[發(fā)明專利]一種基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811635695.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109459037A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢偉行;趙澤宇;張思寧;陳思良;高銘浛;皇甫曉瑛;程天雨;曹澤坤;鄧慶宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)鎮(zhèn)江創(chuàng)新發(fā)展研究院
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01D21/02;G06Q10/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集方法，其特征在于，包括步驟：

步驟1、通過(guò)布設(shè)于SLAM智能載體上的環(huán)境信息采集模塊采集環(huán)境信息數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給SLAM智能載體上的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；

步驟2、所述的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)SLAM智能載體上的SLAM傳感器采集地圖數(shù)據(jù)，同時(shí)，接收環(huán)境信息數(shù)據(jù)并添加標(biāo)簽，所述標(biāo)簽包括：代號(hào)、數(shù)值、測(cè)量位置、置信度；

步驟3、所述的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將上述地圖數(shù)據(jù)和環(huán)境信息數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通訊發(fā)送至遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理；

步驟4、所述的遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)上述環(huán)境信息數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重現(xiàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)融合算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，結(jié)合地圖數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的分布圖預(yù)測(cè)、建模，得到規(guī)劃路徑信息并回傳至嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以控制SLAM智能載體自主導(dǎo)航。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集方法，其特征在于，環(huán)境信息數(shù)據(jù)包括：溫度、濕度、大氣壓強(qiáng)、光照強(qiáng)度、有害氣體濃度、二氧化碳濃度、揮發(fā)性有機(jī)物濃度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集方法，其特征在于，步驟4中，所述的遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)保存有采集的歷史環(huán)境數(shù)據(jù)，把當(dāng)前的環(huán)境數(shù)據(jù)和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)輸入，輸出智能載體周圍環(huán)境信息的預(yù)測(cè)分布，把環(huán)境信息數(shù)據(jù)加載到SLAM智能載體構(gòu)建的地圖上，通過(guò)分析智能載體周圍環(huán)境信息的分布實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境物體及其特征的識(shí)別，通過(guò)三維空間內(nèi)的物體整體分布情況及其特征，輔助智能載體進(jìn)行定位與導(dǎo)航。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集方法，其特征在于，步驟4中，還包括遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境類型進(jìn)行分析，以輔助判斷采集信息的可信度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集方法，其特征在于，步驟2所述標(biāo)簽的置信度，一方面由環(huán)境信息在空間上的連續(xù)性得到，另一方面由同一測(cè)量位置的歷史環(huán)境數(shù)據(jù)得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集方法，其特征在于，步驟4所述的路徑信息，即遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送給嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的路徑信息，由遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)和環(huán)境信息點(diǎn)云數(shù)據(jù)量要求決定，該路徑信息使智能載體在自主導(dǎo)航的同時(shí)，盡可能不重復(fù)地通過(guò)環(huán)境信息采集模塊獲取空間內(nèi)的環(huán)境信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集方法，其特征在于，步驟4所述的數(shù)據(jù)融合算法，是用于某一測(cè)量周期內(nèi)，對(duì)某一空間位置上環(huán)境信息采集模塊采集的多種信息進(jìn)行綜合處理與分析。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集方法，其特征在于，步驟4所述的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是對(duì)不同的環(huán)境信息分別建立，或者對(duì)兩種或多種環(huán)境信息建立；以歷史環(huán)境信息在空間上的分布與實(shí)時(shí)采集的環(huán)境信息為輸入，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)當(dāng)前載體所處的空間位置及載體周圍的可能物體，據(jù)此可對(duì)自主導(dǎo)航定位方法長(zhǎng)時(shí)間工作產(chǎn)生的誤差進(jìn)行部分修正。

9.一種基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集系統(tǒng)，其特征在于，包括

環(huán)境信息采集模塊，用于采集不同位置處的多元環(huán)境信息；

SLAM智能載體，用于采集地圖數(shù)據(jù)，并接收環(huán)境信息數(shù)據(jù)并添加標(biāo)簽，所述標(biāo)簽包括：代號(hào)、數(shù)值、測(cè)量位置、置信度；同時(shí)將上述地圖數(shù)據(jù)和環(huán)境信息數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通訊發(fā)送至遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理；

遠(yuǎn)程信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)上述環(huán)境信息數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重現(xiàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)融合算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，結(jié)合地圖數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的分布圖預(yù)測(cè)、建模，得到規(guī)劃路徑信息并回傳至SLAM智能載體，以控制SLAM智能載體自主導(dǎo)航。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于SLAM智能載體的環(huán)境信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境信息采集模塊，包括微控制器、溫濕度傳感器、氣壓計(jì)、環(huán)境光傳感器、氣體傳感器，分別用于采集溫度、濕度、大氣壓強(qiáng)、光照強(qiáng)度、有害氣體濃度、二氧化碳濃度、揮發(fā)性有機(jī)物濃度；

所述的SLAM智能載體，包括智能載體本身、SLAM傳感器，其中：智能載體本身包括智能輪式載具和智能無(wú)人機(jī)，SLAM傳感器包括激光雷達(dá)、攝像頭、陀螺儀加速度計(jì)。