[發(fā)明專利]無人船導(dǎo)航方法、裝置、計算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810294328.7
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108917752B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉明;于洋;葉昊陽;王魯佳
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳一清創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 石佩

1.一種無人船導(dǎo)航方法，所述方法包括：

獲取第一時刻和第二時刻之間的圖像數(shù)據(jù)、點(diǎn)云數(shù)據(jù)和慣性測量單元的測量數(shù)據(jù)；

獲取初始導(dǎo)航地圖；

獲取示教數(shù)據(jù)，所述示教數(shù)據(jù)包括示教圖像數(shù)據(jù)集合、示教點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合和示教測量數(shù)據(jù)集合，所述示教數(shù)據(jù)為示教過程傳感器采集的數(shù)據(jù)；

將所述示教圖像數(shù)據(jù)集合、所述示教點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合和所述示教測量數(shù)據(jù)集合按照時間一致性進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；

獲取所述示教圖像數(shù)據(jù)集合中各個圖像的匹配特征點(diǎn)，組成第一匹配特征點(diǎn)集合；

獲取所述示教點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合中各個點(diǎn)云數(shù)據(jù)的匹配特征點(diǎn)集合，組成第二匹配特征點(diǎn)集合；

根據(jù)所述第一匹配特征點(diǎn)集合、所述第二匹配特征點(diǎn)集合、所述示教圖像數(shù)據(jù)集合、所述示教點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合和所述示教測量數(shù)據(jù)集合進(jìn)行計算得到目標(biāo)位置信息；

將所述目標(biāo)位置信息添加到所述初始導(dǎo)航地圖，得到導(dǎo)航地圖；

在所述導(dǎo)航地圖中獲取所述第一時刻的初始位置和所述第二時刻的標(biāo)準(zhǔn)位置；

根據(jù)所述第一時刻和所述第二時刻之間的所述圖像數(shù)據(jù)、所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)、所述測量數(shù)據(jù)和所述初始位置進(jìn)行計算，得到所述無人船在所述第二時刻的預(yù)測位置；

當(dāng)所述預(yù)測位置與所述標(biāo)準(zhǔn)位置不一致時，計算所述標(biāo)準(zhǔn)位置與所述預(yù)測位置的位置差，根據(jù)所述位置差生成控制指令，根據(jù)所述控制指令更新的所述無人船的加速度、姿態(tài)和速度參數(shù)，所述控制指令用于指示所述無人船向所述標(biāo)準(zhǔn)位置航行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一匹配特征點(diǎn)集合、所述第二匹配特征點(diǎn)集合、所述示教圖像數(shù)據(jù)集合、所述示教點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合和所述示教測量數(shù)據(jù)集合進(jìn)行計算得到目標(biāo)位置信息，包括：

根據(jù)所述示教圖像數(shù)據(jù)集合、所述第一匹配特征點(diǎn)集合和所述示教測量數(shù)據(jù)集合計算得到所述示教圖像數(shù)據(jù)集合中各個圖像對應(yīng)的所述無人船的位置信息，組成第一位置信息集合；

根據(jù)所述示教點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合、所述第二匹配特征點(diǎn)集合和所述示教測量數(shù)據(jù)集合計算得到所述示教點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合中各組點(diǎn)云數(shù)據(jù)對應(yīng)的所述無人船的位置信息，組成第二位置信息集合；

對相同時間的所述第一位置信息和所述第二位置信息進(jìn)行加權(quán)，得到目標(biāo)位置信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一時刻為獲取第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)的時間，第二時刻為獲取下一點(diǎn)云數(shù)據(jù)的時間，所述根據(jù)所述第一時刻和所述第二時刻內(nèi)的所述圖像數(shù)據(jù)、所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)、所述測量數(shù)據(jù)和所述初始位置進(jìn)行計算，得到所述無人船在所述第二時刻的預(yù)測位置，包括：

從所述圖像數(shù)據(jù)和所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)分別獲取所述第一時刻對應(yīng)的初始圖像和初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

從所述測量數(shù)據(jù)中獲取所述第一時刻對應(yīng)的初始測量數(shù)據(jù)和所述初始測量數(shù)據(jù)的下一測量數(shù)據(jù)，根據(jù)所述初始測量數(shù)據(jù)和所述下一測量數(shù)據(jù)計算得到初始預(yù)測位移和初始預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣；

將所述下一測量數(shù)據(jù)作為初始測量數(shù)據(jù)，重復(fù)進(jìn)入從所述測量數(shù)據(jù)中獲取所述初始測量數(shù)據(jù)和所述初始測量數(shù)據(jù)的下一測量數(shù)據(jù)的步驟，更新所述初始預(yù)測位移和所述初始預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣；

當(dāng)獲取到所述初始圖像的下一幀圖像時，根據(jù)所述初始圖像和下一幀圖像計算所述初始圖像和所述下一幀圖像對應(yīng)的所述無人船的圖像預(yù)測位移和圖像預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣；

根據(jù)當(dāng)前時刻更新的所述初始預(yù)測位移、所述初始預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣、所述圖像預(yù)測位移和所述圖像預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣計算得到第一預(yù)測位移和第一預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣；

將所述下一幀圖像作為所述初始圖像，重復(fù)進(jìn)入根據(jù)所述初始圖像和下一幀圖像計算所述初始圖像和所述下一幀圖像對應(yīng)的所述無人船的圖像預(yù)測位移和圖像預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣的步驟，直至更新所述第一預(yù)測位移和第一預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣；

當(dāng)獲取到所述初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)對應(yīng)的下一點(diǎn)云數(shù)據(jù)時，根據(jù)所述初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述下一點(diǎn)云數(shù)據(jù)計算所述初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述下一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對應(yīng)的無人船的點(diǎn)云預(yù)測位移和點(diǎn)云預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣；

根據(jù)所述第二時刻更新后的所述第一預(yù)測位移和第一預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣、所述第二時刻對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)、所述點(diǎn)云預(yù)測位移和所述點(diǎn)云預(yù)測旋轉(zhuǎn)矩陣計算得到所述預(yù)測位置。