵呈宝　周晓虎　 王振华　迟文政　孙立宁　 (74)专利代理 机构 北京庚致知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 11807 专利代理师 李晓辉 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 移动操作机 器人定位引导方法 (57)摘要 本公开提供一种移动操作机器人定位引导 方法， 其包括： S102、 获得环境数据信息； S104、 将 激光雷达所获取的环境数据信息进行采样处理 优化， 构建出大场景的全局栅格地图， 并存储在 服务器中； S106、 根据当前时刻激光雷达采集到 的移动底盘在此时刻的点云数据， 利用服务器中 的全局栅格地图进行移动底盘的位姿信息的特 征匹配， 实现移动底盘的全局定位； S108、 优化从 起始点到待操作点的移动操作机器人的移动底 盘的轨迹； S110、 根据优化后的轨迹， 控制移动操 作机器人的移动底盘运动至待操作点； 以及 S112、 利用视觉机构对大场景进行扫描， 得到大 场景的点云数据； 通过视觉机构所 获得的大场景 的点云数据识别待操作对象， 并控制机械臂对待 操作对象进行操作。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 115476362 A 2022.12.16 CN 115476362 A 1.一种移动操作机器人定位引导方法， 所述移动操作机器人包括移动底盘以及安装在 移动底盘上的机械臂， 所述移动底盘上设置有激光雷达， 所述机械臂上设置有视觉机构； 其 特征在于， 所述移动操作机器人定位引导方法包括： S102、 利用激光雷达将移动底盘所处的大场景的数据进行采样， 获得环境数据信息； S104、 将激光雷达所获取的环境数据信息进行采样处理优化， 构建出大场景的全局栅 格地图， 并存 储在服务器中； S106、 根据当前时刻激光雷达采集到的移动底盘在此时刻的点云数据， 利用服务器中 的全局栅格地图进行移动底盘的位姿信息的特 征匹配， 实现移动底盘的全局定位； S108、 优化从起始点到待操作点的移动操作机器人的移动底盘的轨 迹； S110、 根据优化后的轨 迹， 控制移动操作机器人的移动底盘运动至待操作点； S112、 利用视觉机构对大场景进行扫描， 得到大场景的点云数据； 通过视觉机构所获得 的大场景的点云数据识别待操作对象， 并控制机 械臂对待操作对象进行操作。 2.如权利要求1所述的移动操作机器人定位引导方法， 其特征在于， S102中， 采用机器 学习或者自主 学习的方式， 使用移动底盘上的激光雷达对所述移动 操作机器人的工作场景 进行环境数据信息的采集。 3.如权利要求1所述的移动操作机器人定位引导方法， 其特征在于， S104中， 采用不同 的分辨率的滑动窗口对环境数据信息进行滑动降采样， 并获得多个不同分辨率的全局栅格 地图； 将多个不同分辨率的全局 栅格地图按照分辨率从高到低的顺序， 按照三角形形状进 行组合， 构建出 大场景的全局栅格地图， 并存 储在服务器中。 4.如权利要求1所述的移动操作机器人定位引导方法， 其特 征在于， S10 6包括： 根据激光雷达和视觉机构所检测的上一时刻的移动操作机器人位置 和当前时刻 所述的激光雷达和视觉机构所检测到移动操作机器人位置 从而估算出各分辨率的全 局栅格地图中每 个栅格地图被激光束末端占据的概 率。 5.如权利要求 4所述的移动操作机器人定位引导方法， 其特 征在于， S10 6还包括： 获得全局栅格地图中分辨率最低的一个栅格中相邻两时刻移动操作机器人位置变换 的数据差 其中， 其中， 代表的含义 为 对 的导数； 代表的含义 为P对 求导； 代表的含义为 对 的求导； 表示第i个激光束 末端端点的坐标； 权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115476362 A 2移动操作机 器人定位引导方 法 技术领域 [0001]本公开涉及一种移动操作机器人定位引导方法， 属于 机器人技 术领域。 背景技术 [0002]随着物联网技术、 人工智能技术的不断发展， 移动操作机器人的定位在其中扮演 着不可忽视的角色。 在很多工业应用中都是最为关键的问题， 比如在物流分拣、 无人驾驶、 工业AGV等领域。 全局定位和位姿跟踪是移动操作机器人定位所要面临的主 要问题。 [0003]全局定位主要是移动操作机器人对于自身所位于的环境通过机器视觉技术进行 全局地图的扫描与构建， 进而实现移动操作机器人 的定位。 移动操作机器人在完成全局定 位这项工作需要一些传感信息， 即就是感知周围环境的传感器所检测到的信息。 移动操作 机器人所用的定位传感器主要 是激光雷达和视觉相机这两种。 在移动 操作机器人进行全局 定位时主要会面临以下三个方面的困难： ①机器人在前一刻所处的位置是未知的； ②在进 行重新定位或者闭环检测的时候， 由于工作环境会发生各种各样的变化， 包括光照、 地面粗 糙度以及障碍物的变化都会造成一定的误差； ③在进行地图构建时， 由于传感器检测到的 信息的复杂性， 会 对定位带来 一定的困难。 [0004]现有技术中存在通过手工建立模型即机器学习的方法来实现移动操作机器人的 全局定位， 并使用GPS信号来提供全局位置。 然而机器学习的方法在构建地图时精确度低。 并且GPS在室内环境或者密闭空间的情况 下会失效。 [0005]近些年来， 移动操作机器人的全局定位问题依靠基于视觉信息 的方法来实现。 在 专利“CN110533722A ”提出一种基于视觉词典的机器人快速重定位方法及系统 ”， 其原理是 将视觉图像与传感器构建的视觉地图中保存的关键 帧进行对比， 找出最为相似的帧， 从而 进行两个图像之间的特征匹配， 最后得到移动机器人的位置信息来 实现移动操作机器人的 全局定位。 [0006]移动机器人位姿跟踪问题的研究中， 鲁棒定位与目标点高精度定位成为其主要挑 战。 在专利 “CN112068547A ”中提出一种基于AMCL的机器人定位方法、 装置和机器人 ”， 其主 要利用激光数据与地图文件， AMCL算法会对预测得到的初始粒子群进行粒子分布优化处 理， 从而得到更为集中的粒子分布， 在利用激光数据与地图文件继而实现机器人 的实时定 位与位姿校正。 [0007]然而在现有的技术条件以及工作环境下， 现有技术中的定位方法所能实现的精度 依旧不能满足某些特定的场合， 尤其是在工业场景下， 移动操作机器人定位达到毫米级的 精度才能保证工业 生产的安全可靠 。 发明内容 [0008]为了解决上述 技术问题之一， 本公开 提供了一种移动操作机器人定位引导方法。 [0009]根据本公开的一个方面， 提供了一种移动操作机器人定位引导方法， 所述移动操 作机器人包括移动底盘以及安装在移动底盘上的机械臂， 所述移动底盘上设置有激光雷说　明　书 1/7 页 3 CN 115476362 A 3