[发明专利]一种基于环境直线特征的地图匹配方法在审

专利信息
申请号: 201410677023.6 申请日: 2014-11-24
公开(公告)号: CN104501811A 公开(公告)日: 2015-04-08
发明(设计)人: 陈如申;黎勇跃;王海瑞;马丽艳 申请(专利权)人: 杭州申昊科技股份有限公司
主分类号: G01C21/20 分类号: G01C21/20
代理公司: 杭州之江专利事务所(普通合伙)33216 代理人: 朱枫
地址: 311121浙江省*** 国省代码: 浙江;33
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摘要: 发明公开了一种基于环境直线特征的地图匹配方法,包括以下步骤:1)设置全局坐标系;2)机器人从起点开始不断扫描环境信息;3)对扫描数据点进行滤波处理;4)将滤波后数据点分割为不同的类别;5)采用IEP算法对每一个类别进行直线特征识别;6)从直线特征的数据点集中拟出直线,计算特征参数;7)将得到的直线特征从激光坐标系下变换到全局坐标系下,并添加到环境特征地图中;8)重复上述步骤,得到环境特征地图;9)机器人从起点开始运动,惯性导航输出当前位姿粗略值;10)按照上述步骤提取当前特征直线,在环境特征地图中查找相对应的直线特征;11)将对应的特征直线记录作为基础,结合当前扫描数据,计算机器人当前位姿。
搜索关键词: 一种 基于 环境 直线 特征 地图 匹配 方法
【主权项】:
一种基于环境直线特征的地图匹配方法,在至少具有运动控制系统、惯性导航系统、激光扫描传感器的机器人上使用;其特征在于:它包括以下步骤:1)首先在新的未知环境下,设置起点位姿Z0,并以此为基准设置全局坐标系,即以起点位置为坐标系原点,以起点运动朝向为y轴正向,按右手法则确定x轴正向;2)机器人从起点开始运动,机器人所载激光传感器不断扫描环境信息得到以激光传感器为原点的角度、距离极坐标点数据;机器人每运动一定距离就要处理一次激光扫描数据;惯性导航系统不断输出机器人当前的航位信息,利用该航位信息不断计算当前点与上一次扫描数据处理位置的距离delta_d,当该距离大于等于设定的阈值delta_dthreshod时则进行下面的激光扫描数据处理,并将delta_d清0,从当前点重新开始计算delta_d;3)对杂乱无规律的激光扫描数据点进行滤波处理,去除在有效计算距离范围之外的无用点;4)将滤波后数据点根据其分布的连续特性聚类处理,分割为不同的类别;计算相邻两激光扫描点距离nd_laser,若该距离小于等于设定阈值thr_cate则判定为同一类别,同一类别代表该点集来自障碍物的连续表面;同时设置合适的阈值thr_cate,将数据点较少的类别剔除以加快数据处理速度;5)采用IEP算法对每一个类别进行直线特征识别,在每个类别中找出构成直线特征的数据点集;设置合理的阈值thr_cate,将数据点较少的直线点集剔除;6)利用最小二乘准则从直线特征的数据点集中拟合出直线,并计算其特征参数;以机器人为中心坐标系与激光传感器为中心的坐标系重合,所述参数为在激光传感器坐标系下,直线到原点距离d、直线与坐标原点的垂线与极坐标轴夹角theta、直线端点坐标p1(x,y),p2(x,y)和线性相关系数r;其中d,theta直线方程参数,利用线段端点p1,p2计算线段长度和直线匹配;利用线性系数r作为判别其直线特征相似程度,优先利用线性系数高的直线特征进行定位计算;7)将上述步骤中得到的直线特征从激光坐标系下变换到全局坐标系下,并添加到环境特征地图中;所述环境特征地图为记录特征直线参数的数据库,每条记录为一特征直线,记录的属性分别为直线的特征参数d,theta,p1,p2;8)使机器人在整个环境中运动重复上述步骤,以得到整个环境的特征地图;9)机器人从起点开始运动,惯性导航输出当前位姿的粗略值;机器人所载激光传感器扫描当前环境,得到以激光传感器为原点的角度、距离极坐标点数据;惯性导航系统不断输出机器人当前的航位信息,利用该航位信息不断计算当前点与上一次扫描数据处理位置的距离delta_d,当该距离大于等于设定的阈值delta_dthreshod时则进行下面的激光扫描数据处理,并将delta_d清0,从当前点重新开始计算delta_d;10)将上述步骤中得到的直线特征变换到全局坐标系,在已创建的环境特征地图中查找相对应的直线特征,判别地图中是否已有直线与当前特征直线相对应;11)将已创建的环境特征地图中可找到对应的特征直线记录作为基础,结合当前的扫描数据,计算出机器人当前位姿。
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  • 2015-08-19 - 2019-11-05 - G01C21/20
  • 本发明的各个实施例涉及一种用于电子设备的可重配置传感器单元。一种电子设备包括在其上具有至少一个导电迹线的印刷电路板(PCB)。片上系统(SoC)安装在PCB上,并且电耦合至导电迹线。传感器芯片按照与SoC间隔开的方式安装在所述PCB上并且电耦合至导电迹线,从而使得传感器芯片与SoC电耦合。传感器芯片包括加速度计和/或陀螺仪、以及控制电路。控制电路配置为接收配置数据作为输入,从加速度计和/或陀螺仪获取数据。控制电路进一步配置为处理该数据,以便生成电子设备的相对于其周围环境的上下文;该处理通过使用根据配置数据而操作的处理技术来执行,并且输出该上下文。
  • 一种基于人脸识别的定位导航及轨迹回放系统及方法-201910777523.X
  • 黄韬;陈大为;成青衡 - 广东鉴面智能科技有限公司
  • 2019-08-22 - 2019-11-05 - G01C21/20
  • 本发明属于人脸识别技术领域,尤其为一种基于人脸识别的定位导航及轨迹回放系统及其方法,包括人脸识别摄像头、服务器、指引显示器,所述人脸识别摄像头数量为若干个,分为入口人脸识别摄像头和区域内人脸识别摄像头,所述服务器是与人脸识别摄像头连接的,根据人脸识别摄像头反馈回来的信息,推送相应信息到指示显示器,指引进入人员到达指定位置,实现区内导航,服务器绘制进入人员的行走轨迹和储存行走时的视频。本系统实现了各人脸识别摄像机与服务器通过协同合作进行进入人员的实时跟踪,为管理人员提供了进入人员的实时位置信息,同时为查阅人员行走轨迹和视频提供了支持,便于管理人员管理监管区域。
  • 一种基于船舶任务的导航信息综合显示系统-201910783112.1
  • 蔡君;夏文蔚 - 中国人民解放军陆军军事交通学院镇江校区
  • 2019-08-23 - 2019-11-05 - G01C21/20
  • 本发明提供了一种基于船舶任务的导航信息综合显示系统,包括用于搜集船舶航行信息的导航仪器信息搜集模块、用于综合考虑各类导航仪器的技战术指标计算船舶指挥员所必须掌握的导航信息进行融合计算的融合计算模块、基于船舶任务显示导航信息的显示操作终端,船舶指挥员不为了避免船舶指挥员来回往返海图室和驾驶室寻找导航仪器,减少导航信息判断、组织利用时间,提高了导航信息使用决策效率。
  • 基于行程感知与视觉融合的定位方法、系统、终端和存储介质-201910795676.7
  • 宋宇;谢一;张百超;于璇 - 纵目科技(上海)股份有限公司
  • 2019-08-27 - 2019-11-05 - G01C21/20
  • 本发明提供一种基于行程感知与视觉融合的定位方法、系统、终端和存储介质,准备阶段,获取视觉数据和行程数据;增量对应关系转换,确定初始位置,以后一时刻j对前一时刻i行程感知设备获取行程数据中提取增量的转换关系;约束,以行程感知设备提取增量的转换关系作为约束条件约束视觉感知设备。采用行程感知设备感知车身运动的长度和航向角信息,将行程感知设备感知的长度或者轨迹信息作为相机的轨迹约束,解决了单目相机的尺度不确定问题,也能防止视觉定位误差累计和尺度漂移。此外,仅仅采用行程感知的长度约束,对于非平面场景的定位,也能起到很好的效果,不局限于平面场景。
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