动态环境下基于激光雷达的SLAM方法技术

本发明专利技术公开了一种动态环境下基于激光雷达的SLAM方法，首先采集传感器数据，进行激光雷达数据的预处理，利用惯性数据预测载体的导航信息，检测并剔除激光雷达数据中的代表移动物体的激光点，然后根据未剔除的激光雷达数据匹配求解位姿，并与惯性导航信息进行融合滤波，最后更新地图。在动态环境中，通过本发明专利技术公开的SLAM方法，能够获得高精度的激光雷达载体导航信息，并构建精准的地图。

SLAM method based on laser radar in dynamic environment

The invention discloses a SLAM method based on laser radar in dynamic environment. Firstly, the sensor data is collected, the pre processing of the laser radar data is processed, the inertial data is used to predict the navigation information of the carrier, and the exciting point of the moving object in the laser radar data is detected and eliminated, and then the laser radar is not eliminated. Data matching is used to solve pose and fusion filtering with inertial navigation information, and finally update map. In the dynamic environment, the SLAM method disclosed by the invention can obtain high-precision lidar carrier navigation information and construct accurate maps.

【技术实现步骤摘要】
动态环境下基于激光雷达的SLAM方法
本专利技术涉及机器人自主导航
，尤其涉及动态环境下基于激光雷达的SLAM方法。
技术介绍
同步定位与地图(SLAM，SimultaneousLocalizationandMapping)技术是机器人自主导航
中的一大研究热点，也是机器人实际应用中的关键技术。激光雷达不依赖于外界光照条件，是一种主动式探测传感器，且具备高精度的测距信息。激光雷达SLAM方法仍然是机器人SLAM方法中应用最为广泛的方法。目前大多激光雷达SLAM技术都针对于静态环境，即整个SLAM过程中，环境不会发生任何变化，而实际应用环境大多为动态环境，存在着移动物体。机器人SLAM方法中，通常利用激光雷达扫描的点数据进行匹配来求解位姿，而激光雷达探测到移动物体的扫描点数据会对直接影响匹配的效果，造成较大的误差，不仅如此，移动物体会直接导致构图精度变差。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种动态环境下基于激光雷达的SLAM方法，以解决动态环境下已有SLAM方法中求解的载体位姿精度低和构建的地图误差大的问题；通过本专利技术公开的方法，能够获得高精度的激光雷达载体导航信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态环境下基于激光雷达的SLAM方法，其特征在于该方法包括：(1)构建全局坐标系，并初始化地图和载体的初始导航信息；(2)采集加速度计、陀螺仪和激光雷达数据；(3)对激光雷达数据进行预处理，根据不同型号激光雷达的测距有效范围，将测距信息超出该有效范围的数据剔除；(4)使用加速度计和陀螺仪数据递推激光雷达载体的预测导航信息；(5)根据步骤(4)中激光雷达载体的预测导航信息检测并剔除激光雷达数据中代表移动物体的激光点；(6)使用激光雷达SLAM中位姿匹配的方法匹配剔除后剩余激光雷达数据，求解载体的位姿；(7)将步骤(4)中惯性递推的载体导航信息与步骤(6)的位姿信息进行融合滤波，得到激光雷达载...

【技术特征摘要】
1.一种动态环境下基于激光雷达的SLAM方法，其特征在于该方法包括：(1)构建全局坐标系，并初始化地图和载体的初始导航信息；(2)采集加速度计、陀螺仪和激光雷达数据；(3)对激光雷达数据进行预处理，根据不同型号激光雷达的测距有效范围，将测距信息超出该有效范围的数据剔除；(4)使用加速度计和陀螺仪数据递推激光雷达载体的预测导航信息；(5)根据步骤(4)中激光雷达载体的预测导航信息检测并剔除激光雷达数据中代表移动物体的激光点；(6)使用激光雷达SLAM中位姿匹配的方法匹配剔除后剩余激光雷达数据，求解载体的位姿；(7)将步骤(4)中惯性递推的载体导航信息与步骤(6)的位姿信息进行融合滤波，得到激光雷达载体的导航信息；(8)根据步骤(7)中滤波后的激光雷达载体的导航信息更新地图；(9)跳转至步骤(2)。2.根据权利要求1所述的动态环境下基于激光雷达的SLAM方法，其特征在于：步骤(1)中所述构建全局坐标系的方法为：以初始时刻载体的位置为原点，以二维激光雷达所在二维水平面为X-O-Y平面，其中X轴和Y轴分别与初始时刻载体的右向和前向重合。3.根据权利要求1所述的动态环境下基于激光雷达的SLAM方法，其特征在于：步骤(1)中所述载体的导航信息具体为载体在全局坐标系下的二维位置、速度和航向角信息，其中航向角为载体前向与全局坐标系的Y轴方向的夹角，顺时针方向为正。4.根据权利要求1所述的动态环境下基于激光雷达的SLAM方法，其特征在于：步骤(1)中初始化的地图类型为点图。5.根据权利要求1所述的动态环境下基于激光雷达的SLAM方法，其特征在于：步骤(4)中递推预测激光雷达载体的导航信息方法为：将当前时刻记为k时刻，陀螺仪和加速度计固定在激光雷达的载体上，为k时刻载体的天向角速度，和为k时刻载体的右向和前向的加速度信息，k-1时刻载体的导航信息为ξk-1，则可根据下式递推载体k时刻的预测导航信息

【专利技术属性】
技术研发人员：石鹏，吕品，赖际舟，张竣涵，付相可，邹冰倩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32