[發明專利]一種智慧城市傳感器探測主動同步定位與建圖方法

在審

• 申請號: 202210661750.8
• 申請日: 2022-06-12
• 公開（公告）號: CN114998540A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T7/33;G06T7/62;G06T19/00;G01C15/00
• 代理公司: 北京創智合源知識產權代理事務所(普通合伙) 16092
• 代理人: 馬金華

1.一種智慧城市傳感器探測主動同步定位與建圖方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)設定任務區域；

(2)對所設定的任務區域進行全覆蓋路徑規劃；

(3)執行傳感器同步定位與地圖繪制，并構建軌跡地圖Map_t；

(4)根據軌跡地圖確定候選回環目標和候選探索目標；

(5)根據效用方程計算到達每個候選點的收益，選擇對應收益最優的候選點，根據傳感器向收益最優候選點行駛的動作n^*，判斷執行回環任務或探索任務；

(6)執行傳感器向收益最優候選點行駛的動作n^*，判斷設定的任務區域是否探索完成；若完成探索，則結束；否則，返回步驟(3)。

2.根據權利要求1所述的一種智慧城市傳感器探測主動同步定位與建圖方法，其特征在于，所述步驟(4)包括：

(4.1)根據傳感器測線的平均寬度j將軌跡地圖Map_t分成子地圖集合；

(4.2)提取傳感器當前位置(x,y)和位置協方差矩陣Ξ

(4.3)確定候選點搜索半徑：

(4.4)搜索半徑e內的所有子地圖sub_i，計算子地圖的數量Num，

(4.5)計算子地圖的數據矩陣的行列值Z_i，A_i；

(4.6)采集對應位置(n,o)的地形高程u_no；

(4.7)計算在搜索半徑e內的所有子地圖的地形費舍爾信息量{G_i|i＝1,2,…,Num}

||·||表示歐式范數；

(4.8)提取預設的地形費舍爾信息量閾值G_t；

(4.9)取所有滿足G_iG_t的子地圖中心點作為回環目標點集合根據當前傳感器位置到回環目標的距離，在前進方向上選取相同距離的點作為探索目標點，生成探索目標點集合；

(4.10)輸出回環候選點集合和探索候選點集合。

3.根據權利要求1所述的一種智慧城市傳感器探測主動同步定位與建圖方法，其特征在于，所述步驟(5)具體為：

(5.1)計算受動作n′影響的地圖體積I_n′；

(5.2)計算受到每個重訪動作相應探索行動影響的地圖體積I_ex；

(5.3)計算系統平衡因子τ，

(5.4)提取歷史控制向量的集合h和歷史觀測集合m；

(5.5)提取執行動作n′而探測得到的地圖信息z(n′)；z表示某一柵格的地圖信息；

(5.6)計算通過預測得到的到達目標點時傳感器的位置協方差當前時刻傳感器的位置協方差

(5.7)采集目標子地圖sub_i的地形費舍爾信息量G_i和搜索范圍內最大的地形費舍爾信息量G_max；

(5.8)計算執行動作n′后傳感器的位姿不確定性

(5.9)計算柵格z的香農熵：

(5.10)計算柵格z的瑞利熵：

(5.11)執行動作n′時的互信息V_n′：

(5.12)計算到達每個候選點的收益τV_n′；

(5.13)選擇收益最優時傳感器向對應的候選點行進的動作n^*