[發明專利]無人機自主定位方法、裝置及無人機

在審

• 申請號: 202011204006.2
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112596071A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 趙小川;董憶雪;李陳;徐凱;宋剛;劉華鵬;鄭君哲;邵佳星;史津竹;王子徹;陳路豪;馬燕琳;馮云鐸
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業計算機應用技術研究所
• 主分類號: G01S17/86
• 分類號: G01S17/86;G01S17/06;G01S17/933;G01C21/00;G01C21/16;G01C11/00;G01C23/00
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 吳秀娥

1.一種無人機自主定位方法，其特征在于，包括：

根據無人機的二維激光雷達采集的數據，得到激光定位信息；

根據所述無人機的慣性傳感器、視覺里程計和深度相機分別采集的數據，得到視覺定位信息；

根據所述無人機的定高雷達采集的數據，得到高度信息；

根據所述激光定位信息、所述視覺定位信息和所述高度信息，得到所述無人機所處空間位置的定位信息。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據無人機的二維激光雷達采集的數據，得到激光定位信息，包括：

利用基于Cartographer的激光SLAM算法，根據無人機的二維激光雷達采集的數據進行二維定位與環境建圖，得到所述無人機在三個平面方向與偏航方向上的位姿信息，作為所述激光定位信息。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述無人機的慣性傳感器、視覺里程計和深度相機分別采集的數據，得到視覺定位信息，包括：

利用基于VINS的VIO-SLAM融合技術，根據所述無人機的慣性傳感器采集的慣導數據、所述無人機的視覺里程計采集的單目場景圖像、所述無人機的深度相機采集的深度信息，得到所述無人機在滾轉和俯仰方向上的位姿信息，作為所述視覺定位信息。

4.根據權利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，所述無人機所處空間位置的定位信息為所述無人機在地下車庫中的定位信息。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

構建所述無人機所處空間環境的第一地圖；

根據所述無人機所處空間位置的定位信息和所述第一地圖規劃全局路徑；

基于所述無人機所處空間位置的定位信息，確定所述全局路徑中的所述無人機所在節點的下一個節點；

基于所述無人機所處空間位置的定位信息，控制所述無人機向所述下一個節點處飛行，并在控制所述無人機向所述下一個節點處飛行的過程中，確定是否存在障礙物；

在存在障礙物的情況下，基于所述無人機所處空間位置的定位信息，更新所述全局路徑，并執行所述確定所述全局路徑中的所述無人機所在節點的下一個節點的步驟。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述構建所述無人機所處空間環境的第一地圖，包括：

根據所述無人機的深度相機采集的數據，獲取所述無人機所處空間環境的場景結構和局部障礙物信息；

根據所述場景結構和局部障礙物信息，建立所述無人機所處空間環境的局部場景的深度信息地圖，并以八叉樹地圖的形式呈現；

所述根據所述第一地圖規劃全局路徑，包括：根據所述八叉樹地圖規劃全局路徑。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據所述八叉樹地圖規劃全局路徑，包括：

根據所述無人機的深度相機采集的RGB圖像數據，得到目的地區域的目標區域信息；

根據所述目標區域信息和預設的SLAM本地地圖，進行三維航點確定，得到所述目的地區域所處空間位置的定位信息；

根據所述目的地區域所處空間位置的定位信息、所述深度相機采集的局部深度信息、所述無人機所處空間位置的定位信息、所述SLAM本地地圖，在所述八叉樹地圖中使用A*算法進行全局規劃，得到全局路徑。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述構建所述無人機所處空間環境的第一地圖之后，以及在所述根據所述第一地圖規劃全局路徑之前，所述方法還包括：

利用Tie_Breaker技術，剔除所述第一地圖中的冗余搜索節點。

9.一種無人機自主定位裝置，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述存儲器用于存儲指令，所述指令用于控制所述處理器進行操作以執行根據權利要求1至8中任一項所述的方法。

10.一種無人機，其特征在于，包括二維激光雷達、慣性傳感器、視覺里程計、深度相機、定高雷達和權利要求9所述的無人機自主定位裝置；

其中，所述無人機自主定位裝置分別與所述二維激光雷達、所述慣性傳感器、所述視覺里程計、所述深度相機、所述定高雷達通信連接。