【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及agv控制，具體涉及一種基于二維激光slam的單舵輪agv的高精建圖和魯棒定位方法。
技術介紹
1、自動引導車輛(agv，automated?guided?vehicle)是一種自動化運輸系統，作為現代物流和生產領域的重要組成部分，其自主導航與定位能力是提升其工作效率和靈活性的關鍵。隨著智能制造和智能物流的快速發展，對agv的定位精度和環境適應性提出了更高要求。二維激光即時定位與地圖構建(slam，simultaneous?localization?and?mapping)技術因其高精度和低成本而成為agv定位和導航的熱門選擇。然而，現有技術在復雜環境下的定位魯棒性和地圖構建精度仍面臨挑戰。
2、目前，agv在使用二維激光slam進行導航時，常見問題包括：人造結構環境的定位失準、在多樣化環境下的建圖不精確、以及實施場景的土建布局限制。此外，單舵輪agv的特殊機械結構也給高精度地圖構建和魯棒定位帶來了額外的挑戰。
3、現有應用在單舵輪agv上的導航技術，通常可以分為：鋪設磁條/磁釘的磁導航技術、需要張貼二維碼標記的視覺導航技術、加裝輔助設備的反光柱導航技術以及激光slam自主導航技術。
4、磁導航技術在室內環境下通過在地面安裝磁條或磁釘等磁性標記進行導航，agv上的磁感應器讀取這些磁性標記來實現導航。但任何對地面布局的修改都需要重新布置磁條或磁釘，這在動態變化的環境中不夠靈活，且一旦需要改變agv的導航路徑，就必須物理地重新布置磁性標記，這在操作上既費時又費力。
5、二
6、反光柱導航中，反光柱通常作為物理標記被安置在環境中的特定位置，通過激光掃描儀對這些反光柱進行識別和定位，從而實現agv的導航。但該方法需要預先安裝反光柱，并且每當環境布局有所改變時，都需要重新配置這些物理標記，且在環境發生變化(如新的障礙物、區域的使用目的改變等)時，反光柱導航系統的調整成本較高。
7、因此，確有必要提供一種改進的單舵輪agv路徑跟蹤方法以解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術目的是提供一種基于二維激光slam的單舵輪agv的高精建圖和魯棒定位方法，通過連續的激光掃描，二維激光slam能夠實時更新地圖信息并進行精確定位，即便在復雜或變化的環境中也能保持高精度，減少了因環境改變而需要的人為干預和調整，降低了長期維護的成本和復雜性。
2、本專利技術的技術方案是：一種基于二維激光slam的單舵輪agv的高精建圖和魯棒定位方法，包括以下步驟：
3、步驟1、獲取agv上二維激光雷達的數據；
4、步驟2、基于slam方法構建目標環境的結構化二維柵格地圖；
5、步驟3、通過判斷所述二維柵格地圖中柵格的占據情況得到agv車體實時精準定位數據。
6、上述技術方案中，所述步驟1中，將所述二維激光雷達設置在所述agv車體的頂部。
7、上述技術方案中，所述步驟2包括：
8、步驟2.1、通過二維激光雷達周期性掃描目標環境生成距離數據，將距離數據轉換成機器人坐標系中的點集；
9、步驟2.2、基于所述點集，所述機器人坐標系中探測到的點probot(xr,yr)表示為：
10、
11、其中，d表示測量出的距離，θ表示測量出的角度；
12、步驟2.3、將所述機器人坐標系中的點probot(xr,yr)轉換到世界坐標系中的pworld(xw,yw)表示為：
13、
14、步驟2.4、將所述世界坐標系中的pworl(dx,wy)w映射到所述二維柵格地圖中的柵格(i,j)上，得到：
15、
16、其中，表示向下取整，wg表示柵格的寬度，hg表示柵格的高度。
17、上述技術方案中，所述步驟3包括：
18、步驟3.1、確定柵格mi,j的占據情況：
19、pocc(mi,j)＝f(pocc(mi,j),zt,xt)
20、其中，pocc(mi，j)表示柵格mi,j占據或空閑的概率，f表示更新函數，zt表示t時刻的二維激光雷達的測量值，xt表示t時刻的agv的未知值；
21、步驟3.2、通過貝葉斯規則更新柵格mi,j的占據情況，表示為：
22、
23、其中，p(mi,j|zt,xt)表示柵格mi,j被占據的后驗概率，p(zt|mi,j,xt)表示給定柵格mi,j被占據和agv位置xt時觀測到zt的概率，p(mi,j)表示柵格mi,j被占據的先驗概率，p(zt|xt)表示觀測數據的邊緣概率。
24、上述技術方案中，pocc(mi，j)∈[0，1]，pocc(mi，j)接近1表示為高概率被占據，接近0表示空閑或是未知。
25、本專利技術的優點是：
26、本專利技術通過連續的激光掃描，二維激光slam能夠實時更新地圖信息并進行精確定位，即便在復雜或變化的環境中也能保持高精度，減少了因環境改變而需要的人為干預和調整，降低了長期維護的成本和復雜性。
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1.一種基于二維激光SLAM的單舵輪AGV的高精建圖和魯棒定位方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于二維激光SLAM的單舵輪AGV的高精建圖和魯棒定位方法，其特征在于：所述步驟1中，將所述二維激光雷達設置在所述AGV車體的頂部。
3.根據權利要求1所述的基于二維激光SLAM的單舵輪AGV的高精建圖和魯棒定位方法，其特征在于：所述步驟2包括：
4.根據權利要求1所述的基于二維激光SLAM的單舵輪AGV的高精建圖和魯棒定位方法，其特征在于：所述步驟3包括：
5.根據權利要求4所述的基于二維激光SLAM的單舵輪AGV的高精建圖和魯棒定位方法，其特征在于：Pocc(Mi，j)∈[0，1]，Pocc(Mi，j)接近1表示為高概率被占據，接近0表示空閑或是未知。
【技術特征摘要】
1.一種基于二維激光slam的單舵輪agv的高精建圖和魯棒定位方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于二維激光slam的單舵輪agv的高精建圖和魯棒定位方法，其特征在于：所述步驟1中，將所述二維激光雷達設置在所述agv車體的頂部。
3.根據權利要求1所述的基于二維激光slam的單舵輪agv的高精建圖和魯棒定位方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：侯君怡，余雷，徐昌軍，潘子豪，邊非凡，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：發明
國別省市：
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