[发明专利]仿生声纳二维经历图绘制方法、存储介质及设备

说明书

本发明公开了一种仿生声纳二维经历图绘制方法、存储介质及设备，所述方法包括：根据仿生声纳系统采集的回波信号，构建仿生声纳模板，并生成对应的局部场景细胞；根据陀螺仪和加速度计采集的信息，更新位姿感知细胞；根据仿生声纳系统收集到的回波信号，构建音频感知哈希模板；采用仿生声纳模板和音频感知哈希模板对位姿感知细胞进行修正；根据音频感知哈希模板、局部场景细胞、位姿感知细胞的相互联系，对仿生声纳二维经历图进行绘制和校正。本发明通过能够提高闭环检测的准确率，改善二维经历图的失真问题。

技术领域

本发明涉及仿生声纳技术领域，尤其涉及一种仿生声纳二维经历图绘制方法、存储介质及设备。

背景技术

SLAM技术中应用最成功的是概率的方法，如卡尔曼滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法等。虽然有些传统的SLAM算法中仍使用声纳传感器采集信息，但是因使用声纳传感器采集信息，常常得到的是周围环境的粗略信息，更多情况下声纳传感器已被视觉传感器和激光测距传感器所替代。

生物声纳，能够实现在复杂的环境下进行导航，它可以从回声中提取很多信息，可以模仿蝙蝠声纳的发射与接收过程，利用仿生声纳系统实现复杂环境下的定位与导航，仿生声纳二维经历图，能够直观地反映定位和导航的情况。

现有技术中，通常采用仿生声纳SLAM算法来构建上述二维经历图，在构建二维经历图的过程中，通过普通图像处理方法来进行仿生声纳模板的更新，该方法仅能判断两幅耳蜗图外观是否一致，不存在几何处理和特征提取，由于耳蜗图在获取和传输过程中会产生各类噪音，相同位置获得的耳蜗图具有一定的差异，导致闭环检测准确率低，进而导致所构建的二维经历图失真。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种仿生声纳二维经历图绘制方法、存储介质及设备，能够提高闭环检测的准确率，改善二维经历图的失真问题。

第一方面，本发明提供了一种仿生声纳二维经历图绘制方法，所述方法包括：

根据仿生声纳系统采集的回波信号，构建仿生声纳模板，并生成对应的局部场景细胞；

根据陀螺仪和加速度计采集的信息，更新位姿感知细胞；

根据仿生声纳系统收集到的回波信号，构建音频感知哈希模板；

采用仿生声纳模板和音频感知哈希模板对位姿感知细胞进行修正；

根据音频感知哈希模板、局部场景细胞、位姿感知细胞的相互联系，对仿生声纳二维经历图进行绘制和校正。

进一步地，在所述构建仿生声纳模板的过程中，采用Gammachirp听觉滤波器组来模拟人耳听觉，Gammachirp滤波器的单位冲激响应表示为：

其中，a为幅值，n是滤波器阶数，b是为了让函数更好地与生理数据相符而引入的参数，c是一个频率调制参数，具体为啁啾因子(chirp factor)，与声音强度P(单位为db)成线性关系；设定n＝4，b＝1.109；f_r为Gammachirp滤波器的中心频率，为相位参数，因为相位参数对耳蜗能量谱的影响很小，取为0，ERB(f_r)是滤波器在中心频率为f_r的等效矩形带宽，t表示时间。

进一步地，在所述构建音频感知哈希模板的过程中，对于每个新的场景，均建立新的音频感知哈希模板，同时建立音频感知哈希模板与位姿感知细胞的联系，在t+1时刻更新的音频感知哈希模板与位姿感知细胞的连接强度表示为：