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無人車、無人車定位方法、裝置和系統(tǒng)與流程

文檔序號:12910680閱讀:來源:國知局
無人車、無人車定位方法、裝置和系統(tǒng)與流程

技術特征:
1.一種基于激光點云高度值匹配的無人車定位方法,其特征在于,包括:獲取與無人車當前位置匹配的第一激光點云高度值數(shù)據(jù),其中,所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)包括各激光點的第一坐標以及與所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)中的各激光點對應的高度值;將所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)轉化為地平面內(nèi)的激光點云投影數(shù)據(jù);以預先確定的先驗定位位置在激光點云高度值地圖中的位置作為初始位置,確定所述激光點云投影數(shù)據(jù)在所述激光點云高度值地圖的預定范圍內(nèi)的第一匹配概率;以及基于所述第一匹配概率確定所述無人車在所述激光點云高度值地圖中的位置。2.根據(jù)權利要求1所述的方法,其特征在于,所述激光點云高度值地圖通過如下方式生成:將地球表面在世界坐標系的地平面內(nèi)劃分為M×N個地圖區(qū)域,其中,各所述地圖區(qū)域具有相同的大小和形狀;將各所述地圖區(qū)域進一步劃分成m×n個地圖網(wǎng)格,其中,各所述地圖網(wǎng)格具有相同的大小和形狀;采集與各所述地圖網(wǎng)格的定位位置對應的第二激光點云高度值數(shù)據(jù),其中,所述第二激光點云高度值數(shù)據(jù)包括各激光點在世界坐標系下的第二坐標以及與第二激光點云高度值數(shù)據(jù)中的各激光點對應的高度值;在各所述地圖網(wǎng)格中存儲與之對應的地圖數(shù)據(jù);其中,所述地圖數(shù)據(jù)包括與該地圖網(wǎng)格對應的定位位置內(nèi)的各激光點的高度值的均值以及與該地圖網(wǎng)格對應的定位位置內(nèi)的各激光點的數(shù)量。3.根據(jù)權利要求2所述的方法,其特征在于:各所述激光點的第一坐標為所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)中的各激光點在所述無人車的車輛坐標系下的坐標;所述將所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)轉化為地平面內(nèi)的激光點云投影數(shù)據(jù)包括:將所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)轉化為轉換為第三激光點云高度值數(shù)據(jù),其中,所述第三激光點云高度值數(shù)據(jù)包括各激光點的第三坐標以及與所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)中的各激光點對應的高度值,其中所述第三坐標為所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)中的各激光點在世界坐標系下的坐標;將所述第三激光點云高度值數(shù)據(jù)向地平面投影,生成所述激光點云投影數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權利要求3所述的方法,其特征在于,所述第三坐標X’為:X’=(x’,y’,z’)T=RX+T;其中,R為從所述無人車的車輛坐標系向所述世界坐標系轉換的旋轉矩陣,X=(x,y,z)T為所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)中的各激光點的所述第一坐標,T為從所述無人車的車輛坐標系向所述世界坐標系轉換的平移矩陣。5.根據(jù)權利要求4所述的方法,其特征在于:所述激光點云投影數(shù)據(jù)包括所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)中的各激光點的投影坐標、各投影網(wǎng)格內(nèi)的各激光點的高度值的均值以及各投影網(wǎng)格內(nèi)的各激光點的數(shù)量;其中,所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)中的各激光點的投影坐標X”滿足:X”=(x”,y”)T=SX’;S為投影矩陣,且滿足:各所述投影網(wǎng)格與所述地圖網(wǎng)格具有相同的大小和形狀。6.根據(jù)權利要求5所述的方法,其特征在于:所述以預先確定的先驗定位位置在激光點云高度值地圖中的位置作為初始位置,確定所述激光點云投影數(shù)據(jù)在所述激光點云高度值地圖的預定范圍內(nèi)的第一匹配概率包括:將所述激光點云投影數(shù)據(jù)的中心投影網(wǎng)格O(x,y)與所述激光點云高度值地圖中與所述先驗定位位置O’(xo,yo)對應的地圖網(wǎng)格重合,其中,所述中心投影網(wǎng)格O(x,y)為所述激光點云投影數(shù)據(jù)中代表所述無人車車身的投影網(wǎng)格;確定所述激光點云投影數(shù)據(jù)的投影范圍和與之對應的地圖范圍的第一匹配概率;以預定的偏移量k移動所述中心投影網(wǎng)格O(x,y),并分別確定與當前中心投影網(wǎng)格O(x,y)對應的所述激光點云投影數(shù)據(jù)的第一匹配概率;所述基于所述第一匹配概率確定所述無人車在所述激光點云高度值地圖中的位置包括:基于各所述第一匹配概率的加權平均,確定所述無人車在所述激光點云高度值地圖中的位置。7.根據(jù)權利要求6所述的方法,其特征在于:對應于任意中心投影網(wǎng)格O(x,y)的所述第一匹配概率P(x,y)為:其中,(x,y)為所述中心投影網(wǎng)格的世界坐標,(xi,yj)為所述激光點云投影數(shù)據(jù)的投影范圍內(nèi)各投影網(wǎng)格的世界坐標,α為一預設常數(shù)參數(shù),為世界坐標為(xi,yj)的地圖網(wǎng)格中的激光點的高度值的均值,為世界坐標為(xi,yj)的投影網(wǎng)格中的激光點的高度值的均值,為世界坐標為(xi,yj)的投影網(wǎng)格中的激光點的數(shù)量。8.根據(jù)權利要求7所述的方法,其特征在于,所述以預先確定的先驗定位位置在激光點云高度值地圖中的位置作為初始位置,確定所述激光點云投影數(shù)據(jù)在所述激光點云高度值地圖的預定范圍內(nèi)的第一匹配概率還包括:基于上一定位位置對所述第一匹配概率進行更新,更新后的第一匹配概率P’(x,y)為:其中,為基于上一定位位置對所述無人車當前出現(xiàn)在世界坐標(x,y)的位置的預測概率,η為預設的歸一化系數(shù)。9.根據(jù)權利要求8所述的方法,其特征在于,所述無人車在所述激光點云高度值地圖中的位置為:其中,(x0,y0)為所述先驗定位位置所在的地圖網(wǎng)格的世界坐標。10.根據(jù)權利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一匹配概率確定所述無人車在所述激光點云高度值地圖中的位置包括:對所述預定范圍內(nèi)的地圖網(wǎng)格進一步細分,以使各所述地圖網(wǎng)格形成p×q個子網(wǎng)格;無人車在所述激光點云高度值地圖中的位置為其中:(x0,y0)為所述先驗定位位置所在的地圖網(wǎng)格的世界坐標,x在[xo-k,xo+k]范圍內(nèi)變化的步長為y在[yo-k,yo+k]范圍內(nèi)變化的步長為β為一預設常數(shù)參數(shù),且P”(x,y)為通過對(x,y)所在地圖網(wǎng)格作為所述中心投影網(wǎng)格時的所述第一匹配概率進行雙線性插值得到的概率。11.一種基于激光點云高度值匹配的無人車定位裝置,其特征在于,包括:獲取模塊,配置用于獲取與無人車當前位置匹配的第一激光點云高度值數(shù)據(jù),其中,所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)包括各激光點的第一坐標以及與所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)中的各激光點對應的高度值;轉化模塊,配置用于將所述第一激光點云高度值數(shù)據(jù)轉化為地平面內(nèi)的激光點云投影數(shù)據(jù);匹配概率確定模塊,配置用于以預先確定的先驗定位位置在激光點云高度值地圖中的位置作為初始位置,確定所述激光點云投影數(shù)據(jù)在所述激光點云高度值地圖的預定范圍內(nèi)的第一匹配概率;以及位置確定模塊,配置用于基于所述第一匹配概率確定所述無人車在所述激光點云高度值地圖中的位置。12.根據(jù)權利要求11所述的裝置,其特征在于:所述激光點云高度值地圖包括將地球表面在世界坐標系的地平面內(nèi)劃分形成M×N個地圖區(qū)域,其中,各所述地圖區(qū)域具有相同的大小和形狀;各所述地圖區(qū)域進一步包括m×n個地圖網(wǎng)格,其中,各所述地圖網(wǎng)格具有相同的大小和形狀;所述激光點云高度值地圖還包括與各所述地圖網(wǎng)格對應的定位位置對應的各激光點的高度值的均值以及與該地圖網(wǎng)格對應的定位位置內(nèi)的各激光點的數(shù)量。13.一種無人車,其特征在于,包括:點云高度值數(shù)據(jù)采集裝置,用于采集所述無人車當前位置的激光點云高度值數(shù)據(jù),其中,所述激光點云高度值數(shù)據(jù)包括各激光點的坐標以及與各所述激光點對應的高度值;存儲裝置,用于存儲激光點云高度值地圖;處理器,用于將所述激光點云高度值數(shù)據(jù)向地平面投影,生成激光點云投影數(shù)據(jù);以預先確定的先驗定位位置在激光點云高度值地圖中的位置作為初始位置,確定所述激光點云投影數(shù)據(jù)在所述激光點云高度值地圖的預定范圍內(nèi)的第一匹配概率;以及基于所述第一匹配概率確定所述無人車在所述激光點云高度值地圖中的位置。14.根據(jù)權利要求13所述的無人車,其特征在于:所述激光點云高度值地圖包括將地球表面在世界坐標系的地平面內(nèi)劃分形成的M×N個地圖區(qū)域,其中,各所述地圖區(qū)域具有相同的大小和形狀;各所述地圖區(qū)域進一步包括m×n個地圖網(wǎng)格,其中,各所述地圖網(wǎng)格具有相同的大小和形狀;所述激光點云高度值地圖還包括與各所述地圖網(wǎng)格的定位位置對應的各激光點的高度值的均值以及與該地圖網(wǎng)格的定位位置對應的各激光點的數(shù)量。15.一種無人車定位系統(tǒng),其特征在于,包括無人車和定位服務器;所述無人車包括點云高度值數(shù)據(jù)采集裝置和第一通信裝置;所述點云高度值數(shù)據(jù)采集裝置用于采集所述無人車當前位置的激光點云高度值數(shù)據(jù),其中,所述激光點云高度值數(shù)據(jù)包括各激光點的第一坐標以及與各所述激光點對應的高度值;所述第一通信裝置用于向所述定位服務器發(fā)送所述激光點云高度值數(shù)據(jù);所述定位服務器包括第二通信裝置、存儲器和處理器;所述第二通信裝置用于接收所述第一通信裝置發(fā)送的所述激光點云高度值數(shù)據(jù);所述存儲器用于存儲激光點云高度值地圖;所述處理器用于將所述激光點云高度值數(shù)據(jù)向地平面投影,生成激光點云投影數(shù)據(jù),以預先確定的先驗定位位置在激光點云高度值地圖中的位置作為初始位置,確定所述激光點云投影數(shù)據(jù)在所述激光點云高度值地圖的預定區(qū)域的第一匹配概率,并基于所述第一匹配概率確定所述無人車的定位結果,其中,所述定位結果包括所述無人車在所述激光點云高度值地圖中的位置信息;所述第二通信裝置還用于向所述第一通信裝置發(fā)送所述定位結果。16.根據(jù)權利要求15所述的無人車定位系統(tǒng),其特征在于:所述激光點云高度值地圖包括將地球表面在世界坐標系的地平面內(nèi)劃分形成的M×N個地圖區(qū)域,其中,各所述地圖區(qū)域具有相同的大小和形狀;各所述地圖區(qū)域進一步包括m×n個地圖網(wǎng)格,其中,各所述地圖網(wǎng)格具有相同的大小和形狀;所述激光點云高度值地圖還包括與各所述地圖網(wǎng)格的定位位置對應的各激光點的高度值的均值以及與該地圖網(wǎng)格的定位位置對應的各激光點的數(shù)量。
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