1.一种基于激光雷达的机器人定位导航方法,其特征在于,包括:
根据预先确定的机器人本体结构,将激光雷达采集到的激光数据中的噪声数据进行滤除,得到有效激光数据;
将所述有效激光数据与原始环境地图进行匹配融合,并对融合后的环境地图进行修复检测,构建出更新环境地图;
利用图优化算法对所述更新环境地图进行优化,得到优化地图中所述机器人的当前位置;
计算所述机器人在所述优化地图中从所述当前位置到目标位置的规划路径,将所述规划路径进行离散化和优化,得到路径离散点集合,并计算所述路径离散点集合的执行速度,所述机器人按照所述路径离散点集合和所述执行速度进行行驶,其中所述预先确定的机器人本体结构,包括:所述机器人进行移动操作时,将当前时段接收到的激光数据与上一时段优化后的可用数据进行匹配,得到数据差值,若所述数据差值小于第一预设阈值,则判定所述当前时段接收到的所述激光数据为可用激光数据;
获取预定数量的所述可用激光数据,确定所述可用激光数据的稳定性参数,若所述稳定性参数小于第二预设阈值,则将所述可用激光数据作为本体结构数据;
对所述本体结构数据进行滤波优化,确定所述机器人的所述本体结构。
2.如权利要求1所述的基于激光雷达的机器人定位导航方法,其特征在于,所述利用图优化算法对所述更新环境地图进行优化,得到优化地图中所述机器人的当前位置,包括:根据所述激光雷达检测到的所述有效激光数据,得到所述机器人在对应时刻的观测位姿参数;
将所述观测位姿参数作为当前估计值,利用所述当前估计值得到所述机器人在所述时刻的当前机器人位姿参数;
将所述当前机器人位姿参数与所述当前估计值进行对比,得到迭代参数,对所述迭代参数进行判断;
若所述迭代参数大于第三预设阈值,则将所述当前机器人位姿参数作为所述当前估计值,重新计算所述当前机器人位姿参数,并进行所述对比;
若所述迭代参数不大于所述第三预设阈值,则将所述当前机器人位姿参数作为所述机器人在所述优化地图中的所述当前位置。
3.如权利要求2所述的基于激光雷达的机器人定位导航方法,其特征在于,所述将所述观测位姿参数作为当前估计值,利用所述当前估计值得到所述机器人在所述时刻的当前机器人位姿参数,包括:将所述观测位姿参数作为所述当前估计值,计算所述当前估计值的当前雅克比矩阵和当前海森矩阵;
根据所述当前雅克比矩阵和所述当前海森矩阵,确定梯度方向;
将所述梯度方向代入目标函数,得到所述机器人在所述时刻的所述当前机器人位姿。
4.如权利要求1所述的基于激光雷达的机器人定位导航方法,其特征在于,所述将所述规划路径进行离散化和优化,得到路径离散点集合,并计算所述路径离散点集合的执行速度,所述机器人按照所述路径离散点集合和所述执行速度进行导航,包括:将所述规划路径中进行离散化,得到初始点集合;
根据所述初始点集合中的所述机器人的当前位置信息和设定的目标位置信息,对所述机器人的导航模式进行判断;
若所述当前位置信息与所述目标位置信息不相同,则所述机器人处于导航模式,根据映射到所述优化地图中的所述初始点集合,绘制所述规划路径的道路边界,得到所述路径离散点集合;
根据所述路径离散点集合确定具有道路边界的规划道路,并将所述规划道路切割成第二预设数量的线段路径,得到线段信息,并根据所述线段信息确定所述机器人的执行速度,其中所述第二预设数量根据所述规划道路的长度确定;
所述机器人按照所述线段信息和所述执行速度进行行驶。
5.如权利要求4所述的基于激光雷达的机器人定位导航方法,其特征在于,所述机器人按照所述线段信息和所述执行速度进行行驶,包括:根据所述线段信息和所述激光雷达检测到的所述有效激光数据,对所述机器人实际行驶路径中的位姿方向以及所述行驶路径上的障碍物进行判断;
若所述位姿方向与所述线段信息的方向不符合和/或所述行驶路径上存在所述障碍物,则重新计算所述规划路径,并进行所述离散化,得到更新线段信息和更新执行速度,并按照所述更新线段信息和所述更新执行速度进行行驶;
若所述行驶路径中的所述位姿方向与所述线段信息的方向相符合以及所述行驶路径上不存在所述障碍物,则所述机器人按照所述线段信息与所述执行速度进行行驶。
6.如权利要求5所述的基于激光雷达的机器人定位导航方法,其特征在于,所述根据所述线段信息和所述激光雷达检测到的所述有效激光数据,对所述机器人实际行驶路径中的位姿方向以及所述行驶路径上的障碍物进行判断的过程包括:根据所述激光雷达检测到的所述有效激光数据,得到所述机器人的位姿方向信息和行驶路径信息,所述行驶路径信息包括行驶路径上的障碍物信息;
根据所述位姿方向信息与所述线段信息中的方向信息,得到第一信息数值,若所述第一信息数值超出第一预设阈值范围,则确定所述行驶路径中的所述位姿方向偏离所述线段信息的所述方向;
根据所述行驶路径信息和所述线段信息中所述机器人所处线段路径的方向信息,确定所述线段路径的方向上所述行驶路径信息是否存在超出第二预设阈值范围的所述障碍物信息,若存在,则确定所述行驶路径上存在所述障碍物。
7.一种基于激光雷达的机器人定位导航装置,其特征在于,包括:
本体噪声滤除模块,其用于根据预先确定的机器人本体结构,将激光雷达采集到的激光数据中的噪声数据进行滤除,得到有效激光数据;
地图构建模块,其用于将所述有效激光数据与原始环境地图进行匹配融合,并对融合后的环境地图进行修复检测,构建出更新环境地图;
地图优化模块,其用于利用图优化算法对所述更新环境地图进行优化,得到优化地图中所述机器人的当前位置;
导航模块,其用于计算所述机器人在所述优化地图中从当前位置到目标位置的规划路径,将所述规划路径进行离散化和优化,得到路径离散点集合,并计算所述路径离散点集合的执行速度,所述机器人按照所述路径离散点集合和所述执行速度进行行驶,其中所述预先确定的机器人本体结构,包括:所述机器人进行移动操作时,将当前时段接收到的激光数据与上一时段优化后的可用数据进行匹配,得到数据差值,若所述数据差值小于第一预设阈值,则判定所述当前时段接收到的所述激光数据为可用激光数据;
获取预定数量的所述可用激光数据,确定所述可用激光数据的稳定性参数,若所述稳定性参数小于第二预设阈值,则将所述可用激光数据作为本体结构数据;
对所述本体结构数据进行滤波优化,确定所述机器人的所述本体结构。
8.如权利要求7所述的基于激光雷达的机器人定位导航装置,其特征在于,还包括:本体结构检测模块,其用于所述机器人进行移动操作时,将当前时段接收到的激光数据与上一时段优化后的可用数据进行匹配,得到数据差值;
用于若所述数据差值超出第一预设阈值范围,则判定所述当前时段接收到的所述激光数据为可用激光数据;
用于获取预定数量的所述可用激光数据,确定所述可用激光数据的稳定性参数,若所述稳定性参数在第二预设阈值范围内,则将所述可用激光数据作为本体结构数据;
用于对所述本体结构数据进行滤波优化,确定所述机器人的所述本体结构。
9.一种电子设备,其包括处理器和存储器,所述存储器存储有计算机指令,其中所述处理器操作所述计算机指令以执行权利要求1‑6中任一项所述的基于激光雷达的机器人定位导航方法。