[發(fā)明專利]導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011140673.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN112415535A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳若泰;祖爽;胡攀攀;徐威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢萬集信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/42
• 分類號(hào): G01S17/42;G01S17/48;G01C21/18;G01C21/16
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 譚玲玲

本發(fā)明提供了一種導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法，導(dǎo)航系統(tǒng)包括：承載組件，承載組件用于安裝在移動(dòng)載體上；測距單元，測距單元設(shè)置在承載組件上，測距單元用于發(fā)射激光束并接收激光束以實(shí)現(xiàn)單次掃描測距；檢測部件，檢測部件設(shè)置在承載組件上，以檢測測距單元的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；其中，承載組件的至少部分可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置，以根據(jù)檢測部件的檢測結(jié)果調(diào)整承載組件的姿態(tài)，以實(shí)時(shí)反向使測距單元在同一姿態(tài)下進(jìn)行掃描測距。本發(fā)明的導(dǎo)航系統(tǒng)解決了現(xiàn)有的激光雷達(dá)在遇到抖動(dòng)、不穩(wěn)定等情況時(shí)，無法按照一個(gè)姿態(tài)繼續(xù)對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行檢測的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航領(lǐng)域，具體而言，涉及一種導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，目前在靶標(biāo)導(dǎo)航，SLAM導(dǎo)航，即時(shí)定位與地圖構(gòu)建(simultaneous localization and mapping，簡稱SLAM)導(dǎo)航，三維重構(gòu)等應(yīng)用中，都會(huì)使用到激光雷達(dá)。激光雷達(dá)掃描被測物體，實(shí)時(shí)輸出點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過特定SLAM或重構(gòu)算法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載體的建圖、導(dǎo)航定位或者環(huán)境測繪、測量等工作。

在導(dǎo)航定位系統(tǒng)及環(huán)境重構(gòu)應(yīng)用中，地圖的準(zhǔn)確性直接影響著定位精度，從而影響著后續(xù)地圖的準(zhǔn)確性。在移動(dòng)載體的行駛過程中，不可避免的會(huì)遇到顛簸或上下坡等問題，且隨著越來越高的運(yùn)行效率需求，載體的運(yùn)行速度不斷提升，導(dǎo)致導(dǎo)航定位算法的允許耗時(shí)也被嚴(yán)重壓縮。

為了提高地圖和定位的精度，常需要對(duì)激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，常見的激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)修正包括線速度修正和雷達(dá)傾斜修正。其中，速度修正包括所在緯度的線速度和角度修正。

然而，在現(xiàn)有修正中，激光雷達(dá)存在遇到抖動(dòng)、不穩(wěn)定等情況(一般可以理解為角速度突變及激光雷達(dá)傾斜)時(shí)，對(duì)激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)影響最大，且修正難度也較大。此外，現(xiàn)有的修正方法中雖然可以對(duì)角速度突變和激光雷達(dá)傾斜進(jìn)行修正，但該修正方法存在大量的矩陣運(yùn)算，無疑增加了耗時(shí)。

相關(guān)技術(shù)中，現(xiàn)有的激光雷達(dá)在遇到抖動(dòng)、不穩(wěn)定等情況時(shí)，無法按照一個(gè)姿態(tài)繼續(xù)對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種導(dǎo)航系統(tǒng)和導(dǎo)航方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的激光雷達(dá)在遇到抖動(dòng)、不穩(wěn)定等情況時(shí)無法按照一個(gè)姿態(tài)對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行檢測的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種導(dǎo)航系統(tǒng)，包括：承載組件，承載組件用于安裝在移動(dòng)載體上；測距單元，測距單元設(shè)置在承載組件上，測距單元具有用于發(fā)射激光束并接收激光束以實(shí)現(xiàn)單次掃描測距的光學(xué)測距組件；檢測部件，檢測部件設(shè)置在承載組件上，以檢測測距單元的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；其中，承載組件的至少部分可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置，以根據(jù)檢測部件的檢測結(jié)果調(diào)整承載組件的姿態(tài)，以使測距單元在同一姿態(tài)下進(jìn)行掃描測距。

進(jìn)一步地，承載組件包括：承載臺(tái)，測距單元和檢測部件均安裝在承載臺(tái)上；支撐架，承載臺(tái)設(shè)置在支撐架上，支撐架的至少部分可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置，以調(diào)整承載組件的姿態(tài)。

進(jìn)一步地，支撐架包括多個(gè)依次連接的支撐軸，相鄰兩個(gè)支撐軸之間可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。

進(jìn)一步地，承載組件還包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)，相鄰兩個(gè)支撐軸之間的關(guān)節(jié)處均設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)反向偏轉(zhuǎn)補(bǔ)償以達(dá)到測距單元的角動(dòng)量平衡。

進(jìn)一步地，導(dǎo)航系統(tǒng)還包括：自動(dòng)控制單元，自動(dòng)控制單元與檢測部件和承載組件均連接，以獲取檢測部件的檢測結(jié)果，并根據(jù)檢測結(jié)果控制承載組件的至少部分運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，測距單元還包括：測距電機(jī)，測距電機(jī)的定子安裝在承載臺(tái)上；光學(xué)測距組件，光學(xué)測距組件安裝在測距電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，以通過測距電機(jī)驅(qū)動(dòng)光學(xué)測距組件繞預(yù)定旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，檢測部件為陀螺儀；和/或測距單元為單線或多線的旋轉(zhuǎn)式掃描激光雷達(dá)，或者測距單元為多線的固態(tài)激光雷達(dá)。