[發明專利]一種通過慣性測量參數將GPS與激光雷達融合定位的方法

在審

• 申請號: 202110422792.1
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113359167A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 崔金鐘;葉茂;柳箐汶
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S19/45
• 分類號: G01S19/45;G01S19/47;G01S17/86;G01S7/48;G01C21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于IMU將GPS與激光雷達結合進行定位的方法，本方法利用了GPS定位和激光雷達NDT算法對無人機進行定位，改進了無人機單傳感器定位的模式。其特征在于：結合IMU獲取的慣性測量參數，對GPS和激光雷達的定位數據進行可靠性比較，決策出最終定位數據，步驟如下：

步驟1：定位數據預判斷；

步驟2：定位數據預處理；

步驟3：結合IMU進行定位決策；

步驟4：得出校準定位。

2.根據要求1中步驟1所述的對GPS和激光雷達的定位數據進行可靠性預判斷，其特征在于：當IMU獲取到的實時加速度大于閾值ε時，則認為無人機處于運動狀態，此時若NDT算法和GPS返回的定位數據比較前一時刻未發生改變，則認為定位異常。再獲取NDT算法定位時激光雷達點云匹配的迭代次數，如果已達到最大匹配次數，則認為NDT算法失配異常。預判斷階段有以下情形：

當NDT算法異常而此時的GPS定位無異常時，返回GPS與IMU融合的定位數據作為最終定位；

當NDT算法無異常而此時的GPS定位異常時，返回NDT定位數據作為最終定位；

當NDT算法和GPS定位均出現異常時，利用IMU實時準確加速度和上一時刻的定位數據結合，估計出該時刻的數據作為最終定位數據；

當NDT算法和GPS定位均未出現異常時，利用IMU實時準確加速度來決策出最終返回定位數據。

3.根據要求1步驟2所述的對GPS和激光雷達的定位數據進行預處理，其特征在于：建立GPS與激光雷達的坐標關聯，以進行對定位的一致描述。對于GPS定位與NDT算法得到的坐標，在時間間隔內，綜合上一時刻的坐標，計算得出它們的加速度。

4.根據要求1步驟3所述的結合IMU進行定位決策，其特征在于：對于要求3得到的由GPS與NDT計算出的加速度，將它們分別與IMU實時加速度進行比較，計算出差值范數。將兩個差值范數與給定閾值進行比較，有以下情形：

當由NDT算法得到的差值范數和GPS得到的差值范數均小于給定閾值時，返回NDT定位數據作為最終定位；

當由NDT算法得到的差值范數小于給定閾值而由GPS得到的差值范數大于給定閾值時，返回NDT定位數據作為最終定位；

當由NDT算法得到的差值范數大于給定閾值而由GPS得到的差值范數小于給定閾值時，返回GPS定位數據作為最終定位；

當由NDT算法得到的差值范數和GPS得到的差值范數均大于給定閾值時，返回NDT與IMU融合的定位數據作為最終定位。