[发明专利]一种适用于毫米波雷达的室内自定位方法及系统

权利要求书

1.一种适用于毫米波雷达的室内自定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：实时采集装有毫米波雷达的装置在行进过程中的毫米波雷达信号，通过对毫米波雷达信号数据预处理，生成场景中障碍物的三维点云信息；

步骤2：提取质心特征点；

通过点云的密度信息，进行点云聚类，最后通过计算聚类结果的质心作为本类的质心特征点；

步骤3：匹配质心特征点；

步骤4：求解定位结果；

通过相邻帧的质心特征点对来构造非线性优化函数：

其中，R表示相邻帧的旋转矩阵，t表示相邻帧的平移向量，p和p′为相邻帧的特征点对，分别表示相邻帧上的特征点；

求解非线性优化函数即可得到毫米波雷达的位置和方向信息。

2.根据权利要求1所述的适用于毫米波雷达的室内自定位方法，其特征在于：步骤1中，通过毫米波雷达Tx天线发射线性调频脉冲，当信号由障碍物遮挡并反射后由Rx天线捕获，由混频器将Tx信号和Rx信号合并生成中频信号；通过对中频信号进行采样，求出障碍物的距离、障碍物的径向速度、和障碍物的角度，提取出可能的障碍物目标，最后把可能的障碍物目标的极坐标转为笛卡尔坐标即可生成障碍物的三维点云信息。

3.根据权利要求1所述的适用于毫米波雷达的室内自定位方法，其特征在于：步骤2中，采用一定范围内点云个数大于阈值进行点云聚类。

4.根据权利要求1所述的适用于毫米波雷达的室内自定位方法，其特征在于：步骤3中，通过在相邻帧上比较质心特征点的欧式距离，以相邻帧中最近的两个质心特征点作为匹配对。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的适用于毫米波雷达的室内自定位方法，其特征在于：步骤4中，采用LM方法求解非线性优化函数即可得到毫米波雷达的位置和方向信息。

6.一种适用于毫米波雷达的室内自定位系统，其特征在于，包括以下模块：

模块1，用于实时采集装有毫米波雷达的装置在行进过程中的毫米波雷达波信号，通过对毫米波雷达波信号数据预处理，生成场景中障碍物的三维点云信息；

模块2，用于提取质心特征点；

通过点云的密度信息，进行点云聚类，最后通过计算聚类结果的质心作为本类的质心特征点；

模块3，用于匹配质心特征点；

模块4，用于求解定位结果；

通过相邻帧的质心特征点对来构造非线性优化函数：

其中，R表示相邻帧的旋转矩阵，t表示相邻帧的平移向量，p和p′为相邻帧的特征点对，分别表示相邻帧上的特征点；

求解非线性优化函数即可得到毫米波雷达的位置和方向信息。