[发明专利]简化的基于图形快速匹配的激光定位方法

权利要求书

1.一种简化的基于图形快速匹配的激光定位方法，包括如下的步骤：

⑴在结构化场景空间内的任意位置至少安装三个圆筒形反光筒，满足各个反光筒之间距离不同的条件；

⑵初始化世界坐标系下的参考地图，识别特征为三角形；

⑶输入激光雷达数据时，对数据进行容错处理，过滤反光筒的低反光强度点，存储对应强度下的反光筒距离信息，转换到运动坐标系下；

⑷采用拟合技术求解每个反光筒的圆心，将检测到反光筒的位置数据输入三角形组合模块，并存储组合后的三角形信息；

⑸上述第⑷步骤中得到当前三角形与世界坐标系下的三角形进行图形化匹配，匹配依据是当前三角形的每个角度与世界坐标系下的三角形的每个角度进行相减，角度差小于设定的阈值是匹配成功；

⑹将运动坐标系下检测到反光筒的位置与之匹配成功的世界坐标系下反光筒的位置分别构造成一个检测矩阵和参考矩阵，然后进行矩阵分解，求解其位姿；

⑺返回到步骤⑶，进行下一轮的姿态求解；

⑻结束。

2.根据权利要求1所述的简化的基于图形快速匹配的激光定位方法，其特征在于： 所述第⑸步骤中的图形化匹配是以3×N的匹配速度确认反光筒的位置，Ｎ表示有效循环次数。

3.根据权利要求1所述的简化的基于图形快速匹配的激光定位方法，其特征在于：所述第⑶步骤中的激光雷达数据，是激光扫到反光筒时的反射强度用以识别反光筒，检测到反光筒后并保存反光筒的有效距离数据。

4.根据权利要求1所述的简化的基于图形快速匹配的激光定位方法，其特征在于：所述第⑶步骤中的对数据进行容错处理，包括如下的步骤：

①输入一帧激光雷达数据，假设每帧数据3600点，即i=1，2，…，3600；

②判断第i个数据的反射强度是否大于设定阀值；否，转第⑤步骤；

③是，判断i是否小于允许的低反射强度点的数目；否，清空当前容器内容，转第⑤步骤；

④是，存储对应强度下的距离信息；

⑤i++；

⑥判断i是否大于3600，否，转第①步骤；

结束。

5.根据权利要求1所述的简化的基于图形快速匹配的激光定位方法，其特征在于：所述第⑷步骤中的拟合技术，是使用非线性求解器拟合反光筒的圆心。

6.根据权利要求1所述的简化的基于图形快速匹配的激光定位方法，其特征在于：所述第⑵步骤中的初始化世界坐标系下的参考地图，识别特征为三角形，包括如下的步骤：

①利用全站仪测量各个反光筒在世界坐标系下的坐标位置Ｐ(x,y)并记录；

②在世界坐标系下，将反光筒的位置坐标作为三角形的顶点，对所有顶点进行排列组合，每次任选三个不同的顶点，最后存储三角形的顶点以及角度信息，制作基于三角形识别特征的参考地图。

7.根据权利要求1所述的简化的基于图形快速匹配的激光定位方法，其特征在于：所述第⑹步骤中的构造成一个检测矩阵和参考矩阵后，分别减去各自矩阵的质心，然后将参考矩阵的转置乘以检测矩阵，得到矩阵M，对M进行奇异值分解，最终求解得到位姿。