[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

本發明屬于城市定位與導航技術領域，具體涉及一種智慧城市傳感器探測主動同步定位與建圖方法。本發明包括(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)根據軌跡地圖請確定候選回環目標和候選探索目標等。與傳統的傳感器探測信息同步定位與建圖方法相比，本發明通過主動對地形進行有目的性地回溯，平衡了回溯和探索之間的關系，從而使得傳感器能夠更有效的在不依賴載體的情況下獲得高精度的位置信息和城市地形圖。

技術領域

本發明屬于城市定位與導航技術領域，具體涉及一種智慧城市傳感器探測主動同步定位與建圖方法。

背景技術

受探測技術以及成本限制，截至目前全球城市測繪的比例較低，受地形遮擋，城市的地形變化難以呈現細節，而傳感器作為人們測繪的最佳工具之一被廣泛地應用于城市地形測量。其工作范圍廣泛且能夠獲得分辨率較高的地形測量數據。但是由于能耗限制，有必要采用合適的算法對測繪效率進行優化。

現有方法多是通過感測器，比如光學鏡頭、激光光達、彩色相機或深度相機，進行周圍環境的感測，并將環境狀況記錄于地圖當中，而在建立地圖的同時，根據環境特征在地圖上定位待定位物件。然而現有方法只是對探測同步定位建圖算法的后端進行改善，并未涉及主動決策回環與探索動作選擇方面。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智慧城市傳感器探測主動同步定位與建圖方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種智慧城市傳感器探測主動同步定位與建圖方法，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)。

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；