[發(fā)明專利]一種基于光流UWB組合的類腦導(dǎo)航方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811323976.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109459025B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申沖;劉曉杰;王晨光;郭肖亭;趙東花;唐軍;劉俊;周宇晨;趙成帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 呂朦

1.一種基于光流UWB組合的類腦導(dǎo)航方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將智能車輛的運(yùn)動(dòng)區(qū)域劃分為路徑積分區(qū)域和位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)區(qū)域，所述位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)搭建有UWB超寬帶定位系統(tǒng)；

步驟二：智能車輛運(yùn)行到路徑積分區(qū)域，利用光流傳感器對(duì)智能車輛的速度進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)速度積分得到位置；

步驟三：智能車輛運(yùn)行到位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)區(qū)域，利用光流傳感器獲取速度和位置；同時(shí)通過(guò)UWB檢測(cè)智能車輛的速度和位置，將UWB檢測(cè)值作為智能車輛當(dāng)前時(shí)刻的速度和位置的新基準(zhǔn)，并將所述新基準(zhǔn)與使用光流傳感器獲取的速度和位置作差，得到速度誤差和位置誤差；記錄智能車輛在兩個(gè)相鄰位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)之間運(yùn)行的時(shí)間；利用速度誤差、位置誤差與所述運(yùn)行的時(shí)間建立速度誤差模型和位置誤差模型；

步驟四：根據(jù)步驟三建立的速度誤差模型和位置誤差模型，當(dāng)智能車輛再次運(yùn)動(dòng)到路徑積分區(qū)域時(shí)，利用構(gòu)建的速度誤差模型和位置誤差模型對(duì)速度和位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)校正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光流UWB組合的類腦導(dǎo)航方法，其特征在于，步驟一中的位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)區(qū)域的構(gòu)建方法為：設(shè)定間隔的固定距離，每隔一段固定距離設(shè)置一個(gè)位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)；在每個(gè)位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)處布置四個(gè)UWB基站，采用高精度差分GPS測(cè)得每個(gè)UWB基站的絕對(duì)地理位置并存儲(chǔ)在各UWB基站；四個(gè)UWB基站所能感知到的區(qū)域即為位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光流UWB組合的類腦導(dǎo)航方法，其特征在于，所述固定距離設(shè)定的最小標(biāo)準(zhǔn)為相鄰兩個(gè)位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)區(qū)域之間無(wú)重疊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光流UWB組合的類腦導(dǎo)航方法，其特征在于，步驟三中建立速度誤差模型和位置誤差模型的具體步驟為：

當(dāng)智能車輛進(jìn)入位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)區(qū)域時(shí)，通過(guò)UWB得到智能車輛的速度(V_Ux(t)，V_Uy(t))和位置(P_Ux(t)，P_Uy(t))，而此刻光流法測(cè)量的速度為(V_Ox(t)，V_Oy(t))，對(duì)光流法測(cè)量的速度進(jìn)行積分得到的智能車輛位置為(P_Ox(t)，P_Oy(t))，則光流在兩個(gè)相鄰位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)之間的路徑積分區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的累積誤差為(V_Ex(t)＝V_Ox(t)-V_Ux(t)，V_Ey(t)＝V_Oy(t)-V_Uy(t)，P_Ex(t)＝P_ox(t)-P_Ux(t)，P_Ey(t)＝P_Oy(t)-P_Uy(t))，建立以時(shí)間t為自變量、以誤差(V_Ex(t)，V_Ey(t)，P_Ex(t)，P_Ey(t))為因變量的線性擬合速度誤差模型和位置誤差模型：

測(cè)量智能車輛在兩個(gè)相鄰位置細(xì)胞節(jié)點(diǎn)之間運(yùn)行的時(shí)間t，將t代入到線性擬合速度模型和位置誤差模型中，求得參數(shù)a、b、c、d。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于光流UWB組合的類腦導(dǎo)航方法，其特征在于，步驟四中利用構(gòu)建的速度誤差模型和位置誤差模型對(duì)速度和位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)校正的方法為：

其中，V_ox(t)、V_oy(t)分別為光流法測(cè)量的速度，P_ox(t)、P_oy(t)為對(duì)光流法測(cè)量的速度積分得到的位置，V_Ex(t)、V_Ey(t)、P_Ex(t)、P_Ey(t)分別為將運(yùn)行時(shí)間代入到誤差模型求取的速度誤差補(bǔ)償量和位置誤差補(bǔ)償量；而V_x(t)、V_y(t)分別為校正后的x軸與y軸方向智能車速度，P_x(t)、P_y(t)分別為校正后的x軸與y軸方向的智能車輛位置。