[发明专利]三维位姿估计方法、系统、计算机设备及存储介质

说明书

本方案涉及一种三维位姿估计方法、系统、计算机设备及存储介质。所述方法包括：标定待位姿估计物上的各个传感器，并获取标定后各个传感器对应的传感器参数；获取各个传感器按照传感器参数采集环境数据，并对环境数据进行融合处理，得到与待位姿估计物对应的局部位姿信息；提取局部位姿信息中的激光数据，获取先验信息，并根据激光数据、先验信息生成全局位姿数据的关联信息；根据环境数据、局部位姿信息、关联信息构建目标函数；求解目标函数，得到与待位姿估计物对应的三维位姿估计。通过将各个传感器采集的数据进行融合，在部分传感器失效的情况下，依靠其他正常传感器依然能够提供准确的环境数据，可以提高位姿估计的准确性。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种三维位姿估计方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术

近年来，随着科技水平的不断提升，移动机器人技术已经广泛的应用到日常生活的各个领域之中。其中，移动机器人能够自主执行各种任务，缓解人力成本带来的用工压力，越来越受到人们的关注。例如，针对生活小区、工业园区等场景的巡检及配送作业，任务繁重且简单重复，因此由智能化的移动机器人设备代替人工，必然势不可挡。但是移动机器人距离真正的人工操作，还是存在一定的距离。移动机器人在日常运行中，获取准确的运动姿态，是机器人自主执行任务的关键。目前常用的定位方案，主要有RTK定位和GPS辅助的激光数据与全局地图进行匹配。RTK定位由于卫星信号及基站信号易受到遮挡影响，一般常用于空旷无遮挡区域使用；而GPS辅助的激光数据与全局地图匹配定位方式，对地图的实时更新维护要求较高，一旦全局地图中出现与实际环境不匹配，特别是存在动态物体及环境季节变化导致的地图不匹配，极易对位姿估计造成较大的影响。

考虑到移动机器人在室内室外等不同场景下运行，一旦定位错误或势必可能会发生不可控的危险。

发明内容

基于此，为了解决上述技术问题，提供一种三维位姿估计方法、系统、计算机设备和存储介质，可以提高位姿估计的精度。

一种三维位姿估计方法，所述方法包括：

标定待位姿估计物上的各个传感器，并获取标定后各个所述传感器对应的传感器参数；

获取各个所述传感器按照所述传感器参数采集环境数据，并对所述环境数据进行融合处理，得到与所述待位姿估计物对应的局部位姿信息；

提取所述局部位姿信息中的激光数据，获取先验信息，并根据所述激光数据、所述先验信息生成全局位姿数据的关联信息；

根据所述环境数据、所述局部位姿信息、所述关联信息构建目标函数；

求解所述目标函数，得到与所述待位姿估计物对应的三维位姿估计。

在其中一个实施例中，所述标定待位姿估计物上的各个传感器，并获取标定后各个所述传感器对应的传感器参数，包括：

标定轮式里程计轮间距及轮半径参数；标定惯性传感器的内参数和测量噪声；标定磁强计的噪声参数；标定气压计的噪声参数；

标定激光雷达与载体运动中心的相对位姿关系；标定所述惯性传感器与所述激光雷达之间的相对位姿关系；标定GPS与所述激光雷达的相对位姿关系。

在其中一个实施例中，所述获取各个所述传感器按照所述传感器参数采集环境数据，并对所述环境数据进行融合处理，得到与所述待位姿估计物对应的局部位姿信息，包括：

对所述惯性传感器采集的数据进行积分，得到当前时刻所述待位姿估计物的运动数据；对所述惯性传感器采集的数据和所述激光数据进行时间同步，利用所述惯性传感器预积分的结果对所述激光雷达进行畸变矫正，并对所述激光雷达采集的数据进行噪点剔除，得到所述激光数据；

根据所述运动数据、所述激光数据，得到与所述待位姿估计物对应的局部位姿信息。