[发明专利]一种煤矿井下移动设备自主定位的方法及系统

摘要

本发明公开了一种煤矿井下移动设备自主定位的方法。首先在起始点通过三维激光扫描仪扫描得到三维点云数据P_i；然后移动设备开始移动，其间通过惯性传感器与里程计传感器的测量数据融合进行航位推算得到设备实时的位置；在距离起始点不远处停止移动，在停止点扫描得到三维点云数据P_i+1，通过配准P_i与P_i+1得到两点之间的位移与姿态变化后更新停止点的位置，停止点作为起始点重复上述步骤完成整个实时定位过程。相应地，本发明还提供了与该方法对应的定位系统。本发明对环境要求低，能够在煤矿井下恶劣的环境下实现高精度定位，同时可以建立整个环境的三维可视化模型。

主权项

一种煤矿井下移动设备自主定位的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)移动设备在起始点开始移动前,通过三维激光扫描仪采集当前场景的三维点云数据，得到起始点点云数据；(b)移动设备开始移动，在移动过程中通过惯性传感器与里程计传感器分别进行数据采集，建立基于Kalman滤波器的姿态测量模型，并利用所述姿态测量模型将采集到的惯性传感器数据与里程计数据融合，继而进行航位推算，得到移动设备定位结果；(c)当由步骤(b)的航位推算结果得到移动设备已移动给定距离后，移动设备停止移动，并通过三维激光雷达扫描当前场景，得到停止点点云数据；(d)以步骤(b)得到的移动设备定位结果为配准初始值，将步骤(a)得到的起始点点云数据与步骤(c)得到的停止点点云数据进行配准得到起始点与停止点间的位移与姿态变化；(e)通过步骤(d)中得到的起始点到停止点的位移与姿态变化对停止点的位置与姿态进行更新；(f)将步骤(e)得到的移动设备停止点的位置信息作为起始点，重复执行步骤(a)‑(e)，从而完成整个设备定位过程。