[發(fā)明專利]一種基于單目視覺和激光雷達的聯(lián)合實時定位與制圖方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110240483.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113031007A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王偉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢斌果科技有限公司
• 主分類號: G01S17/931
• 分類號: G01S17/931;G01S17/86;G01S17/894;G01S11/12
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44728
• 代理人: 涂柳曉

本發(fā)明公開了一種基于單目視覺和激光雷達的聯(lián)合實時定位與制圖方法，包括中央控制系統(tǒng)與芯片處理系統(tǒng)，所述中央控制系統(tǒng)的輸出端為芯片處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)中通過采用激光雷達系統(tǒng)與單目視覺系統(tǒng)進行對地形的測繪，這樣可以通過激光雷達系統(tǒng)對地形的高差探測得到有效的數(shù)據(jù)，比如向目標(biāo)發(fā)射探測信號如激光束，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號即目標(biāo)回波與發(fā)射信號進行比較，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，然后利用單目視覺系統(tǒng)內(nèi)部的射影變換系統(tǒng)，可以有效的將待要測繪的地形信息得到確定，避免了數(shù)據(jù)采集的不準(zhǔn)確，從而可以有效的提高了該地形繪制的準(zhǔn)確性，避免了細節(jié)上處理不到位的現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制圖系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單目視覺和激光雷達的聯(lián)合實時定位與制圖方法。

背景技術(shù)

激光雷達是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)，從工作原理上講，與微波雷達沒有根本的區(qū)別：向目標(biāo)發(fā)射探測信號如激光束，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號即目標(biāo)回波與發(fā)射信號進行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，從而對飛機、導(dǎo)彈等目標(biāo)進行探測、跟蹤和識別。

工作在紅外和可見光波段的，以激光為工作光束的雷達稱為激光雷達，它由激光發(fā)射機、光學(xué)接收機、轉(zhuǎn)臺和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

現(xiàn)有的制圖方法在進行繪圖都是大部分都是采用儀器進行觀察繪畫，這樣在繪畫時可能會出現(xiàn)尺寸與數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，在進行繪制時會導(dǎo)致繪制出現(xiàn)錯誤的現(xiàn)象，而且在繪圖時繪圖的精度不夠?qū)е录毠?jié)上處理不完善的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于提供一種基于單目視覺和激光雷達的聯(lián)合實時定位與制圖方法，解決了繪畫細節(jié)不精細的問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于單目視覺和激光雷達的聯(lián)合實時定位與制圖方法，包括中央控制系統(tǒng)與芯片處理系統(tǒng)，所述中央控制系統(tǒng)的輸出端為芯片處理系統(tǒng)，所述中央控制系統(tǒng)與芯片處理系統(tǒng)電性連接，所述芯片處理系統(tǒng)的輸出端分別為智能通信系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)與單目視覺系統(tǒng)，所述智能通信系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)與單目視覺系統(tǒng)的輸出端為繪圖系統(tǒng)。

進一步的，所述激光雷達系統(tǒng)的組成包括有控制處理單元、激光光源、發(fā)射系統(tǒng)、待檢測物體、接收系統(tǒng)與探測器，所述控制處理單元的輸出端為激光光源，所述激光光源的輸出端為發(fā)射系統(tǒng)，所述發(fā)射系統(tǒng)的輸出端為待檢測物體，所述待檢測物體的輸出端為接收系統(tǒng)，所述接收系統(tǒng)的輸出端為探測器。

進一步的，所述單目視覺系統(tǒng)的組成包括有單目攝像機單元、圖像處理單元、圖像存儲單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、射影變換系統(tǒng)與圖像顯示單元，所述單目攝像機單元的輸出端為圖像處理單元，所述圖像處理單元與單目攝像機單元電性連接，所述圖像處理單元的輸出端為圖像存儲單元，所述圖像處理單元與圖像存儲單元電性連接，所述圖像存儲單元的輸出端為數(shù)據(jù)傳輸單元，所述圖像存儲單元與數(shù)據(jù)傳輸單元電性連接，所述數(shù)據(jù)傳輸單元的輸出端為射影變換系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)傳輸單元與射影變換系統(tǒng)電性連接，所述射影變換系統(tǒng)的輸出端為圖像顯示單元，所述射影變換系統(tǒng)與圖像顯示單元電性連接。

進一步的，所述圖像顯示單元是由顯示器或者屏幕顯示，所述圖像顯示單元內(nèi)部設(shè)置有控制系統(tǒng)。

進一步的，所述發(fā)射系統(tǒng)與接收系統(tǒng)處于同一個電源操控，所述發(fā)射系統(tǒng)為信號的發(fā)射，所述接收系統(tǒng)為信號的接收。

進一步的，所述單目視覺系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)與智能通信系統(tǒng)為并聯(lián)狀態(tài)，所述單目視覺系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)與智能通信系統(tǒng)的共同接收端為繪圖系統(tǒng)，所述單目視覺系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)與智能通信系統(tǒng)的共同發(fā)射端為芯片處理系統(tǒng)。