一种基于SLAM技术的多雷达防串扰系统及方法技术方案

技术编号:18762456 阅读:25 留言:0更新日期:2018-08-25 09:52
本发明专利技术实施例涉及一种基于SLAM技术的多雷达防串扰系统及方法。一种基于SLAM技术的多雷达防串扰系统,包括串扰噪声检测单元、SLAM实时定位单元和路径规划单元,所述噪声检测单元通过将激光雷达的实时接收信号与设定阈值匹配,以检测有无串扰发生;所述SLAM实时定位单元在已有的全局地图基础上对应每个激光雷达进行实时定位;所述路径规划单元根据串扰噪声检测单元和SLAM实时定位单元的实时信息反馈按照每个激光雷达的任务权重对将要或已经发生串扰的激光雷达进行局部或全局的路径规划。还提供了一种基于SLAM技术的多雷达防串扰方法。通过串扰噪声检测单元、SLAM实时定位单元和路径规划单元的设置,有效快速的解决了多雷达操作环境过程中的串扰现象。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SLAM技术的多雷达防串扰系统及方法
本专利技术涉及人工智能
,尤其涉及一种基于SLAM(SimultaneousLocalizationAndMapping)技术的多雷达防串扰系统及方法。
技术介绍
LiDAR(LightDetectionandRanging),是激光探测及测距系统的简称,激光雷达是采用激光器作为发射光源,采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器;接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器。激光雷达的工作方式决定了两个以上的激光雷达一起工作时会出现严重的信号串扰,如图1所示为两个雷达在20m距离下对射的串扰效果。
技术实现思路
激光雷达一起工作时会出现信号串扰是由如下几种情况造成:1、多机之间的发射的光源信号(红外光/激光等)被当作返回信号;2、引入多机抗干扰算法(仅限固定距离点的抗干扰优化)导致雷达帧率下降;3、多光程、杂散光、多层障碍物、物体反射折射散射等造成多机覆盖区域重合时会发生串扰现象,多雷达串扰的测试表现为采集的DCS0-DCS3数据异常,amp\rawdist等值发生很大的差异(可区分于其他类型噪点)。目前,雷达的防串扰方法一般为分时、跳频等方法,这些方法都只是一定程度上降低了噪声,并不能解决串扰带来的问题和加入这些算法的同时带来的失效模式(去噪过重导致测距失效或有效点过少导致数据丢失等)。本专利技术实施例的目的在于提出一种基于SLAM(SimultaneousLocalizationAndMapping)技术的多雷达防串扰系统,通过串扰噪声检测单元、SLAM实时定位单元和路径规划单元的设置,有效而快速的解决了多雷达操作环境过程中的串扰现象。本专利技术实施例还提供了一种基于SLAM技术的多雷达防串扰方法,SLAM实时定位和路径规划相结合,从应用场景和与激光雷达相匹配的移动装置的运载任务入手,在保持测试频率、准确率及移动设备利用率的基础上,从线路的规划上避开了多激光雷达串扰的可能,在不引入额外运算程序和辅助设备的基础上,提高了多雷达运行机制的高效、准确、快速。为达上述目的,本专利技术实施例采用以下技术方案:一种基于SLAM技术的多雷达防串扰系统,包括串扰噪声检测单元、SLAM实时定位单元和路径规划单元,所述噪声检测单元通过将激光雷达的实时接收信号与设定阈值匹配,以检测有无串扰发生;所述SLAM实时定位单元在已有的全局地图基础上对应每个激光雷达进行实时定位;所述路径规划单元根据串扰噪声检测单元和SLAM实时定位单元的实时信息反馈按照每个激光雷达的任务权重对将要或已经发生串扰的激光雷达进行局部或全局的路径规划。作为本技术方案的优选方案之一,所述路径规划单元包括底盘控制模块和路径计算模块,所述底盘控制模块包括实时更新的与激光雷达相对应的移动设备的任务等级及任务来回路径信息,当所述串扰噪声检测单元检测到串扰,所述路径计算模块根据底盘控制模块提供的对应串扰激光雷达的移动装置的实时信息,按照任务优先级进行局部路径重新规划。作为本技术方案的优选方案之一,所述路径计算模块还包括串扰预判子模块,所述串扰预判子模块根据每一个激光雷达在设定路径的实时定位、发射角和接收角信息进行局部或全局串扰和/或碰撞预判,所述路径计算模块根据串扰预判子模块的串扰和/或碰撞预判,调整路径规划以避免激光雷达串扰。作为本技术方案的优选方案之一,所述噪声检测单元的检测频率与激光雷达测量频率相同,且噪声检测单元检测介于相邻的两次噪声检测之间,噪声检测单元检测到串扰则发送信号至路径规划单元。作为本技术方案的优选方案之一,所述激光雷达为TOF面阵激光雷达,则在激光雷达完成一次测量的周期中测得的DSC0、DSC1、DSC2和DSC3这四个设定相位的光电信号和噪声检测单元中的标准值模型进行匹配,以对应输出串扰发生信号。一种基于SLAM技术的多雷达防串扰方法,采用SLAM实时定位的和串扰噪声检测相结合实时检测多雷达串扰,并按照多激光雷达任务的优选等级实时调整路径规划,避免多雷达串扰。作为本技术方案的优选方案之一,包括如下步骤:步骤1、安装有激光雷达的移动设备在执行任务时通过噪声检测单元实时检测串扰;步骤2、当噪声检测单元检测到串扰发生时,发送信号至路径规划单元,所述路径规划单元的底盘信息模块向路径计算模块提供串扰激光雷达所在的移动设备的底盘控制信息;步骤3、所述路径计算模块根据底盘控制信息和SLAM实时定位单元的局部定位信息重新规划路径。作为本技术方案的优选方案之一,步骤3中包括如下步骤:步骤3.1、首先判断具有串扰激光雷达的移动设备是否有运载任务,如有运载任务则查看任务等级,指令优先级最高的移动设备原地等待直到串扰信号消失,或者,在优先级最高的激光雷达的原设定路径没有障碍的情况下,按照原定的规划路径运行至目标点;指令优先级低的移动设备关闭或停止光源发射直至高优先级作业的移动设备离开串扰区域;步骤3.2、具有串扰激光雷达的移动设备无运载任务或者运载任务级别低于其他具有串扰激光雷达的移动设备时,由路径计算模块重新规划路径的运行时长Tn和移动设备移出串扰区域时长tn;步骤3.3、当重新规划路径的运行时长Tn大于等于移动设备移出串扰区域时长tn时,关闭激光雷达直至其成为串扰区域最高优先级的移动设备后,打开最新晋级为串扰区域最高优先级的激光雷达,执行步骤3.1;当原定的规划路径不可执行时,路径计算模块重新规划路径。步骤3.4、当重新规划路径所需时长Tn小于移动设备移出串扰区域时长tn时,路径计算模块重新规划路径。作为本技术方案的优选方案之一,步骤3.2中,路径计算模块根据串扰激光雷达优先级别的高低依次计算重新规划路径的运行时长Tn和移动设备移出串扰区域时长tn。作为本技术方案的优选方案之一,步骤3.3中,通过串扰预判子模块根据每一个激光雷达在设定路径的实时定位、发射角和接收角信息进行局部或全局串扰和/或碰撞预判,所述路径计算模块根据串扰预判断子模块的串扰和/或碰撞预判,调整路径规划以避免激光雷达串扰。实施例有益效果:通过串扰噪声检测单元、SLAM实时定位单元和路径规划单元的设置,有效而快速的解决了多雷达操作环境过程中的串扰现象,SLAM实时定位和路径规划相结合的解决方式,从应用场景和与激光雷达相匹配的移动装置的运载任务入手,在保持测试频率、准确率及移动设备利用率的基础上,从线路的规划上避开了多激光雷达串扰的可能,在不引入额外运算程序和辅助设备的基础上,提高了多雷达运行机制的高效、准确、快速。附图说明图1是现有技术的两个雷达在20m距离下对射的串扰效果图。图2是本专利技术实施例1提供的基于SLAM技术的多雷达防串扰系统的结构示意图。图3是本专利技术实施例1提供的基于SLAM技术的多雷达防串扰方法的流程示意图。图中:1、串扰噪声检测单元;2、SLAM实时定位单元;3、路径规划单元;31、底盘控制模块;32、路径计算模块;321、串扰预判子模块。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术实施例的技术方案。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SLAM技术的多雷达防串扰系统,其特征在于,包括串扰噪声检测单元、SLAM实时定位单元和路径规划单元,所述噪声检测单元通过将激光雷达的实时接收信号与设定阈值匹配,以检测有无串扰发生;所述SLAM实时定位单元在已有的全局地图基础上对应每个激光雷达进行实时定位;所述路径规划单元根据串扰噪声检测单元和SLAM实时定位单元的实时信息反馈按照每个激光雷达的任务权重对可能或已经发生串扰的激光雷达进行局部或全局的路径规划。

【技术特征摘要】
1.一种基于SLAM技术的多雷达防串扰系统,其特征在于,包括串扰噪声检测单元、SLAM实时定位单元和路径规划单元,所述噪声检测单元通过将激光雷达的实时接收信号与设定阈值匹配,以检测有无串扰发生;所述SLAM实时定位单元在已有的全局地图基础上对应每个激光雷达进行实时定位;所述路径规划单元根据串扰噪声检测单元和SLAM实时定位单元的实时信息反馈按照每个激光雷达的任务权重对可能或已经发生串扰的激光雷达进行局部或全局的路径规划。2.根据权利要求1所述的基于SLAM技术的多雷达防串扰系统,其特征在于,所述路径规划单元包括底盘控制模块和路径计算模块,所述底盘控制模块包括实时更新的与激光雷达相对应的移动设备的任务等级及任务来回路径信息,当所述串扰噪声检测单元检测到串扰,所述路径计算模块根据底盘控制模块提供的对应串扰激光雷达的移动装置的实时信息,按照任务优先级进行局部路径重新规划。3.根据权利要求1或2所述的基于SLAM技术的多雷达防串扰系统,其特征在于,所述路径计算模块还包括串扰预判子模块,所述串扰预判子模块根据每一个激光雷达在设定路径的实时定位、发射角和接收角信息进行局部或全局串扰和/或碰撞预判,所述路径计算模块根据串扰预判子模块的串扰和/或碰撞预判调整路径规划以避免激光雷达串扰。4.根据权利要求3所述的基于SLAM技术的多雷达防串扰系统,其特征在于,所述噪声检测单元的检测频率与激光雷达测量频率相同,且噪声检测单元检测介于相邻的两次噪声检测之间,噪声检测单元检测到串扰则发送信号至路径规划单元。5.根据权利要求4所述的基于SLAM技术的多雷达防串扰系统,其特征在于,所述激光雷达为TOF面阵激光雷达,则在激光雷达完成一次测量的周期中测得的DSC0、DSC1、DSC2和DSC3这四个设定相位的光电信号和噪声检测单元中的标准值模型进行匹配,以对应输出串扰发生信号。6.一种基于SLAM技术的多雷达防串扰方法,其特征在于,采用激光雷达SLAM实时定位和串扰噪声检测相结合实时检测多雷达串扰,并按照多激光雷达任务的优选等级实时调整路径规划,避免多雷达串扰。7.根据权利要求6所述的基于S...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘云浩疏达李远
申请(专利权)人:北醒北京光子科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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