【技术实现步骤摘要】
一种多传感器融合的煤矿井下空间定位及建图方法与装置
本申请涉及煤矿开采
，尤其涉及一种多传感器融合的煤矿井下空间定位及建图方法与装置。
技术介绍
煤炭是我国的主体能源，在推动全国工业发展和国民经济进步等方面发挥了重要作用。近年来，随着采掘设备智能化水平的快速提高，我国煤矿煤炭产量大幅度提高。然而在煤矿采掘过程中，由于煤矿井下场景环境恶劣，且作业设备与相关联目标对象错综复杂，作业人员长时间处于危险系数较高的空间环境中进行作业。由此，为了保障井下人员的生命安全，实现煤矿智能化无人、绿色、高效开采，煤矿井下空间数字化定位与场景重建已经成为重要的技术发展方向之一。相关技术中，通常采用基于信号的通信方式进行定位，然而由于极度依赖信号强度，通常需要在井下设置大量基站，存在操作复杂、成本高的技术问题；同时，基于煤矿井下作业的特点，由于相关信号受井下特殊场景环境的作用问题(例如煤壁吸收)，定位精度也较低。因此，如何生成高精度的煤矿井下全局空间地图，从而实现更加准确地定位，消除安全隐患，确保人员安全，已成为了亟待解决的问题。
【技术保护点】
1.一种多传感器信息融合的煤矿井下空间定位及建图方法，其特征在于，包括：/n获取传感器依次采集的第1至第N帧视觉图像以及所述视觉图像对应的点云数据，其中，所述N为正整数；/n根据所述视觉图像，获取视觉位姿信息；/n获取惯性测量单元IMU的IMU数据，以根据所述IMU数据获取IMU位姿信息；/n根据所述视觉位姿信息和所述IMU位姿信息，获取目标融合位姿信息；/n根据所述点云数据，对所述目标融合位姿信息进行修正，以得到最终目标位姿信息；/n根据所述最终目标位姿信息，生成全局空间语义地图。/n
【技术特征摘要】
1.一种多传感器信息融合的煤矿井下空间定位及建图方法，其特征在于，包括：
获取传感器依次采集的第1至第N帧视觉图像以及所述视觉图像对应的点云数据，其中，所述N为正整数；
根据所述视觉图像，获取视觉位姿信息；
获取惯性测量单元IMU的IMU数据，以根据所述IMU数据获取IMU位姿信息；
根据所述视觉位姿信息和所述IMU位姿信息，获取目标融合位姿信息；
根据所述点云数据，对所述目标融合位姿信息进行修正，以得到最终目标位姿信息；
根据所述最终目标位姿信息，生成全局空间语义地图。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下空间定位及建图方法，其特征在于，所述根据所述视觉图像，获取视觉位姿信息，包括：
根据所述视觉图像，提取所述视觉图像的视觉特征；
在提取所述视觉图像的所述视觉特征之后，进行相机初始化，并判断相机初始化是否成功；
响应于相机初始化成功，则进行视觉特征匹配与跟踪，以得到视觉位姿信息。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下空间定位及建图方法，其特征在于，所述根据所述视觉位姿信息和所述IMU位姿信息，获取目标融合位姿信息，包括：
进行IMU初始化，并判断IMU初始化是否成功；
响应于IMU初始化成功，则根据所述视觉位姿信息和所述IMU位姿信息，获取融合位姿信息；
基于滑动窗口的非线性优化算法对所述融合位姿信息进行优化，以得到所述目标融合位姿信息。
4.根据权利要求2所述的煤矿井下空间定位及建图方法，其特征在于，所述响应于相机初始化成功，则进行视觉特征匹配与跟踪，以得到视觉位姿信息，包括：
分别确定所述第1至第N帧视觉图像中的匹配特征点以及所述匹配特征点的数量，并判断视觉特征匹配与跟踪是否成功；
响应于所述匹配特征点的数量达到第一预设数量阈值，则确认视觉特征匹配与跟踪成功，以得到视觉特征匹配与跟踪信息；
根据所述视觉特征匹配与跟踪信息，获取所述视觉位姿信息。
5.根据权利要求4所述的煤矿井下空间定位及建图方法，其特征在于，所述响应于相机初始化成功，则进行视觉特征匹配与跟踪，以得到视觉位姿信息之后，还包括：
获取相邻帧所述视觉位姿信息；
根据所述相邻帧所述视觉位姿信息，选取视觉关键帧图像。
6.根据权利要求5所述的煤矿井下空间定位及建图方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：南柄飞，叶晨曦，郭志杰，王凯，荣耀，李森，李首滨，
申请(专利权)人：北京天地玛珂电液控制系统有限公司，北京煤科天玛自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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