[發明專利]一種加裝直線導軌的二維激光雷達建圖裝置及其建圖方法

有效

• 申請號: 201711402050.2
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108152829B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 邵文軍;劉超;黃禹;王輝;李根;章小龍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 周磊;曹葆青

1.一種加裝直線導軌的二維激光雷達建圖裝置，其特征在于，包括二維激光雷達、直線導軌、伺服電機、控制機箱、AGV小車主體和上位機，其中，

所述二維激光雷達、直線導軌、伺服電機和控制機箱分別安裝在所述AGV小車主體上；

所述控制機箱與所述伺服電機連接，以用于控制所述伺服電機的運轉和AGV小車主體的移動；

所述伺服電機通過滾珠絲杠機構連接所述二維激光雷達，以用于驅動所述二維激光雷達在所述直線導軌上移動；

所述二維激光雷達與上位機電連接，用以測量環境的距離數據并傳送給上位機；

所述的上位機與控制機箱電連接，以用于收集和顯示控制機箱的狀態信號；

所述上位機能根據二維激光雷達發送的信號數據運行建圖算法并建立精確的子圖，然后根據子圖建立的順序和位置進行全局匹配優化，以此方式，建立一幅全局地圖；

所述建圖裝置進行建圖的方法包括以下步驟：

1)開啟AGV小車，并進行控制；

2)控制AGV小車在所需構建地圖的區域內做間歇性的運動，運動方式如下：在初始點時，AGV小車靜止，由伺服電機控制滾珠絲杠機構帶動二維激光雷達移動，從直線導軌的A端間歇性移動到B端，在此過程中，采集目標數據并發送激光雷達數據幀至上位機系統，建立一幅子圖；

3)第一幅初始子圖建立完成后，AGV小車移動到達下一個位置后停止移動，AGV小車的移動距離與直線導軌的行程相同，然后由伺服電機帶動二維激光雷達從直線導軌的B端間歇性移動到A端，在移動的過程中采集目標數據并發送激光雷達數據幀至上位機系統，再建立一幅子圖；

4)將步驟2)中在B端采集的最后一幀激光雷達數據幀與步驟2)中在A端采集的最后一幀激光雷達數據幀進行匹配，以進行子圖的局部匹配；

5)重復步驟2)～步驟4)，直到完成整個建圖區域的掃描，則整個建圖區域的子圖也建立完成，然后上位機系統將對所構建的這些子圖進行閉環優化，構建全局地圖。

2.根據權利要求1所述的一種加裝直線導軌的二維激光雷達建圖裝置，其特征在于，所述二維激光雷達包括激光發射機、光學接收機、轉臺和信息處理系統，所述激光發射機用于將電脈沖變成光脈沖向目標發射出去，所述光學接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖信號，從而測量出目標的位置、運動狀態和形狀，以探測、識別、分辨和跟蹤目標，其中，目標的位置是指與目標的距離和角度，運動狀態是指目標的速度、振動和姿態。

3.根據權利要求1所述的一種加裝直線導軌的二維激光雷達建圖裝置，其特征在于，所述直線導軌的精度規格處于P級或SP級。

4.根據權利要求1所述的一種加裝直線導軌的二維激光雷達建圖裝置，其特征在于，子圖呈現的形式為占據柵格，并且柵格上根據掃描位置否有障礙物的概率的大小呈現出黑色或者白色。