[发明专利]地下作业设备定位方法、装置、系统及存储介质

权利要求书

1.一种地下作业设备定位方法，其特征在于，包括：

获取所述作业设备当前对应的巷道腰线点云、巷道顶底板点云，所述巷道腰线点云包括三维激光雷达扫描的巷道两帮对应的点云，所述巷道顶底板点云包括三维激光雷达扫描的巷道顶板、巷道底板对应的点云；

根据所述巷道腰线点云和地下二维概率定位地图进行第一点云匹配确定初始位姿及其概率，并基于所述初始位姿的概率确定用于第二点云匹配的位姿搜索范围；

根据所述巷道顶底板点云、所述地下二维概率定位地图及所述初始位姿，基于高斯混合模型在所述位姿搜索范围内进行所述第二点云匹配，根据符合设定条件的配准位姿确定所述作业设备的当前位姿；

所述根据所述巷道腰线点云和地下二维概率定位地图进行第一点云匹配确定初始位姿及其概率，并基于所述初始位姿的概率确定用于第二点云匹配的位姿搜索范围，包括：

基于正态分布变换的迭代算法对所述巷道腰线点云和所述地下二维概率定位地图进行第一点云匹配的匹配计算；

获取所述匹配计算符合预设终止条件的输出结果，基于所述输出结果确定所述初始位姿及所述初始位姿的概率；

基于所述初始位姿的概率选取置信区间符合设定阈值的位姿作为所述位姿搜索范围；

所述根据所述巷道顶底板点云、所述地下二维概率定位地图及所述初始位姿，基于高斯混合模型在所述位姿搜索范围内进行所述第二点云匹配，根据符合设定条件的配准位姿确定所述作业设备的当前位姿，包括：

根据所述巷道顶底板点云按照所述初始位姿及所述地下二维概率定位地图对应的高斯混合模型进行最大似然概率计算，确定当前的最大似然值；

对所述巷道顶底板点云遍历所述位姿搜索范围，计算所述位姿搜索范围内所述最大似然值的概率分布，选取概率最大对应的点作为所述配准位姿；

根据所述配准位姿确定所述作业设备的当前位姿。

2.如权利要求1所述的地下作业设备定位方法，其特征在于，所述获取所述作业设备当前对应的巷道腰线点云、巷道顶底板点云之前，还包括：

基于即时定位与地图构建SLAM方法构建地下二维概率定位地图。

3.如权利要求2所述的地下作业设备定位方法，其特征在于，所述基于SLAM方法构建地下二维概率定位地图，包括：

获取所述作业设备上基于传感器和SLAM方法生成的三维点云信息；

基于所述三维点云信息提取对应的巷道腰线点云和巷道顶底板点云；

基于所述三维点云信息确定二维栅格，并将所述巷道腰线点云、巷道顶底板点云分别投影到所述二维栅格生成地下二维概率定位地图；其中，所述地图的各所述二维栅格存储巷道腰线点云的位置参数、巷道顶底板点云的高斯混合模型，所述高斯混合模型基于点云的高度和反射强度确定。

4.如权利要求1所述的地下作业设备定位方法，其特征在于，所述获取所述作业设备当前对应的巷道腰线点云、巷道顶底板点云，包括：

获取所述作业设备上传感器采集的当前三维点云信息；

基于所述当前三维点云信息提取所述巷道腰线点云；

基于所述当前三维点云信息提取所述巷道顶底板点云。

5.如权利要求1所述的地下作业设备定位方法，其特征在于，还包括：

未获取到所述匹配计算的输出结果时，基于所述作业设备上的传感器对应的预测位姿确定位姿搜索范围。