[發明專利]激光雷達的導航定位方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201811600778.0
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN111367269B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 潘奇;胡攀攀;楊俊
• 申請（專利權）人: 武漢萬集信息技術有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01S17/88
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 朱穎;劉芳

本發明提供了一種激光雷達的導航定位方法、裝置及系統，該方法包括：獲取各第一反射靶的相對坐標；按照激光雷達識別到的順序依次連接各第一反射靶，形成封閉多邊形；將封閉多邊形與預設封閉圖形按照預設元素進行匹配，以進行各第一反射靶與預設封閉圖形中的各第二反射靶的匹配，預設封閉圖形通過各第二反射靶兩兩連接而成；若封閉多邊形與預設封閉圖形匹配，則確定匹配的各第一反射靶的絕對坐標；根據匹配的各第一反射靶的絕對坐標計算激光雷達的初始位姿。能夠在激光雷達第一次上電情況下，通過反射靶匹配準確獲知初始姿態。有效減小反射靶匹配時的運算量，提高反射靶匹配的效率。

技術領域

本發明實施例涉及技術智能定位技術領域，尤其涉及一種激光雷達的導航定位方法、裝置及系統。

背景技術

目前移動機器人的主要導航定位方法有：磁導航定位、圖像識別導航定位、慣性導航定位、激光雷達導航定位等。磁導航定位的主要實現方式為在移動機器人行走路線的兩側埋入導線，通過磁傳感器檢測磁場強度以確保機器人沿所埋設的路線行進。圖像識別導航定位主要實現方式是通過對行駛區域環境中的圖像進行識別，完成導航定位，其中目前應用較多的是掃描二維碼導航定位。慣性導航定位主要實現方式是利用陀螺儀檢測移動機器人的方位角，并根據行進的距離確定當前的位置。激光雷達的導航定位的主要實現方式則是利用掃描式激光雷達對環境中的路標進行測距及測角以進行定位。

近年來，掃描激光雷達在移動機器人導航定位中的應用日益增多，這主要是由于其獨特的優點：掃描激光雷達能以較高頻率提供大量準確的距離信息，相比于其他測距傳感器，能同時滿足精度和速度的要求。此外可適應黑暗環境，特別適用于移動機器人領域。

現有技術中激光雷達進行導航定位時，識別到環境中一些特定的路標，將這些識別到的路標與預存的所有路標的絕對坐標值進行匹配，得到識別到的特定路標對應的絕對坐標值，選取其中不少于3個特定路標的絕對坐標計算激光雷達的位姿。在將識別到的路標與預存的所有路標的絕對坐標值進行匹配時，首先分別計算任意兩個識別到的路標形成的識別線段及預存的所有路標中的任意兩個路標的設定線段，然后將每個識別線段分別與每個設定線段進行匹配的方式確定識別到的路標對應的絕對坐標值，導致在進行路標匹配時的運算量較大，匹配速度較慢，進而導致激光雷達導航定位的速度較慢。

發明內容

本發明實施例提供一種激光雷達的導航定位方法、裝置及系統，解決了現有技術中的激光雷達的導航定位方法在進行路標匹配時的運算量較大，匹配速度較慢，進而導致激光雷達導航定位的速度較慢的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供一種激光雷達的導航定位方法，包括：

獲取各第一反射靶的相對坐標；所述第一反射靶為激光雷達掃描一次后識別到的反射靶；

按照所述激光雷達識別到的順序依次連接所述各第一反射靶，形成封閉多邊形；

將所述封閉多邊形與預設封閉圖形按照預設元素進行匹配，以進行所述各第一反射靶與所述預設封閉圖形中的各第二反射靶的匹配，所述預設封閉圖形通過各第二反射靶兩兩連接而成，所述第二反射靶設有絕對坐標；所述第二反射靶為預先布置在行駛場地中的反射靶；

若所述封閉多邊形與預設封閉圖形匹配，則確定匹配的各第一反射靶的絕對坐標；

根據所述匹配的各第一反射靶的絕對坐標計算所述激光雷達的初始位姿。

進一步地，如上所述的方法，所述獲取各第一反射靶的相對坐標，具體為：

根據各第一反射靶與所述激光雷達的相對距離和相對方向角計算以所述激光雷達為原心的各第一反射靶的相對坐標。

進一步地，如上所述的方法，若所述預設元素為封閉多邊形的邊長，則將所述封閉多邊形與預設封閉圖形按照預設元素進行匹配，以進行所述各第一反射靶與所述預設封閉圖形中的各第二反射靶的匹配，具體包括：