[发明专利]一种无人平台的感知系统

摘要

本发明公开了一种无人平台的感知系统，包括：激光传感器，其获取激光数据并探测障碍物；激光算法模块，其包括第一前端位置估计模块和第一后端位置估计模块；视觉传感器，其获取图像数据；视觉算法模块，包括第二前端位置估计模块和第二后端位置估计模块；融合定位模块，其获取无人平台在室内环境中的位置和速度；卫星定位模块，其获取无人平台在室外环境中的位置和速度；室内外切换导航算法模块，其切换选择不同的定位方法，并将定位的无人平台的实时位置、速度发送给无人平台；环境地图构建算法模块，其建立地图，利用地图提取障碍物信息，并将障碍物信息发送给无人平台。本发明的有益效果：实现在室内外环境及室内外环境切换过程中的自主定位。

主权项

1.一种无人平台的感知系统，其特征在于，包括：激光传感器，其发射激光获取激光数据，并探测障碍物；激光算法模块，其包括第一前端位置估计模块和第一后端位置估计模块，所述第一前端位置估计模块获取所述激光传感器的扫描帧数据，并对各个激光扫描帧之间的关联性建立实时的子图，利用扫描匹配的最佳估计位置处插入到子图中，在生成一个子图后，进行一次局部的回环，利用分支定位和预先计算的网格，所有子图完成后，进行全局的回环，实现对激光传感器的实时位置估计，再利用所述激光传感器和无人平台之间的坐标变换关系，实现对无人平台在室内环境中位姿的实时估计；所述第一后端位置估计模块根据全局的位置约束关系，对所述第一前端位置估计模块的子图进行优化；视觉传感器，其拍摄连续图像获取图像数据，进行环境感知；视觉算法模块，其包括第二前端位置估计模块和第二后端位置估计模块，所述第二前端位置估计模块根据视觉传感器的图像数据获取图像序列，从图像序列中提取图像特征，利用相邻帧图像进行特征初始匹配后跟踪图像帧并剔除异常匹配点，得到位置和姿态也即位姿信息，实现无人平台在室内环境中的运动估计，并对运动估计信息进行滤波优化；所述第二后端位置估计模块筛选满足条件的关键图像帧进行三维重建恢复其特征点的深度信息，并将重建后的图像以及运动估计信息进行优化和建图，获取最终优化后的位姿；融合定位模块，其融合所述激光算法模块和所述视觉算法模块的定位数据，获取无人平台在室内环境中的位置和速度；卫星定位模块，其获取无人平台在室外环境中的位置和速度；室内外切换导航算法模块，其根据所述融合定位模块和卫星定位模块的状态，切换选择不同的定位方法，并将定位的无人平台的实时位置、速度发送给无人平台，当所述视觉算法模块定位检测到多次闭环时切换选择所述融合定位模块进行导航定位，当所述卫星定位模块有信号时进行切换选择所述卫星定位模块进行导航定位；环境地图构建算法模块，其通过所述激光传感器或所述视觉传感器建立稠密或者半稠密地图，利用地图提取出障碍物信息，并将障碍物信息发送给无人平台。