一种组合自主导航方法、系统、电子设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开一种组合自主导航方法、系统、电子设备及存储介质，涉及自主组合导航领域，包括获取视觉图像信息和激光点云；对所述视觉图像信息和所述激光点云进行特征提取和有效性判定，确定有效特征；所述有效特征包括有效图像特征和有效激光特征；将所述有效特征与历史地图进行特征匹配，得到匹配结果集合；根据所述匹配结果集合进行失效检测，得到子系统失效情况；根据所述子系统失效情况进行组合导航，得到最终导航结果。本发明专利技术可提高组合导航的准确性和鲁棒性。的准确性和鲁棒性。的准确性和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种组合自主导航方法、系统、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及自主组合导航领域，特别是涉及一种组合自主导航方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]完备的导航信息是执行各项任务的先决条件。目前长时间的导航方法主要采用基于卫星定位的卫星/惯性/地磁、卫星/惯性等导航手段。然而，北斗、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)等卫星定位系统存在信号强度弱、容易被针对性干扰、可靠性低、导航信息输出率低等缺陷。并且卫星定位方法在室内、隧道、山洞等环境下难以使用，也无法依靠惯性和地磁设备实现连续的、长时的可靠导航，从而制约了执行任务的区域和类型。
[0003]因此，从摆脱对外界定位设备依赖性角度出发，只采用自身携带的传感器进行全自主的可靠导航，具有重要的理论研究意义和工程应用价值。视觉信息能够提供丰富的环境态势信息，激光信息能够提供可靠的环境深度信息。此外，惯性器件可以为运动载体提供短时高精度的运动信息，有利于高动态下的运动姿态估计。综上，视觉
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激光
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惯性组合能够兼顾环境信息的可鉴别性和感知范围，可以为高精度、高动态、连续的自主定位提供信息来源，在运动平台的自主导航领域具有广阔的空间。
[0004]目前基于多传感器融合组合导航领域主要采用被动式环境信息获取，来完成导航计算。但是单个传感器使用的环境、条件有限，容易产生导航失效的问题。即使采用多传感器组合导航的方式也无法覆盖所有的使用场景。因此，如果能够根据组合导航的计算需求，主动地选择环境场景特征进行导航计算，可以显著提升组合导航在不同环境下的鲁棒性，并提升导航的精准性。此外，设计确保算法运行实时性、准确性，能够应对单个传感器失效或者单个组合导航子系统失效情况的组合导航框架也是提升自主导航可用性的关键。最后，在大范围场景下的长时间三维地图构建也给导航计算平台的内存提出了挑战。若三维地图持续增长，会导致内存耗尽，导航无法正常导航。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种组合自主导航方法、系统、电子设备及存储介质，可提高组合导航的准确性和鲁棒性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种组合自主导航方法，包括：
[0008]获取视觉图像信息和激光点云；
[0009]对所述视觉图像信息和所述激光点云进行特征提取和有效性判定，确定有效特征；所述有效特征包括有效图像特征和有效激光特征；
[0010]将所述有效特征与历史地图进行特征匹配，得到匹配结果集合；
[0011]根据所述匹配结果集合进行失效检测，得到子系统失效情况；
[0012]根据所述子系统失效情况进行组合导航，得到最终导航结果。
[0013]可选地，对所述视觉图像信息和所述激光点云进行特征提取和有效性判定，确定有效特征，具体包括：
[0014]对所述视觉图像信息进行特征提取，得到视觉特征；
[0015]对所述激光点云进行特征提取，得到激光特征；
[0016]判断所述视觉特征和所述激光特征是否均满足设定阈值，得到第一判断结果；
[0017]若所述第一判断结果为是，则确定当前视角下的所述视觉特征和所述激光特征为有效特征；
[0018]若所述第一判断结果为否，则调整当前视角并返回步骤“获取视觉图像信息和激光点云”。
[0019]可选地，根据所述匹配结果集合进行失效检测，得到子系统失效情况，具体包括：
[0020]根据所述匹配结果集合中的视觉特征进行卡方检验，确定所述子系统失效情况中视觉
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惯性子系统失效情况；
[0021]根据所述匹配结果集合中的激光特征进行卡方检验，确定所述子系统失效情况中激光
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惯性子系统失效情况。
[0022]可选地，在根据所述子系统失效情况进行组合导航，得到最终导航结果之后，还包括：
[0023]利用特征词袋计算根据所述匹配结果集合进行地图自适应存储和自适应获取。
[0024]本专利技术还提供一种组合自主导航系统，包括：
[0025]获取模块，用于获取视觉图像信息和激光点云；
[0026]特征提取和有效性判定模块，用于对所述视觉图像信息和所述激光点云进行特征提取和有效性判定，确定有效特征；所述有效特征包括有效图像特征和有效激光特征；
[0027]特征匹配模块，用于将所述有效特征与历史地图进行特征匹配，得到匹配结果集合；
[0028]失效检测模块，用于根据所述匹配结果集合进行失效检测，得到子系统失效情况；
[0029]组合导航模块，用于根据所述子系统失效情况进行组合导航，得到最终导航结果。
[0030]可选地，所述特征提取和有效性判定模块，具体包括：
[0031]视觉特征确定单元，用于对所述视觉图像信息进行特征提取，得到视觉特征；
[0032]激光特征确定单元，用于对所述激光点云进行特征提取，得到激光特征；
[0033]判断单元，用于判断所述视觉特征和所述激光特征是否均满足设定阈值，得到第一判断结果；
[0034]有效特征确定单元，用于若所述第一判断结果为是，则确定当前视角下的所述视觉特征和所述激光特征为有效特征；
[0035]调整单元，用于若所述第一判断结果为否，则调整当前视角并返回获取模块。
[0036]可选地，所述失效检测模块，具体包括：
[0037]视觉
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惯性子系统失效情况确定单元，用于根据所述匹配结果集合中的视觉特征进行卡方检验，确定所述子系统失效情况中视觉
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惯性子系统失效情况；
[0038]激光
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惯性子系统失效情况确定单元，用于根据所述匹配结果集合中的激光特征进行卡方检验，确定所述子系统失效情况中激光
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惯性子系统失效情况。
[0039]可选地，还包括：
[0040]地图自适应存储和自适应获取模块，用于利用特征词袋计算根据所述匹配结果集合进行地图自适应存储和自适应获取。
[0041]本专利技术还提供一种电子设备，包括：
[0042]一个或多个处理器；
[0043]存储装置，其上存储有一个或多个程序；
[0044]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述所述的方法。
[0045]本专利技术还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的方法。
[0046]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0047]本专利技术获取视觉图像信息和激光点云；对所述视觉图像信息和所述激光点云进行特征提取和有效性判定，确定有效特征；所述有效特征包括有效图像特征和有效激光特征；将所述有效特征与历史地图进行特征匹配，得到匹配结果集合；根据所述匹配结果集合进行失效检测，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合自主导航方法，其特征在于，包括：获取视觉图像信息和激光点云；对所述视觉图像信息和所述激光点云进行特征提取和有效性判定，确定有效特征；所述有效特征包括有效图像特征和有效激光特征；将所述有效特征与历史地图进行特征匹配，得到匹配结果集合；根据所述匹配结果集合进行失效检测，得到子系统失效情况；根据所述子系统失效情况进行组合导航，得到最终导航结果。2.根据权利要求1所述的组合自主导航方法，其特征在于，对所述视觉图像信息和所述激光点云进行特征提取和有效性判定，确定有效特征，具体包括：对所述视觉图像信息进行特征提取，得到视觉特征；对所述激光点云进行特征提取，得到激光特征；判断所述视觉特征和所述激光特征是否均满足设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定当前视角下的所述视觉特征和所述激光特征为有效特征；若所述第一判断结果为否，则调整当前视角并返回步骤“获取视觉图像信息和激光点云”。3.根据权利要求1所述的组合自主导航方法，其特征在于，根据所述匹配结果集合进行失效检测，得到子系统失效情况，具体包括：根据所述匹配结果集合中的视觉特征进行卡方检验，确定所述子系统失效情况中视觉
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惯性子系统失效情况；根据所述匹配结果集合中的激光特征进行卡方检验，确定所述子系统失效情况中激光
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惯性子系统失效情况。4.根据权利要求1所述的组合自主导航方法，其特征在于，在根据所述子系统失效情况进行组合导航，得到最终导航结果之后，还包括：利用特征词袋计算根据所述匹配结果集合进行地图自适应存储和自适应获取。5.一种组合自主导航系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取视觉图像信息和激光点云；特征提取和有效性判定模块，用于对所述视觉图像信息和所述激光点云进行特征提取和有效性判定，确定有效特征；所述有效特征包括有效图像特征和有效激光特征；特征匹配模块，用于将所述有效特征与历史地图进行特...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚二亮，宋海涛，王夏复，夏朝辉，张合新，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：