CN117554990B 基于激光雷達slam定位導航的方法及其無人機系統(tǒng) （北京氫源智能科技有限公司）

請求不公布姓名請求不公布姓名基于激光雷達SLAM定位導航的方法及其無本發(fā)明公開了一種基于激光雷達SLAM定位信息結合三維地圖模型信息融合生成當前的位和系統(tǒng)可在室內(nèi)或任何不具備衛(wèi)星GPS信號接收2(5)、結合上一幀的激光雷達位姿和運動信息與當前幀的激光雷達位姿和運動信息生(6)、結合上一幀的IMU位姿和運動信息與當前幀的IMU位姿和運動信息生成第二運動所述步驟(7)中的將比較誤差與激光SLAM標定誤差進行比較還包括步驟(2)中的對采集到的點云數(shù)據(jù)進行濾波和4.一種基于激光雷達SLAM定位導航的無人機系統(tǒng)，其特征在于，包括所述三維激光SLAM系統(tǒng)(100)還包括激光信息采集單元(110)和激光信息處理單元所述激光信息采集單元(110)用于為三維激光SLAM系統(tǒng)(100)采集信息，包括IMU單元所述IMU單元(111)用于為三維激光SLAM系統(tǒng)(100)提供預測位3所述激光雷達(112)用于采集周圍環(huán)境的點多傳感器融合模塊(180)，用于根據(jù)SLAM數(shù)據(jù)處理模塊獲得的運動位姿信息結合三維所述雷達解算模塊(141)用于對濾波之后的點云數(shù)據(jù)進行解算，得到對應的激光雷達所述軌跡生成模塊(142)用于結合連續(xù)兩幀的激光雷達位姿和運動信息生成無人機第所述激光雷達融合模塊(145)根據(jù)軌跡比較模塊的比較結果融合IMU單元(111)與激光所述地圖更新模塊(160)用于根據(jù)當前幀周圍環(huán)境的局部地圖信息實時更新三維激光所述全局地圖融合模塊(170)用于融合全部的局部地圖信息生成所述的全局三維地圖所述標定模塊(144)用于根據(jù)軌跡比較模塊的比較結果實時修正IMU單元(111)誤差；當比較誤差大于預設的激光SLAM標定誤差時，將當前幀的IMU位姿和運動信息修改為當前5.如權利要求4所述的基于激光雷達SLAM定位導航的無人機系統(tǒng)，其特征在于，當有三維激光SLAM系統(tǒng)(100)提供預測位姿和運動信息還包括IMU單元(111)先采集里程信息，45[0011](5)、結合上一幀的激光雷達位姿和運動信息與當前幀的激光雷達位姿和運動信[0012](6)、結合上一幀的IMU位姿和運動信息與當前幀的IMU位姿和運動信息生成第二[0020]優(yōu)選的，所述步驟7中的將比較誤差與激光SLAM標定誤差進行比較還包括以下步和運動信息結合GPS信號和/或RTK信號得到帶有地球坐標[0026]所述激光信息采集單元用于為三維激光SLAM系統(tǒng)采集信息，包括IMU單元和至少6[0035]所述軌跡生成模塊用于結合連續(xù)兩幀的激光雷達位姿和運動信息生成無人機第[0037]所述激光雷達融合模塊根據(jù)軌跡比較模塊的比較結果融合IMU單元與激光雷達輸[0043]優(yōu)選的，所述為三維激光SLAM系統(tǒng)提供預測位姿和運動信息還包括IMU單元先采為SLAM系統(tǒng)的輸入信息避免了無GPS信號時無法獲取當前運動方向的問題，提高系統(tǒng)自主7[0057](5)、結合上一幀的激光雷達位姿和運動信息與當前幀的激光雷達位姿和運動信[0058](6)、結合上一幀的IMU位姿和運動信息與當前幀的IMU位姿和運動信息生成第二[0062]在本發(fā)明實施例中，所述步驟2中的對采集到的點云數(shù)據(jù)進行濾波和預處理還包[0066]在本發(fā)明實施例中，所述步驟7中的將比較誤差與激光SLAM標定誤差進行比較還的融合位姿和運動信息結合GPS信號和/或RTK信號得到帶有地球坐標系的融合位姿和運動8為本發(fā)明實施例中的基于激光雷達SLAM定位導航的無人機系統(tǒng)模塊圖包括三維激光SLAM[0071]所述三維激光SLAM系統(tǒng)100還包括激光信息采集單元110和激光信息處理單元[0072]所述激光信息采集單元110用于為三維激光SLAM系統(tǒng)100采集信息，包括IMU單元[0078]和多傳感器融合模塊180，用于根據(jù)SLAM數(shù)據(jù)處理模塊獲得的運動位姿信息結合[0080]所述雷達解算模塊141用于對濾波之后的點云數(shù)據(jù)進行解算，得到對應的激光雷[0081]所述軌跡生成模塊142用于結合連續(xù)兩幀的激光雷達位姿和運動信息生成無人機對獲得的比較誤差與預設的激光SLAM標定誤[0083]所述激光雷達融合模塊145根據(jù)軌跡比較模塊的比較結果融合IMU單元111與激光[0085]地圖更新模塊160，用于根據(jù)當前幀周圍環(huán)境的局部地圖信息實時更新三維激光[0086]全局地圖融合模塊170，用于融合全部的局部地圖信息生成所述的全局三維地圖光雷達融合模塊輸出的位姿信息和運動信息、GPS和/或RTK位置信息以及當前更新地圖信[0089]優(yōu)選的，所述為三維激光SLAM系統(tǒng)100提供預測位姿和運動信息還包括IMU單元9[0092]所述預處理模塊132用于對濾波之后的點云數(shù)據(jù)進行初步處理，得到臨時局部地[0095]所述局部規(guī)劃模塊220用于對預處理后得到的實時的局部地圖信息規(guī)劃全局最佳[0097]在本發(fā)明實施例中的一種基于激光雷達SLAM定位導航的無人機系統(tǒng)總體運行情[0098]IMU單元111獲取三維激光SLAM系統(tǒng)100的里程信息，通過無人機慣性里程計運動[0099]濾波模塊131對采集到的點云數(shù)據(jù)進行降噪、去除異常點和減少多余的點云數(shù)據(jù)[0100]預處理模塊132對濾波后的點云數(shù)據(jù)進行初步處理得到臨時局部地圖信息并輸出[0101]雷達解算模塊141對濾波之后的點云數(shù)據(jù)解算，得到當前幀的激光雷達位姿和運運動信息輸出到軌跡生成模塊142，將當前幀在激光系統(tǒng)中的周圍環(huán)境的局部地圖信息輸[0102]地圖更新模塊160實時更新連續(xù)兩幀的局部地圖信息并輸出給全局地圖融合模塊[0104]軌跡生成模塊142結合上一幀的激光雷達位姿和運動信息與當前幀的激光雷達位動信息替換為當前幀的激光雷達位姿和運動信息，若第一比較誤差小于激光SLAM標定誤[0108]全局規(guī)劃模塊210根據(jù)用戶指定的位置、地圖更新信息和融合位姿和運動信息規(guī)[0109]局部規(guī)劃模塊220根據(jù)激光信息處理單元中的預處理模塊發(fā)送的實時的局部地圖信息與全局規(guī)劃模塊210輸出的數(shù)據(jù)規(guī)劃出局部最佳航行路徑，并與最佳航行路徑比較取為SLAM系統(tǒng)的輸入信息避免了無GPS信號時無法獲取當前運動方向的問題，提高系統(tǒng)自主[0113]同時本發(fā)明可基于三維激光雷達掃描出的地