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专利号: 2022104848480
申请人: 浙江师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种多传感器融合的定位方法,其特征在于,包括:获取目标区域的先验地图和多传感器数据;所述多传感器数据包括惯性测量数据、激光雷达数据和GPS数据;

根据所述先验地图和所述多传感器数据建立位姿因子;所述位姿因子包括GPS因子和地图定位因子;

根据所述先验地图、所述惯性测量数据和所述激光雷达数据建立转换因子;所述转换因子包括激光里程计因子、惯性测量传感器预积分因子和闭环因子;

根据所述GPS因子和所述转换因子,采用因子图优化方法确定所述目标区域的优化位姿;

判断所述优化位姿的协方差是否小于设定协方差阈值;

若是,则根据所述优化位姿对所述目标区域进行定位;

若否,则采用所述地图定位因子对所述优化位姿进行更新,得到优化更新位姿,并根据所述优化更新位姿对所述目标区域进行定位。

2.根据权利要求1所述的多传感器融合的定位方法,其特征在于,所述根据所述先验地图和所述多传感器数据建立位姿因子,具体包括:对所述GPS数据进行滤波,将滤波后的GPS数据作为GPS因子;

根据所述先验地图、所述激光雷达数据、所述惯性测量数据和所述GPS因子进行正态分布转换点云配准定位,得到地图定位因子。

3.根据权利要求2所述的多传感器融合的定位方法,其特征在于,所述对所述GPS数据进行滤波,将滤波后的GPS数据作为GPS因子,具体包括:将所述GPS数据进行格式转换,得到局部笛卡尔坐标系下的GPS数据;

对所述局部笛卡尔坐标系下的GPS数据进行扩展卡尔曼滤波,得到GPS因子。

4.根据权利要求2所述的多传感器融合的定位方法,其特征在于,所述根据所述先验地图、所述激光雷达数据、所述惯性测量数据和所述GPS因子进行正态分布转换点云配准定位,得到地图定位因子,具体包括:对所述激光雷达数据进行降采样,得到降采样后的激光雷达数据;

根据所述降采样后的激光雷达数据、所述惯性测量数据和所述GPS因子构建局部地图;

将所述先验地图与所述局部地图进行正态分布转换点云配准定位,得到地图定位因子。

5.根据权利要求1所述的多传感器融合的定位方法,其特征在于,所述根据所述先验地图、所述惯性测量数据和所述激光雷达数据建立转换因子,具体包括:根据所述激光雷达数据和所述先验地图进行特征点匹配运算,得到激光里程计因子;

根据所述惯性测量数据和所述激光雷达数据进行预积分运算,得到惯性测量传感器预积分因子;

根据所述激光里程计因子和所述惯性测量数据进行回环检测,并根据回环检测结果构建闭环因子。

6.根据权利要求5所述的多传感器融合的定位方法,其特征在于,所述根据所述激光雷达数据和所述先验地图进行特征点匹配运算,得到激光里程计因子,具体包括:对所述激光雷达数据进行特征提取,得到当前帧特征点;

对所述先验地图进行特征提取,得到地图特征点;

将所述地图特征点和所述当前帧特征点进行特征点匹配运算,得到激光里程计因子。

7.根据权利要求5所述的多传感器融合的定位方法,其特征在于,所述根据所述惯性测量数据和所述激光雷达数据进行预积分运算,得到惯性测量传感器预积分因子,具体包括:对所述激光雷达数据进行关键帧提取,得到激光雷达关键帧信息;

根据所述惯性测量数据和所述激光雷达关键帧信息进行预积分运算,得到惯性测量传感器预积分因子。

8.根据权利要求5所述的多传感器融合的定位方法,其特征在于,所述根据所述激光里程计因子和所述惯性测量数据进行回环检测,并根据回环检测结果构建闭环因子,具体包括:对所述激光里程计因子进行位姿优化,得到当前帧优化位姿;

将所述当前帧优化位姿和所述惯性测量数据进行数据融合,得到融合后的当前帧位姿;

对所述融合后的当前帧位姿进行回环检测,当所述融合后的当前帧位姿满足所述回环检测的判别条件时,构建闭环因子。

9.根据权利要求1所述的多传感器融合的定位方法,其特征在于,所述根据所述GPS因子和所述转换因子,采用因子图优化方法确定所述目标区域的优化位姿,具体包括:根据所述GPS因子、所述激光里程计因子、所述惯性测量传感器预积分因子和所述闭环因子构建第一因子图模型;

对所述第一因子图模型进行优化,得到所述目标区域的优化位姿。

10.一种多传感器融合的定位系统,其特征在于,包括:数据获取单元,用于获取目标区域的先验地图和多传感器数据;所述多传感器数据包括惯性测量数据、激光雷达数据和GPS数据;

位姿因子构建单元,用于根据所述先验地图和所述多传感器数据建立位姿因子;所述位姿因子包括GPS因子和地图定位因子;

转换因子构建单元,用于根据所述先验地图、所述惯性测量数据和所述激光雷达数据建立转换因子;所述转换因子包括激光里程计因子、惯性测量传感器预积分因子和闭环因子;

优化位姿确定单元,用于根据所述GPS因子和所述转换因子,采用因子图优化方法确定所述目标区域的优化位姿;

比较单元,用于判断所述优化位姿的协方差是否小于设定协方差阈值;

第一定位单元,用于当所述优化位姿的协方差小于设定协方差阈值时,根据所述优化位姿对所述目标区域进行定位;

第二定位单元,用于当所述优化位姿的协方差不小于设定协方差阈值时,采用所述地图定位因子对所述优化位姿进行更新,得到优化更新位姿,并根据所述优化更新位姿对所述目标区域进行定位。