[發明專利]定位數據采集方法及系統

在審

• 申請號: 202010042905.0
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111263308A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 龔正;應忍冬;劉佩林;薛午陽;趙憶漠;繆瑞航
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W4/024
• 分類號: H04W4/024;H04W4/029;H04W4/38;G01C21/32
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種定位數據采集方法，其特征在于，包括：地圖生成模式或任務模式；

地圖生成模式下：

采集平臺根據用戶手動控制進行多傳感器同步建圖與定位；

根據所建立的地圖，采集平臺進行地圖數據優化后處理以及地圖數據儲存上傳；

任務模式下：

根據用戶選擇的當前區域的地圖，并在地圖中選取標注起始位置輔助系統初始化；

初始化完成后，采集平臺通過多傳感器融合定位算法確定自身位置；

初始化完成后，用戶向采集平臺輸入規劃的目標路徑點；

根據用戶向采集平臺輸出的規劃目標路徑點，生成全局路徑規劃，并進行局部避障導航；

根據全局路徑規劃以及局部避障導航，采集平臺執行自主采集任務，并將定位軌跡結果儲存并上傳數據庫。

2.根據權利要求1所述的定位數據采集方法，其特征在于，所述手動控制采集平臺進行多傳感器同步建圖與定位時所涉及的傳感器及方法包括：

利用激光雷達Lidar、慣性傳感器IMU、輪速計進行的同步建圖及定位算法；

利用視覺傳感器、慣性傳感器、輪速計進行的同步建圖及定位算法；

利用全球衛星定位系統GNSS與慣性傳感器進行的定位算法。

3.根據權利要求1所述的定位數據采集方法，其特征在于，所述地圖數據優化后處理包括：

利用回環檢測與全局位姿圖優化提升地圖精度；

利用優化后的位姿圖生成可通行節點，并生成節點之間的可通行拓撲連接關系。

4.根據權利要求1所述的定位數據采集方法，其特征在于，所述地圖生成模式下，地圖數據包括：

可通行位姿節點及可通行拓撲關系結構；

三維點云數據；

所述三維點云數據是在主二維平面上柵格化的三維點云數據，用于可視化。

5.根據權利要求1所述的定位數據采集方法，其特征在于，所述任務模式下，用戶選擇當前區域的地圖，并在地圖中選取標注起始位置輔助系統初始化包括：

由地圖生成模式創建的，采集平臺當前所處的局部區域地圖；

在當前地圖中，采集平臺所處的大致位置，由用戶人工判斷決定。

6.根據權利要求1所述的定位數據采集方法，其特征在于，所述任務模式下，用戶向采集平臺輸入規劃的目標路徑點包括：

采集平臺需要到達的任務點位置；

采集平臺需要到達的任務點停留時間。

7.根據權利要求1所述的定位數據采集方法，其特征在于，所述任務模式下，生成全局路徑規劃包括：

在生成全局路徑規劃時，根據用戶所設置的目標規劃路徑點，選取可通行位姿節點中的最接近節點，即可通行位姿節點的最接近子集，并依據其拓撲關系生成可通行的路徑規劃。

8.根據權利要求1所述的定位數據采集方法，其特征在于，所述任務模式下，采集平臺通過多傳感器融合定位算法確定自身位置時，采集平臺同時利用并計算不同傳感器的定位結果，包括：

利用激光雷達Lidar、慣性傳感器IMU、輪速計進行的同步建圖及定位算法；

利用視覺傳感器、慣性傳感器、輪速計進行的同步建圖及定位算法；

利用全球衛星定位系統GNSS與慣性傳感器進行的定位算法；

所述任務模式下，采集平臺通過多傳感器融合定位算法確定自身位置時，采集平臺同時利用并計算不同傳感器的定位結果，并基于不同環境下傳感器定位結果的權重進行因子圖優化融合給出最終的定位結果，并將該結果作為定位真值參考。

9.根據權利要求1所述的定位數據采集方法，其特征在于，在任務模式下，采集平臺能夠自主地進行定位數據采集，并且在到達最后一個用戶規劃目標路徑點后結束采集任務，將采集結果上傳至定位軌跡數據庫。上傳的本次任務的路徑軌跡的定位數據結果包括：

采集平臺軌跡相對于當前地圖的局部定位結果；

若GNSS信號可用，則同時輸出采集平臺軌跡在GNSS坐標系下的全局定位結果。

10.一種定位數據采集系統，其特征在于，包括：

傳感器驅動模塊：解析傳感器的原始輸入，為其它模塊提供統一的傳感器數據接口；

定位建圖模塊：進行多傳感器同步定位建圖；

導航模塊：進行全局規劃與局部避障；

人機交互模塊：被配置為接收并發布用戶設定的任務規劃路徑點，接收并發布用戶輸入的控制指令，并顯示采集平臺的定位、當前區域地圖、采集平臺路徑以及狀態；

安全模塊：接受傳感器數據，并判斷系統是否處于危險中或是否會對周圍環境產生威脅。

數據記錄與上傳模塊：記錄數據并上傳所記錄的數據。