[發明專利]一種光慣融合定位方法、設備及系統

在審

• 申請號: 201810577044.9
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108981690A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 郭*;黃永鑫;張瑩
• 申請（專利權）人: 北京輕威科技有限責任公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S5/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光慣融合定位方法，具體包括：基于定位空間中的多臺相機以及目標物綁定的光慣融合組件中的慣性傳感器分別獲取目標物的光學數據和慣性數據，通過光慣融合算法，解算出目標物的實時位姿信息。其中：

S11：所述定位空間內設有至少兩臺相機，不同的相機在所述定位空間內的位置不同，不斷獲取定位空間中的光學數據并通過有線的傳輸方式上傳至服務器進行初步解算，并將解算結果傳至計算單元。

S12：與此同時所述光慣融合組件中的慣性傳感器可以不斷獲取光慣融合組件的慣性數據并通過有線或者無線的傳輸方式上傳至計算單元。

S13：系統基于無線以及有線的傳輸方式實現同步機制。

S14：在所述同步機制下，計算單元對光學數據和慣性數據進行處理，并基于某種卡爾曼濾波器進行融合，解算出目標物在當前時刻的位姿信息。

S15：再通過平滑濾波處理，輸出平滑的目標物軌跡信息。

其中，所述某種卡爾曼濾波器可以但不限于擴展卡爾曼濾波器(UKF)，無跡卡爾曼濾波器(EKF)、平方根容積卡爾曼濾波(SCKF)等。

其中，所述平滑濾波可以但不限于雙指數濾波。

2.一種光慣融合定位設備，其特征在于，包括多臺相機、服務器、光慣融合組件、系統同步組件、計算單元。所述多臺相機布設于所述定位空間的不同位置，所述多臺相機的可視范圍覆蓋整個所述定位空間。所述多臺相機同時曝光，獲取定位空間的光學數據并上傳至服務器。服務器對光學數據進行初步解算，并將解算結果通過無線傳輸方式傳至計算單元。

3.根據權利要求2所述的一種光慣融合定位設備，其特征在于，所述光慣融合組件主要包括標識點、慣性傳感器、無線通信模塊、USB通信模塊及控制單元。

4.根據權利要求2所述的一種光慣融合定位設備，其特征在于，所述光慣融合組件表面布設有不少于3個標識點，所述標識點主動發射特定波段的紅外光，或者所述標識點被動反射特別波段的紅外光。所述多個標識點之間呈剛性連接。

5.根據權利要求2所述的一種光慣融合定位設備，其特征在于，所述光慣融合組件內置有無線通信模塊及USB通信模塊，用于實現所述光慣融合組件與計算單元之間的通信，即所述光慣融合組件與計算單元之間既可以有線數據傳輸，也可以無線無線數據傳輸。

6.根據權利要求2所述的一種光慣融合定位設備，其特征在于，所述系統同步組件可以獨立于相機、光慣融合組件等系統其他設備，也可以內置于系統的其他設備中，例如內置于所述某臺相機中。系統同步組件通過無線的通信方式向光慣融合組件發送同步信號，通過有線的通信方式向相機發送同步信號，相機及光慣融合組件基于同步信號調整時鐘，以保證系統光學數據、慣性數據的同步。

7.一種光慣融合定位系統，用于對定位空間中的目標物進行定位，該定位系統包括：定位空間內布設至少兩臺相機，不同的相機在所述定位空間內的位置不同，不斷獲取定位空間中的光學數據并通過有線的傳輸方式上傳至服務器。服務器對光學數據進行初步解算，并將解算結果傳至計算單元。所述光慣融合組件中的慣性傳感器可以不斷獲取光慣融合組件的慣性數據并通過有線或者無線的傳輸方式上傳至計算單元。系統基于無線以及有線的傳輸方式實現同步機制。在所述同步機制下，計算單元對光學數據和慣性數據進行處理，并基于某種卡爾曼濾波器進行融合，解算出目標物在當前時刻的位姿信息。再通過平滑濾波處理，輸出平滑的目標物軌跡信息；以及

根據權利要求2所述的主動光學定位設備。