一种可移动设备的定位方法、装置及可移动设备制造方法及图纸

本申请提供了一种可移动设备的定位方法、装置及可移动设备，涉及自动驾驶技术领域。方法包括：获取可移动设备上方预设区域的激光点云数据；将所述激光点云数据按照预设规则提取为分别位于可移动设备左右两侧的第一类点云和第二类点云；对所述第一类点云和所述第二类点云进行匹配，得到变换矩阵，并根据所述变换矩阵确定可移动设备的位姿信息。通过进行上述处理，本发明专利技术能够解决相关技术中GNSS信号受到影响且无法准确获取前方激光点云数据的情况下，无法对可移动设备进行准确定位的问题；同时，由于采集的是可移动设备上方点云数据，在使用时不会受到临时障碍物的影响。使用时不会受到临时障碍物的影响。使用时不会受到临时障碍物的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种可移动设备的定位方法、装置及可移动设备


[0001]本申请涉及自动驾驶
，尤其涉及一种可移动设备的定位方法、装置及可移动设备。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]可移动设备是指车辆、无人机、智能机器人等可在预设路径上行驶的设备。在自动驾驶
中，为了保证自动驾驶车辆、无人机、智能机器人等的精确运行，一般需要对这些可移动设备进行精确定位。目前定位的方式多种多样，如可采用可移动设备上搭载的GNSS传感器(全球导航卫星系统，Global Navigation Satellite System)、机器视觉传感器(摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达)来进行定位，或者通过与外部基站通信来进行定位。
[0004]一般情况下，在卫星信号较好的地区，通常采用GNSS传感器来进行定位。然而如果在自动驾驶过程中，可移动设备从卫星信号质量较优的区域进入卫星信号质量较差的区域，由于GNSS定位的准确性大大下降，对可移动设备定位的精度大大降低，无法保证可移动设备定位的准确性。

技术实现思路

[0005]本申请的实施例提供一种可移动设备的定位方法、装置及可移动设备，以解决在卫星信号质量较差的区域对可移动设备实现准确定位的问题。
[0006]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0007]一方面，本申请实施例提供一种可移动设备的定位方法，所述可移动设备在横截面左右对称的隧道内行驶，包括：
[0008]获取可移动设备上方预设区域的激光点云数据；
[0009]将所述激光点云数据按照预设规则提取为分别位于可移动设备左右两侧的第一类点云和第二类点云；
[0010]对所述第一类点云和所述第二类点云进行匹配，得到变换矩阵，并根据所述变换矩阵确定可移动设备的位姿信息。
[0011]另一方面，本专利技术实施例提供了一种可移动设备的定位装置，所述可移动设备在横截面左右对称的隧道内行驶，包括：
[0012]激光点云获取模块，用于获取可移动设备上方预设区域的激光点云数据；
[0013]点云提取模块，用于将所述激光点云数据按照预设规则提取为分别位于可移动设备左右两侧的第一类点云和第二类点云；
[0014]点云匹配模块，用于对所述第一类点云和所述第二类点云进行匹配，得到变换矩阵，并根据所述变换矩阵确定可移动设备的位姿信息。
[0015]另一方面，本专利技术实施例提供了一种可移动设备，所述可移动设备包括如前所述可移动设备的定位装置，该可移动设备的定位装置用于实现如前所述的可移动设备的定位方法。
[0016]另一方面，本专利技术实施例提供一种服务器，该服务器包括上述可移动设备的定位装置，该可移动设备的定位装置用于实现如前所述的可移动设备的定位方法。
[0017]另一方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前所述的可移动设备的定位方法。
[0018]另一方面，本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如前所述的可移动设备的定位方法。
[0019]根据本专利技术实施例所提供的技术方案，通过获取可移动设备上方预设区域的激光点云数据，将该激光点云数据按照预设规则提取为分别位于可移动设备左右两侧的第一类点云和第二类点云，并对所述第一类点云和所述第二类点云进行匹配，得到变换矩阵，再根据该变换矩阵确定可移动设备的位姿信息。通过进行上述处理，本专利技术方案能够解决相关技术中GNSS信号受到影响且无法准确获取前方激光点云数据的情况下，无法对可移动设备进行准确定位的问题；同时，由于采集的是可移动设备上方点云数据，在使用时不会受到临时障碍物的影响。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中8的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本申请实施例提供的一种可移动设备的定位装置的结构示意图；
[0022]图2a～2c分别为本申请实施例中所提供的隧道横截面示意图；
[0023]图3为本申请实施例提供的一种可移动设备的结构示意图；
[0024]图4为本申请实施例提供的一种可移动设备的定位方法的流程示意图；
[0025]图5为本申请实施例提供的激光雷达扫描面与可移动设备的示意图；
[0026]图6a～6c为本申请实施例中所提供的可移动设备上方点云采样示意图；
[0027]图7为本申请实施例提供的一种划分可移动设备上方点云的方法流程示意图；
[0028]图8为本申请实施例提供的一种点云匹配方法的流程示意图；
[0029]图9为本申请实施例提供的一种偏航角计算方法的流程示意图；
[0030]图10a为本申请实施例提供的一种对点云进行预处理的平面投影示意图；
[0031]图10b为本申请实施例提供的一种对点云进行匹配的平面投影示意图；
[0032]图11为本申请实施例提供的一种提取点云进行直线拟合的示意图；
[0033]图12为本申请实施例提供的一种偏航角计算时的几何关系示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]值得说明的是，术语“可移动设备”在本申请中广泛地解释为包括任何移动物体，包括例如飞行器、船只、航天器、汽车、卡车、厢式货车、半挂车、摩托车、高尔夫球车、越野车辆、仓库运输车辆或农用车以及行驶在轨道上的可移动设备，例如电车或火车以及其它有轨车辆。本申请中的“可移动设备”通常可以包括：动力系统、传感器系统、控制系统、外围设备和计算机系统。在其它实施例中，可移动设备可以包括更多、更少或者不同的系统。
[0036]基于上述描述的可移动设备，例如无人驾驶车辆中还配置有传感器系统和无人驾驶控制装置。
[0037]传感器系统可以包括用于感测可移动设备所处环境的信息的多个传感器，以及改变传感器的位置和/或方向的一个或多个致动器。传感器系统可以包括全球定位系统传感器、惯性测量单元、无线电检测和测距(RADAR)单元、相机、激光测距仪、光检测和测距(LIDAR)单元和/或声学传感器等传感器的任何组合；传感器系统还可以包括监视可移动设备内部系统的传感器(例如O2监视器、燃油表、引擎温度计等)。
[0038]无人驾驶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可移动设备的定位方法，所述可移动设备在横截面左右对称的隧道内行驶，其特征在于，包括获取可移动设备上方预设区域的激光点云数据；将所述激光点云数据按照预设规则提取为分别位于可移动设备左右两侧的第一类点云和第二类点云；对所述第一类点云和所述第二类点云进行匹配，得到变换矩阵，并根据所述变换矩阵确定可移动设备的位姿信息。2.根据权利要求1所述的可移动设备的定位方法，其特征在于，所述可移动设备上设置有激光雷达，所述激光雷达的扫描平面与可移动设备的行驶平面垂直，或者所述激光雷达的扫描平面与可移动设备的行驶平面存在夹角；所述获取可移动设备上方预设区域的激光点云数据，包括：通过所述激光雷达获取可移动设备上方的隧道顶部预设区域的激光点云数据。3.根据权利要求1所述的可移动设备的定位方法，其特征在于，所述预设区域为可移动设备参考点前方预设距离区域、可移动设备参考点后方预设距离区域或者可移动设备参考点前后预设距离区域。4.根据权利要求1所述的可移动设备的定位方法，其特征在于，将所述激光点云数据按照预设规则提取为分别位于可移动设备左右两侧的第一类点云和第二类点云，包括：获得在预设坐标系下的可移动设备参考点的参考点坐标和激光点云数据中各点云坐标；根据所述参考点坐标和各点云坐标，将各点云坐标对应的点云划分为第一类点云或第二类点云。5.根据权利要求4所述的可移动设备的定位方法，其特征在于，对所述第一类点云和所述第二类点云进行匹配，得到变换矩阵，并根据所述变换矩阵确定可移动设备的位姿信息，包括：对所述第一类点云和所述第二类点云进行匹配，得到变换矩阵，并根据所述变换矩阵确定可移动设备的横向位置和偏航角。6.根据权利要求5所述的可移动设备的定位方法，其特征在于，对所述第一类点云和所述第二类点云进行匹配，得到变换矩阵，包括：获得所述第一类点云和所述第二类点云各自的点云数，确定点云数大的一类点云和点云数小的另一类点云；对所述点云数小的另一类点云进行预处理形成待匹配点云；通过预先设置的配准算法，将所述待匹配点云与点云数大的一类点云进行匹配，得到变换矩阵；所述变换矩阵包括平移向量；所述根据所述变换矩阵确定可移动设备的横向位置，包括：根据所述平移向量确定可移动设备的横向位置。7.根据权利要求6所述的可移动设备的定位方法，其特征在于，对所述点云数小的另一类点云进行预处理形成待匹配点云，包括：将所述点云数小的另一类点云围绕预设坐标系的Z轴旋转180度后形成待匹配点云；其中，预设坐标系包含X轴、Y轴和Z轴，X轴为可移动设备的横向方向，Y轴为可移动设备的纵向
方向，Z轴垂直于X轴和Y轴所在的平面；通过预先设置的配准算法，将所述待匹配点云与点云数大的一类点云进行匹配，得到变换矩阵，包括：通过迭代最近点ICP算法或正态分布变换NDT算法，将所述待匹配点云与点云数大的一类点云进行匹配，得到变换矩阵；所述变换矩阵包括平移向量t(C，m，n)；其中，C为点云匹配时在预设坐标系下X轴方向上的位移，m为点云匹配时预设坐标系下Y轴方向上的位移，n为点云匹配时预设坐标系下Z轴方向上的位移；根据所述平移向量确定可移动设备的横向位置，包括：根据点云匹配时在预设坐标系下X轴的平移距离|C|，确定可移动设备距离隧道中心线的横向距离为8.根据权利要求7中所述的可移动设备的定位方法，其特征在于，根据所述变换矩阵确定可移动设备的偏航角包括：根据所述变换矩阵中的平移向量，在可移动设备上...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，吴楠，
申请(专利权)人：北京图森未来科技有限公司，
类型：发明
国别省市：