一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法技术

本公开是关于一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法、装置、电子设备以及存储介质。其中，该方法包括：基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，分别对所述点云数据进行畸变去除、激光点云特征提取及激光里程计计算；基于IMU采集所述车辆的6自由度姿态及加速度信息，分别对所述6自由度姿态及加速度信息进行初始化及IMU里程计计算；基于激光点云特征提取及激光里程计计算实现点云数据关键帧检测及拼接，生成全局地图，并基于激光里程计计算、IMU里程计计算实现车辆在所述全局地图中的导航定位。本公开通过IMU里程计去初始化雷达里程计，同时通过雷达里程计来减小IMU的累计误差，实现复杂场景下的车辆定位。实现复杂场景下的车辆定位。实现复杂场景下的车辆定位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法


[0001]本公开涉及自动驾驶领域，具体而言，涉及一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]当前，自动驾驶技术对我们的出行产生越来越深远的影响，定位技术作为自动驾驶领域的关键技术，目的在于明确车辆相对于全局的绝对位置或相对于交通参与者的相对位置，其准确性直接影响了自动驾驶系统的安全性。现阶段，自动驾驶常用的定位方式为GNSS差分定位，然而，在复杂的真实道路环境中，如高楼、树木遮挡、隧道等，其并不能满足自动驾驶的定位需求。
[0003]现有技术中，一种适用于复杂三维环境的定位导航方法利用相机和激光雷达里程计的融合，获取定位信息和稠密地图，用于移动机器人平台的定位导航，该专利技术专利仅仅采用了激光雷达和相机，输出频率较低，没有考虑在建图过程中平台装置急转弯和强震动的跳下系统的稳定性。一种室内定位系统专利设计了一种包含全向天线模块、主控模块和终端模块的定位系统通过在室内布置多个全向天线模块，根据测算相对于各天线模块的距离确定位置信息。该专利技术专利成本较高，需要在室内提前布置和标定天线模块，且没有考虑在范围较大、遮挡较为严重的复杂情况。
[0004]因此，需要一种或多种方法解决上述问题。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本公开的目的在于提供一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0007]根据本公开的一个方面，提供一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法，包括：
[0008]基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，分别对所述点云数据进行畸变去除、激光点云特征提取及激光里程计计算；
[0009]基于IMU采集所述车辆的6自由度姿态及加速度信息，分别对所述6自由度姿态及加速度信息进行初始化及IMU里程计计算；
[0010]基于激光点云特征提取及激光里程计计算实现点云数据关键帧检测及拼接，生成全局地图，并基于激光里程计计算、IMU里程计计算实现车辆在所述全局地图中的导航定位。
[0011]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0012]基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，并基于IMU采集的所述车辆的6自由度姿
态及加速度信息对所述点云数据进行畸变去除处理。
[0013]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0014]基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，分别对所述点云数据进行畸变去除、激光点云特征点分别进行角点、缅甸的特征提取处理，进而实现点云数据关键帧检测。
[0015]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0016]基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，分别对所述点云数据进行畸变去除、激光点云特征提取及激光里程计计算，进行关键帧间位置移动解算，求解特征点重合，进而实现点云数据关键帧拼接。
[0017]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0018]基于IMU采集所述车辆的6自由度姿态及加速度信息及激光里程计计算实现对所述6自由度姿态及加速度信息的初始化处理。
[0019]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0020]基于IMU采集所述车辆的6自由度姿态及加速度信息，分别对所述6自由度姿态及加速度信息进行初始化及IMU里程计计算，所述IMU里程计计算包括姿态解算、速度解算及位置解算。
[0021]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0022]基于激光点云特征提取及激光里程计计算实现点云数据关键帧检测及拼接，生成全局地图；
[0023]基于所述全局地图输出点云格式地图，并基于三维投影生成二维栅格地图；
[0024]基于激光里程计计算、IMU里程计计算实现车辆在所述二维栅格地图中的导航定位。
[0025]在本公开的一个方面，提供一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位装置，包括：
[0026]激光里程计计算模块，用于基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，分别对所述点云数据进行畸变去除、激光点云特征提取及激光里程计计算；
[0027]IMU里程计计算模块，用于基于IMU采集所述车辆的6自由度姿态及加速度信息，分别对所述6自由度姿态及加速度信息进行初始化及IMU里程计计算；
[0028]地图生成及导航模块，用于基于激光点云特征提取及激光里程计计算实现点云数据关键帧检测及拼接，生成全局地图，并基于激光里程计计算、IMU里程计计算实现车辆在所述全局地图中的导航定位。
[0029]在本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：
[0030]处理器；以及
[0031]存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。
[0032]在本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。
[0033]本公开的示例性实施例中的一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法，其中，该方法包括：基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，分别对所述点云数据进行畸变去除、激光点云特征提取及激光里程计计算；基于IMU采集所述车辆的6自由度姿
态及加速度信息，分别对所述6自由度姿态及加速度信息进行初始化及IMU里程计计算；基于激光点云特征提取及激光里程计计算实现点云数据关键帧检测及拼接，生成全局地图，并基于激光里程计计算、IMU里程计计算实现车辆在所述全局地图中的导航定位。本公开通过IMU里程计去初始化雷达里程计，同时通过雷达里程计来减小IMU的累计误差，实现复杂场景下的车辆定位。
[0034]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0035]通过参照附图来详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0036]图1示出了根据本公开一示例性实施例的一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法的流程图；
[0037]图2示出了根据本公开一示例性实施例的一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法的技术方案总体框图；
[0038]图3示出了根据本公开一示例性实施例的一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法的激光里程计流程图；
[0039]图4示出了根据本公开一示例性实施例的一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法的定位结果测试示意图；
[0040]图5示出了根据本公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达与惯性导航的高频室内外导航定位方法，其特征在于，所述方法包括：基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，分别对所述点云数据进行畸变去除、激光点云特征提取及激光里程计计算；基于IMU采集所述车辆的6自由度姿态及加速度信息，分别对所述6自由度姿态及加速度信息进行初始化及IMU里程计计算；基于激光点云特征提取及激光里程计计算实现点云数据关键帧检测及拼接，生成全局地图，并基于激光里程计计算、IMU里程计计算实现车辆在所述全局地图中的导航定位。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，并基于IMU采集的所述车辆的6自由度姿态及加速度信息对所述点云数据进行畸变去除处理。3.如权利要求2述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，分别对所述点云数据进行畸变去除、激光点云特征点分别进行角点、缅甸的特征提取处理，进而实现点云数据关键帧检测。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于激光雷达采集并生成车辆点云数据，分别对所述点云数据进行畸变去除、激光点云特征提取及激光里程计计算，进行关键帧间位置移动解算，求解特征点重合，进而实现点云数据关键帧拼接。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于IMU采集所述车辆的6自由度姿态及加速度信息及激光里程计计算实现对所述6自由度姿态及加速度信息的初始化处理。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于IMU...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬永超，张云翔，陈籽妍，赵梓良，周军，吴有彬，胡熙，李博伦，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：