[发明专利]激光雷达的导航定位方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种激光雷达的导航定位方法、装置及系统，该方法包括：获取各第一反射靶的相对坐标；按照激光雷达识别到的顺序依次连接各第一反射靶，形成封闭多边形；将封闭多边形与预设封闭图形按照预设元素进行匹配，以进行各第一反射靶与预设封闭图形中的各第二反射靶的匹配，预设封闭图形通过各第二反射靶两两连接而成；若封闭多边形与预设封闭图形匹配，则确定匹配的各第一反射靶的绝对坐标；根据匹配的各第一反射靶的绝对坐标计算激光雷达的初始位姿。能够在激光雷达第一次上电情况下，通过反射靶匹配准确获知初始姿态。有效减小反射靶匹配时的运算量，提高反射靶匹配的效率。

技术领域

本发明实施例涉及技术智能定位技术领域，尤其涉及一种激光雷达的导航定位方法、装置及系统。

背景技术

目前移动机器人的主要导航定位方法有：磁导航定位、图像识别导航定位、惯性导航定位、激光雷达导航定位等。磁导航定位的主要实现方式为在移动机器人行走路线的两侧埋入导线，通过磁传感器检测磁场强度以确保机器人沿所埋设的路线行进。图像识别导航定位主要实现方式是通过对行驶区域环境中的图像进行识别，完成导航定位，其中目前应用较多的是扫描二维码导航定位。惯性导航定位主要实现方式是利用陀螺仪检测移动机器人的方位角，并根据行进的距离确定当前的位置。激光雷达的导航定位的主要实现方式则是利用扫描式激光雷达对环境中的路标进行测距及测角以进行定位。

近年来，扫描激光雷达在移动机器人导航定位中的应用日益增多，这主要是由于其独特的优点：扫描激光雷达能以较高频率提供大量准确的距离信息，相比于其他测距传感器，能同时满足精度和速度的要求。此外可适应黑暗环境，特别适用于移动机器人领域。

现有技术中激光雷达进行导航定位时，识别到环境中一些特定的路标，将这些识别到的路标与预存的所有路标的绝对坐标值进行匹配，得到识别到的特定路标对应的绝对坐标值，选取其中不少于3个特定路标的绝对坐标计算激光雷达的位姿。在将识别到的路标与预存的所有路标的绝对坐标值进行匹配时，首先分别计算任意两个识别到的路标形成的识别线段及预存的所有路标中的任意两个路标的设定线段，然后将每个识别线段分别与每个设定线段进行匹配的方式确定识别到的路标对应的绝对坐标值，导致在进行路标匹配时的运算量较大，匹配速度较慢，进而导致激光雷达导航定位的速度较慢。

发明内容

本发明实施例提供一种激光雷达的导航定位方法、装置及系统，解决了现有技术中的激光雷达的导航定位方法在进行路标匹配时的运算量较大，匹配速度较慢，进而导致激光雷达导航定位的速度较慢的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种激光雷达的导航定位方法，包括：

获取各第一反射靶的相对坐标；所述第一反射靶为激光雷达扫描一次后识别到的反射靶；

按照所述激光雷达识别到的顺序依次连接所述各第一反射靶，形成封闭多边形；

将所述封闭多边形与预设封闭图形按照预设元素进行匹配，以进行所述各第一反射靶与所述预设封闭图形中的各第二反射靶的匹配，所述预设封闭图形通过各第二反射靶两两连接而成，所述第二反射靶设有绝对坐标；所述第二反射靶为预先布置在行驶场地中的反射靶；

若所述封闭多边形与预设封闭图形匹配，则确定匹配的各第一反射靶的绝对坐标；

根据所述匹配的各第一反射靶的绝对坐标计算所述激光雷达的初始位姿。

进一步地，如上所述的方法，所述获取各第一反射靶的相对坐标，具体为：

根据各第一反射靶与所述激光雷达的相对距离和相对方向角计算以所述激光雷达为原心的各第一反射靶的相对坐标。

进一步地，如上所述的方法，若所述预设元素为封闭多边形的边长，则将所述封闭多边形与预设封闭图形按照预设元素进行匹配，以进行所述各第一反射靶与所述预设封闭图形中的各第二反射靶的匹配，具体包括：