本發(fā)明涉及移動(dòng)機(jī)器人，具體涉及移動(dòng)機(jī)器人定位裝置、方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、移動(dòng)機(jī)器人是指能夠在無人直接操作的情況下自動(dòng)移動(dòng)，完成特定任務(wù)的機(jī)器人，已應(yīng)用在生產(chǎn)生活中的方方面面。其中，移動(dòng)機(jī)器人的精確定位是完成任務(wù)的重要基礎(chǔ)，例如使得移動(dòng)機(jī)器人位于正確的位置執(zhí)行任務(wù)，避免因位置誤差導(dǎo)致的任務(wù)失敗或錯(cuò)誤，使移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃更加高效，提升工作效率等。因此，如何對移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行精確定位，是需要解決的問題。

2、目前，現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人定位裝置在光照條件的變化的影響下，可能會(huì)導(dǎo)致攝像頭采集的圖像出現(xiàn)過曝、昡光等光學(xué)問題，導(dǎo)致無法清晰地捕捉特征點(diǎn)，若基于該圖像確定定位，得到的移動(dòng)機(jī)器人定位的精度低且準(zhǔn)確度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)機(jī)器人定位裝置、方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決移動(dòng)機(jī)器人定位的精度低且準(zhǔn)確度低的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)機(jī)器人定位裝置，該裝置包括紅外傳感器、紅外補(bǔ)光光源裝置、計(jì)算處理模塊、電源模塊和通訊模塊；

3、紅外傳感器用于采集移動(dòng)機(jī)器人的頂視圖像；

4、紅外補(bǔ)光光源裝置用于發(fā)射紅外光線，為紅外傳感器補(bǔ)光；

5、計(jì)算處理模塊用于基于紅外傳感器獲取到的頂視圖像對移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行定位，得到移動(dòng)機(jī)器人的定位數(shù)據(jù)；

6、電源模塊用于為紅外補(bǔ)光光源裝置和計(jì)算處理模塊供電；

7、通訊模塊用于將移動(dòng)機(jī)器人的定位數(shù)據(jù)發(fā)送至移動(dòng)機(jī)器人。

8、本發(fā)明實(shí)施例提供的移動(dòng)機(jī)器人定位裝置，通過移動(dòng)機(jī)器人定位裝置中的紅外補(bǔ)光光源裝置、計(jì)算處理模塊、電源模塊和通訊模塊，能夠提升采集到的頂視圖像的質(zhì)量，進(jìn)而基于優(yōu)質(zhì)的頂視圖像進(jìn)行定位，進(jìn)一步提高了移動(dòng)機(jī)器人定位的精確度，同時(shí)通過將定位數(shù)據(jù)發(fā)送至移動(dòng)機(jī)器人，使得移動(dòng)機(jī)器人基于準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)操作，相比于現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人定位裝置，能夠在不同光照條件下均能進(jìn)行穩(wěn)定定位，降低了光線在確定定位的過程中的影響，從而得到準(zhǔn)確的移動(dòng)機(jī)器人定位數(shù)據(jù)，提高了移動(dòng)機(jī)器人定位的精準(zhǔn)度和魯棒性。

9、在一種可選的實(shí)施方式中，計(jì)算處理模塊包括圖像處理單元、運(yùn)算處理單元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元；

10、圖像處理單元用于優(yōu)化頂視圖像的圖像質(zhì)量；

11、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元用于采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對優(yōu)化后的頂視圖像進(jìn)行檢測，得到優(yōu)化后的頂視圖像中的所有語義特征，任一語義特征包括語義特征所屬的類別和語義特征對應(yīng)的二維像素位置；

12、運(yùn)算處理單元用于基于優(yōu)化后的頂視圖像的所有語義特征，對移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行定位，得到移動(dòng)機(jī)器人的定位數(shù)據(jù)。

13、本發(fā)明實(shí)施例提供的移動(dòng)機(jī)器人定位裝置，通過圖像處理單元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元和運(yùn)算處理單元，對頂視圖像進(jìn)行優(yōu)化后進(jìn)行語義分析，采用語義分析得到的語義特征得到定位數(shù)據(jù)，增強(qiáng)了移動(dòng)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的定位準(zhǔn)確性。

14、第二方面，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)機(jī)器人定位方法，應(yīng)用于上述第一方面或其對應(yīng)的任一實(shí)施方式的移動(dòng)機(jī)器人定位裝置，該方法包括：

15、獲取移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的第一頂視圖像；

16、基于第一頂視圖像進(jìn)行定位，得到移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)定位數(shù)據(jù)；

17、將移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)定位數(shù)據(jù)發(fā)送至移動(dòng)機(jī)器人。

18、本發(fā)明實(shí)施例提供的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，通過獲取移動(dòng)機(jī)器人當(dāng)前時(shí)刻的第一頂視圖像，避免采集周圍較低區(qū)域高動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境信息，分析第一頂視圖像進(jìn)行定位，提高了定位的準(zhǔn)確性和可靠性，并將定位數(shù)據(jù)直接發(fā)送至移動(dòng)機(jī)器人，確保移動(dòng)機(jī)器人能即時(shí)獲取自身位置信息。

19、在一種可選的實(shí)施方式中，基于第一頂視圖像進(jìn)行定位，得到移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)定位數(shù)據(jù)之前，該方法還包括：

20、加載移動(dòng)機(jī)器人的工作區(qū)域的視覺地圖。

21、本發(fā)明實(shí)施例提供的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，通過加載移動(dòng)機(jī)器人的工作區(qū)域的視覺地圖，為后續(xù)進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人定位提供支持。

22、在一種可選的實(shí)施方式中，基于第一頂視圖像進(jìn)行定位，得到移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)定位數(shù)據(jù)，包括：

23、獲取移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的上一時(shí)刻的定位數(shù)據(jù)、移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的里程計(jì)數(shù)據(jù)以及第一頂視圖像的目標(biāo)時(shí)間戳；

24、基于移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的上一時(shí)刻的定位數(shù)據(jù)、移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的里程計(jì)數(shù)據(jù)以及第一頂視圖像的目標(biāo)時(shí)間戳，確定移動(dòng)機(jī)器人在目標(biāo)時(shí)間戳對應(yīng)的第一定位數(shù)據(jù)；

25、基于第一頂視圖像和視覺地圖，對第一定位數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，得到移動(dòng)機(jī)器人在目標(biāo)時(shí)間戳對應(yīng)的第二定位數(shù)據(jù)；

26、基于移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的里程計(jì)數(shù)據(jù)，采用里程計(jì)插補(bǔ)算法，更新第二定位數(shù)據(jù)，得到移動(dòng)機(jī)器人在當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)定位數(shù)據(jù)。

27、本發(fā)明實(shí)施例提供的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，通過結(jié)合上一時(shí)刻的定位數(shù)據(jù)與當(dāng)前時(shí)刻的里程計(jì)數(shù)據(jù)，得到初步估計(jì)的當(dāng)前時(shí)刻的第一定位數(shù)據(jù)，該初步估計(jì)可以減小后續(xù)地圖語義特征的匹配范圍，提升定位計(jì)算的速度，然后通過第一頂視圖像與視覺地圖進(jìn)行優(yōu)化，利用環(huán)境的詳細(xì)特征對第一定位數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，提高了定位的精準(zhǔn)度和魯棒性，通過考慮第一頂視圖像的目標(biāo)時(shí)間戳，確保了視覺數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間一致性，避免了因時(shí)間偏差導(dǎo)致的定位錯(cuò)誤，同時(shí)采用里程計(jì)插補(bǔ)算法，能夠根據(jù)機(jī)器人即時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)微調(diào)定位結(jié)果，保持定位的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

28、在一種可選的實(shí)施方式中，視覺地圖包括移動(dòng)機(jī)器人的工作區(qū)域中存在的所有地圖語義特征，任一地圖語義特征包括地圖語義特征所屬的類別和地圖語義特征對應(yīng)的空間三維位置；

29、基于第一頂視圖像和視覺地圖，對第一定位數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，得到移動(dòng)機(jī)器人在目標(biāo)時(shí)間戳對應(yīng)的第二定位數(shù)據(jù)，包括：

30、優(yōu)化第一頂視圖像的圖像質(zhì)量，得到第二頂視圖像；

31、采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對第二頂視圖像進(jìn)行檢測，得到第一語義特征集合，第一語義特征集合包括第二頂視圖像中的所有檢測語義特征，任一檢測語義特征包括檢測語義特征所屬的類別和檢測語義特征對應(yīng)的二維像素位置；

32、對于視覺地圖中任一地圖語義特征，基于第一定位數(shù)據(jù)，將地圖語義特征中對應(yīng)的空間三維位置，重投影至二維圖像空間，得到地圖語義特征對應(yīng)的二維像素位置；

33、在視覺地圖進(jìn)行重投影后，確定第二語義特征集合，第二語義特征集合包括位于第一定位數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有地圖語義特征；

34、將第一語義特征集合和第二語義特征集合進(jìn)行匹配，得到匹配成功的第三語義特征集合；

35、基于第三語義特征集合，采用優(yōu)化算法對第一定位數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，得到第二定位數(shù)據(jù)。

36、本發(fā)明實(shí)施例提供的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，通過優(yōu)化第一頂視圖像并運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測，精確提取語義特征得到第一語義特征集合，即便在環(huán)境光照變化、遮擋或動(dòng)態(tài)物體干擾的情況下，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)依然能夠穩(wěn)定提取語義特征，從而提高基于語義特征得到的定位數(shù)據(jù)的精確度和魯棒性，通過第一語義特征集合與視覺地圖中篩選得到的第二語義特征集合進(jìn)行匹配，得到匹配成功的第三語義特征集合，優(yōu)化算法針對性地處理匹配成功的語義特征集合，實(shí)現(xiàn)對定位數(shù)據(jù)的優(yōu)化，以提高定位數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

37、在一種可選的實(shí)施方式中，將第一語義特征集合和第二語義特征集合進(jìn)行匹配，得到匹配成功的第三語義特征集合，包括：

38、對于第一語義特征集合中的任一檢測語義特征，遍歷第二語義特征集合中的所有地圖語義特征；

39、若存在任一地圖語義特征，在地圖語義特征對應(yīng)的二維像素位置與檢測語義特征對應(yīng)的二維像素位置之間的距離小于預(yù)設(shè)閾值，且地圖語義特征所屬的類別與檢測語義特征所屬的類別相同的情況下，檢測語義特征與地圖語義特征匹配成功；

40、將匹配成功的檢測語義特征和地圖語義特征，加入至第三語義特征集合。

41、本發(fā)明實(shí)施例提供的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，通過設(shè)定距離的預(yù)設(shè)閾值和語義特征類別相同的條件進(jìn)行匹配，有效過濾了不相關(guān)的特征干擾，確保了匹配結(jié)果的高度相關(guān)性和準(zhǔn)確性，減少了誤匹配的可能性，作為實(shí)現(xiàn)后續(xù)定位優(yōu)化的基礎(chǔ)，提高了定位的可靠性和魯棒性。

42、在一種可選的實(shí)施方式中，基于第三語義特征集合，采用優(yōu)化算法對第一定位數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，得到第二定位數(shù)據(jù)，包括：

43、對于第三語義特征集合中的任一地圖語義特征，從第三語義特征集合中獲取與地圖語義特征匹配成功的檢測語義特征；

44、確定檢測語義特征中的二維像素位置和地圖語義特征中的二維像素位置之間的像素差值；

45、優(yōu)化像素差值，以像素差值最小化為優(yōu)化目標(biāo)，基于第一定位數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，得到第二定位數(shù)據(jù)。

46、本發(fā)明實(shí)施例提供的移動(dòng)機(jī)器人定位方法，通過利用地圖語義特征進(jìn)行重投影后的二維像素位置與檢測語義特征的二維像素位置之間的差值，以像素級差值最小化為優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對定位數(shù)據(jù)的修正，從而保證定位數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和可靠性。

47、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器和處理器之間互相通信連接，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，處理器通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行上述第二方面或其對應(yīng)的任一實(shí)施方式的移動(dòng)機(jī)器人定位方法。

48、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第二方面或其對應(yīng)的任一實(shí)施方式的移動(dòng)機(jī)器人定位方法。

49、第五方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第二方面或其對應(yīng)的任一實(shí)施方式的移動(dòng)機(jī)器人定位方法。