[發明專利]一種基于激光雷達的室內定位跟蹤方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201911148955.0
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN110672097B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京中科深智科技有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20;G01S17/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于激光雷達的室內定位跟蹤方法，其特征在于，應用于室內定位跟蹤系統的定位處理設備,所述室內定位跟蹤系統還包括第一激光雷達、第二激光雷達和被定位設備，所述第一激光雷達和第二激光雷達同步且交錯的向定位空間發送水平和垂直的紅外激光掃描光束，所述被定位設備上設有慣性測量單元IMU和多個光傳感器，所述光傳感器用于接收所述紅外激光掃描光束，所述室內定位跟蹤方法包括：

獲取時間戳同步的慣性測量單元IMU數據和多個光傳感器數據；

對所述慣性測量單元IMU數據進行預處理；

根據預處理后的慣性測量單元IMU數據獲取每個光傳感器在設備坐標系中的3D位置；

對所述多個光傳感器數據進行預處理，得到命中圖HitMap，所述命中圖HitMap包括多個2D命中點，所述2D命中點用于表示哪個光傳感器被第一激光雷達或第二激光雷達中的哪個激光雷達擊中；

根據所述3D位置和與所述3D位置相對應的2D命中點，利用透視n點算法得到被定位設備分別相對于第一激光雷達和第二激光雷達的平移和旋轉數據；

對所述第一激光雷達和第二激光雷達的平移和旋轉數據進行融合，從而確定所述被定位設備所在的位置。

2.根據權利要求1所述的基于激光雷達的室內定位跟蹤方法，其特征在于，所述慣性測量單元IMU數據包括加速度計的數據、陀螺儀數據和磁強計的數據，對所述慣性測量單元IMU數據進行預處理的步驟包括：

將所述加速度計的數據轉換為加速度；

將所述陀螺儀數據轉換成角速度；

將所述磁強計的數據轉換成磁場強度。

3.根據權利要求1所述的基于激光雷達的室內定位跟蹤方法，其特征在于，所述光傳感器數據包括時間刻度，對所述多個光傳感器數據進行預處理，得到命中圖HitMap的步驟包括：

根據每個光傳感器的時間刻度獲取每個光傳感器相對于第一激光雷達和第二激光雷達的角度；

獲取每個光傳感器所對應的激光雷達信號，將所述激光雷達信號投影到投影平面，獲得所述激光雷達信號在投影平面的2D命中點；

通過每個光傳感器在投影平面上的2D命中點構成命中圖HitMap。

4.根據權利要求1所述的基于激光雷達的室內定位跟蹤方法，其特征在于，對所述第一激光雷達和第二激光雷達的平移和旋轉數據進行融合的步驟包括：

根據所述第一激光雷達和第二激光雷達平移和旋轉結果的可信度，對結果進行加權平均，其中，被擊中的光傳感器點數表示權重，平移T_out和旋轉R_out的輸出表達式分別為

T_out＝αT₀+(1-α)T₁

R_out＝Slerp(R₀,R₁,α)

式中，T₀,R₀表示第一激光雷達的平移和旋轉數據，T₁,R₁表示第二激光雷達的平移和旋轉數據，Slerp()是四元數的球面線性插值，n₀,n₁分別是被第一激光雷達和第二激光雷達擊中的光傳感器點數，以及

根據平移T_out和旋轉R_out的輸出結果，確定所述被定位設備所在的位置。