[發明專利]一種融合多傳感器的手持式SLAM裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 202110166885.2
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112987065A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 嚴超;王慶;劉玉;張昊;李明;許九婧;張波
• 申請（專利權）人: 東南大學;北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種融合多傳感器的手持式SLAM裝置，包括裝置主體、GNSS/INS組合定位模塊(7)、GNSS柱狀天線(1)、16線激光雷達(5)、彩色雙目攝像頭(2)、處理器(3)和平板顯示器(6)，其特征在于：所述的GNSS柱狀天線(1)與GNSS/INS組合定位模塊(7)相連；所述的GNSS/INS組合定位模塊(7)、16線激光雷達(5)、彩色雙目攝像頭(2)、平板顯示器(6)均與處理器(3)相連接，所述裝置主體前端有平板顯示器(6)，所述裝置主體內有GNSS/INS組合定位模塊(7)和處理器(3)，所述裝置主體上有GNSS柱狀天線(1)和16線激光雷達(5)，所述裝置主體上部后側有彩色雙目攝像頭(2)。

2.根據權利要求1所述的一種融合多傳感器的手持式SLAM裝置，其特征在于：所述裝置主體底部有手柄(4)。

3.一種融合多傳感器的手持式SLAM裝置的控制方法，具體步驟如下，其特征在于：

(一)基于16線激光雷達的位姿估計；

1)點云分割；

2)特征提取；

3)激光里程計；

(二)基于GNSS/INS組合定位模塊的位姿估計；

1)GNSS雙差相對定位GNSS-RTK；

2)基于加速度和角速度信息的位姿求解；

3)GNSS/INS松組合位姿求解；

(三)GNSS-激光/INS半緊融合位姿估計；

1)激光/INS緊融合位姿估計；

2)GNSS-激光/INSS松組合位姿求解；

(四)基于體素的可視化方案；

由于視覺在紋理較少的環境中無法進行特征點匹配，從而無法得到三維點在相機坐標系下的深度，激光雖然能夠非常直接地測量到深度，但是無法捕捉空間中的紋理信息，針對視覺和激光各自的優缺點，在有限的硬件資源下基于正方形體素的建圖，并結合彩色圖像的色彩信息對體素點云進行上色，將將空間中的最小單位的體素代替傳統三維重建中的面片，稠密化平面的點主要為通過三次區域增長得到的激光點和圖像中與平面對應的像素點，首先，對于激光點需要將其投影到圖像中獲取灰度值；然后，對于圖像的像素點需要與激光坐標系下的平面進行匹配；最后，計算與平面匹配成功的像素坐標深度。