[发明专利]一种基于激光雷达的室内定位跟踪方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于激光雷达的室内定位跟踪方法，其特征在于，应用于室内定位跟踪系统的定位处理设备,所述室内定位跟踪系统还包括第一激光雷达、第二激光雷达和被定位设备，所述第一激光雷达和第二激光雷达同步且交错的向定位空间发送水平和垂直的红外激光扫描光束，所述被定位设备上设有惯性测量单元IMU和多个光传感器，所述光传感器用于接收所述红外激光扫描光束，所述室内定位跟踪方法包括：

获取时间戳同步的惯性测量单元IMU数据和多个光传感器数据；

对所述惯性测量单元IMU数据进行预处理；

根据预处理后的惯性测量单元IMU数据获取每个光传感器在设备坐标系中的3D位置；

对所述多个光传感器数据进行预处理，得到命中图HitMap，所述命中图HitMap包括多个2D命中点，所述2D命中点用于表示哪个光传感器被第一激光雷达或第二激光雷达中的哪个激光雷达击中；

根据所述3D位置和与所述3D位置相对应的2D命中点，利用透视n点算法得到被定位设备分别相对于第一激光雷达和第二激光雷达的平移和旋转数据；

对所述第一激光雷达和第二激光雷达的平移和旋转数据进行融合，从而确定所述被定位设备所在的位置。

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的室内定位跟踪方法，其特征在于，所述惯性测量单元IMU数据包括加速度计的数据、陀螺仪数据和磁强计的数据，对所述惯性测量单元IMU数据进行预处理的步骤包括：

将所述加速度计的数据转换为加速度；

将所述陀螺仪数据转换成角速度；

将所述磁强计的数据转换成磁场强度。

3.根据权利要求1所述的基于激光雷达的室内定位跟踪方法，其特征在于，所述光传感器数据包括时间刻度，对所述多个光传感器数据进行预处理，得到命中图HitMap的步骤包括：

根据每个光传感器的时间刻度获取每个光传感器相对于第一激光雷达和第二激光雷达的角度；

获取每个光传感器所对应的激光雷达信号，将所述激光雷达信号投影到投影平面，获得所述激光雷达信号在投影平面的2D命中点；

通过每个光传感器在投影平面上的2D命中点构成命中图HitMap。

4.根据权利要求1所述的基于激光雷达的室内定位跟踪方法，其特征在于，对所述第一激光雷达和第二激光雷达的平移和旋转数据进行融合的步骤包括：

根据所述第一激光雷达和第二激光雷达平移和旋转结果的可信度，对结果进行加权平均，其中，被击中的光传感器点数表示权重，平移T_out和旋转R_out的输出表达式分别为

T_out＝αT₀+(1-α)T₁

R_out＝Slerp(R₀,R₁,α)

式中，T₀,R₀表示第一激光雷达的平移和旋转数据，T₁,R₁表示第二激光雷达的平移和旋转数据，Slerp()是四元数的球面线性插值，n₀,n₁分别是被第一激光雷达和第二激光雷达击中的光传感器点数，以及

根据平移T_out和旋转R_out的输出结果，确定所述被定位设备所在的位置。