[發(fā)明專利]復(fù)雜環(huán)境下融合SLAM技術(shù)的移動測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011139815.X
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112268559B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李帥鑫;李廣云;王力;宗文鵬;高揚(yáng)駿;羅豪龍;王鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/47
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

1.一種復(fù)雜環(huán)境下融合SLAM技術(shù)的移動測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、以及通過GNSS/INS組合導(dǎo)航獲取載體的位姿，所述位姿包括旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣；

2)利用載體的位姿消除激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的運(yùn)動畸變；

3)將消除運(yùn)動畸變的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過SLAM技術(shù)進(jìn)行子地圖的配準(zhǔn)，進(jìn)而構(gòu)建局部因子圖；所述局部因子圖包括里程計(jì)因子、IMU預(yù)積分因子、點(diǎn)云與子地圖配準(zhǔn)的第一配準(zhǔn)因子、小閉環(huán)因子、以及子地圖；所述小閉環(huán)因子的構(gòu)建過程為：在子地圖的所有激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)中搜索與當(dāng)前激光點(diǎn)云匹配的候選幀，建立除連續(xù)配準(zhǔn)約束外的小回環(huán)約束，以第一設(shè)定距離為依據(jù)進(jìn)行小閉環(huán)檢測，進(jìn)而確認(rèn)小回環(huán)約束，并構(gòu)建小閉環(huán)因子；

4)以步驟3)中各因子的殘差項(xiàng)等于0為目標(biāo)優(yōu)化局部因子圖，得到載體的局部運(yùn)動軌跡以及優(yōu)化后的子地圖；

5)以優(yōu)化后的子地圖為優(yōu)化單元，構(gòu)建全局因子圖；所述全局因子圖包括子地圖與子地圖配準(zhǔn)的第二配準(zhǔn)因子、連續(xù)配準(zhǔn)因子、大閉環(huán)因子以及GNSS因子；所述大閉環(huán)因子的構(gòu)建過程為：在所有高精子地圖中搜索與當(dāng)前高精子地圖匹配的候選子地圖，建立除連續(xù)配準(zhǔn)約束外的大回環(huán)約束，以第二設(shè)定距離為依據(jù)進(jìn)行大閉環(huán)檢測，進(jìn)而確認(rèn)大回環(huán)約束，并構(gòu)建大閉環(huán)因子；

6)以步驟5)中各因子的殘差項(xiàng)等于0為目標(biāo)優(yōu)化全局因子圖，得到載體的全局運(yùn)動軌跡以及全局地圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下融合SLAM技術(shù)的移動測量方法，其特征在于，在GNSS觀測良好時(shí)，所述載體的位姿通過GNSS/INS緊耦合算法計(jì)算得到；或者在GNSS信號失鎖時(shí)，由INS直接積分得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下融合SLAM技術(shù)的移動測量方法，其特征在于，所述步驟2)中進(jìn)行配準(zhǔn)的算法為基于點(diǎn)云表面元的迭代最近鄰點(diǎn)算法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下融合SLAM技術(shù)的移動測量方法，其特征在于，所述步驟4)中優(yōu)化局部因子圖的觸發(fā)條件為：a.局部時(shí)間跨度大于等于設(shè)定時(shí)間閾值；b.GNSS信號良好。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的復(fù)雜環(huán)境下融合SLAM技術(shù)的移動測量方法，其特征在于，對局部因子圖進(jìn)行優(yōu)化時(shí)采用的方法為增量式優(yōu)化計(jì)算方法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜環(huán)境下融合SLAM技術(shù)的移動測量方法，其特征在于，所述步驟6)中優(yōu)化全局因子圖的觸發(fā)條件為：GNSS失鎖時(shí)間大于等于失鎖時(shí)間閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的復(fù)雜環(huán)境下融合SLAM技術(shù)的移動測量方法，其特征在于，對全局因子圖進(jìn)行優(yōu)化時(shí)采用的方法為增量式優(yōu)化計(jì)算方法。