[發(fā)明專利]一種地貌自主探測方法及無人機

在審

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• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110658828A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬峻;趙浚壹;陳壽宏;徐翠鋒;郭玲
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 11429 北京中濟緯天專利代理有限公司
• 代理人: 石燕妮

1.一種地貌自主探測方法，其特征在于，包括：

獲取深度攝像機采集的視覺移動數(shù)據(jù)和慣性傳感器采集的慣性數(shù)據(jù)，融合處理得到里程計消息；

根據(jù)所述里程計消息計算并得到航行的距離及姿態(tài)；

獲取激光雷達采集的周圍環(huán)境輪廓數(shù)據(jù)，并融合所述航行的距離和姿態(tài)，繪制地圖。

2.如權(quán)利要求1所述的一種地貌自主探測方法，其特征在于，所述地貌自主探測方法，還包括：

獲取超聲波傳感器采集的避障數(shù)據(jù)，并結(jié)合所述里程計消息和所述地圖生成無人機避障數(shù)據(jù)信息。

3.如權(quán)利要求1所述的一種地貌自主探測方法，其特征在于，所述獲取激光雷達采集的周圍環(huán)境輪廓數(shù)據(jù)，并融合所述航行的距離和姿態(tài)，繪制地圖，包括：

以機架中心為原點建立無人機坐標(biāo)系，根據(jù)激光雷達在坐標(biāo)系中固定的位置參數(shù)計算出激光雷達當(dāng)前的位姿，根據(jù)計算出的所述位姿轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系得到激光雷達坐標(biāo)系。

4.如權(quán)利要求3所述的一種地貌自主探測方法，其特征在于，所述得到激光雷達坐標(biāo)系之后，所述方法還包括：

設(shè)定激光與所述激光雷達坐標(biāo)系X軸的正向夾角和測距值，掃描平面上的測量點得到在所述激光雷達坐標(biāo)系的坐標(biāo)，根據(jù)得到的坐標(biāo)對所述正向夾角和所述測距值進行計算，得到測量點的坐標(biāo)值。

5.如權(quán)利要求4所述的一種地貌自主探測方法，其特征在于，所述得到測量點的坐標(biāo)值之后，所述方法還包括：

根據(jù)世界坐標(biāo)系與激光雷達坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，得到測量點在世界坐標(biāo)系的點云數(shù)據(jù)，將測量點的點云數(shù)據(jù)進行拼接，繪制出地圖。

6.一種地貌自主探測無人機，其特征在于，所述地貌自主探測無人機包括深度攝像機、慣性傳感器、激光雷達和機載電腦模組，所述深度攝像機、所述慣性傳感器和所述激光雷達分別和所述機載電腦模組電性連接，

所述深度攝像機，用于采集相機的視覺移動數(shù)據(jù)；

所述慣性傳感器，用于采集無人機的慣性數(shù)據(jù)；

所述激光雷達，用于采集周圍的環(huán)境輪廓；

所述機載電腦模組，用于及時融合所述深度攝像機和所述慣性傳感器采集的數(shù)據(jù)計算出當(dāng)前無人機的位置，并融合所述激光雷達繪制出地圖。

7.如權(quán)利要求6所述的一種地貌自主探測無人機，其特征在于，所述地貌自主探測無人機還包括超聲波測距模組，所述超聲波測距模組包括超聲波傳感器，所述超聲波測距模組與所述機載電腦模組電性連接，

所述超聲波測距模組，用于提供避障數(shù)據(jù)至所述機載電腦模組。

8.如權(quán)利要求7所述的一種地貌自主探測無人機，其特征在于，所述機載電腦模組包括視覺里程計模塊、航距及位姿推算模塊、構(gòu)圖模塊和導(dǎo)航避障模塊，所述視覺里程計模塊與所述深度攝像機、所述慣性傳感器和所述航距及位姿推算模塊電性連接，所述構(gòu)圖模塊與所述激光雷達和所述航距及位姿推算模塊電性連接，所述導(dǎo)航避障模塊與所述超聲波傳感器、所述視覺里程計模塊和所述構(gòu)圖模塊電性連接，

所述視覺里程計模塊，用于根據(jù)所述深度攝像機采集的視覺移動數(shù)據(jù)和所述慣性傳感器采集的慣性數(shù)據(jù)，得到里程計消息；

所述航距及位姿推算模塊，用于根據(jù)所述里程計消息計算出當(dāng)前航行的距離及姿態(tài)；

所述構(gòu)圖模塊，用于根據(jù)當(dāng)前距離和姿態(tài)以及所述激光雷達采集的周圍環(huán)境輪廓數(shù)據(jù)繪制地圖；

所述導(dǎo)航避障模塊，用于根據(jù)所述地圖、所述里程計消息和所述超聲波傳感器采集的避障數(shù)據(jù)來導(dǎo)航避障。

9.如權(quán)利要求8所述的一種地貌自主探測無人機，其特征在于，所述地貌自主探測無人機還包括電機模組，所述電機模組與所述深度攝像機、所述慣性傳感器、所述激光雷達、所述機載電腦模組和所述超聲波測距模組電性連接，

所述電機模組，用于為所述地貌自主探測無人機提供動力。