基于多传感器的测绘装置及移动式测绘车制造方法及图纸

公开了一种基于多传感器的测绘装置，包括：第一物体探测传感器、里程传感器、角度传感器、第一位置校正传感器、以及传感器数据处理器。所述测绘装置融合所述第一物体探测传感器、里程传感器、角度传感器、第一位置校正传感器的感测数据，生成所述待测绘空间中的测绘数据，提高了测绘数据的精确度。另一方面，还公开了一种移动式测绘车，包括前述的测绘装置、安装平台、轮胎和连接组件。所述安装平台支撑测绘装置，所述轮胎带动所述测绘装置沿一表面移动，所述连接组件则将安装平台连接到轮胎。根据本公开的移动式测绘车，自身可以不设置动力装置，而是快速搭载于各种车辆或载具，可在不改变车辆或载具结构的情况下，高效且便捷地进行测绘等工作。行测绘等工作。行测绘等工作。

【技术实现步骤摘要】
基于多传感器的测绘装置及移动式测绘车


[0001]本公开涉及地下测绘
，更具体地涉及一种基于多传感器的测绘装置，以及装备有该测绘装置的移动式测绘车。

技术介绍

[0002]在地下矿井、地下隧道等的地下空间内，通常的定位系统，诸如美国的全球定位系统GPS、伽利略定位系统Galileo、格洛纳斯导航卫星系统GLONASS、北斗卫星导航系统BeiDou的卫星定位信号不再可用，这使得难以通过卫星定位手段实时地了解到地下空间的结构。
[0003]基于此，需要通过测绘来形成地下矿井、地下隧道等的地下空间的地图，以指导地下作业。然而，目前的测绘技术的灵活性、实时性和精度均难以达到要求。

技术实现思路

[0004]根据本公开实施例，提供了一种基于多传感器的测绘装置，包括：第一物体探测传感器，被配置为在待测绘空间中发射第一波长的信号并采集由所述第一波长的信号生成的反射信号，并基于所述反射信号生成所述测绘装置周围的第一物体探测信息；里程传感器，被配置为测量所述测绘装置的行驶里程；角度传感器，被配置为测量所述测绘装置的行驶角度；第一位置校正传感器，被配置为基于超宽频定位获取所述测绘装置的位置信息；以及传感器数据处理器，被配置为基于所述第一物体探测信息、所述测绘装置的行驶里程、所述测绘装置的行驶角度、以及所述测绘装置的位置信息，生成所述待测绘空间中的测绘数据。
[0005]根据本公开实施例，优选地，所述传感器数据处理器被配置为：基于所述第一物体探测信息、所述测绘装置的行驶里程、所述测绘装置的行驶角度，生成所述测绘装置的姿态估计；利用基于超宽频定位所获取的所述测绘装置的位置信息，对所述测绘装置的姿态估计进行校正；以及基于所述测绘装置的校正的姿态估计，生成所述待测绘空间中的测绘数据。
[0006]根据本公开实施例，优选地，所述传感器数据处理器被配置为：基于所述第一物体探测信息生成所述测绘装置的第一姿态估计；基于所述测绘装置的行驶里程以及所述测绘装置的行驶角度，生成所述测绘装置的第二姿态估计；以及基于所述第一姿态估计和所述第二姿态估计，生成所述测绘装置的姿态估计。
[0007]根据本公开实施例，优选地，所述第一物体探测传感器为水平扫描雷达，所述第一物体探测信息为扫描数据，所述传感器数据处理器被配置为：基于参考时刻的测绘装置的姿态，确定当前时刻的测绘装置的第一姿态估计初始值；以及基于当前时刻的扫描数据以及参考时刻，迭代地对所述第一姿态估计初始值进行修正。
[0008]根据本公开实施例，优选地，对所述第一姿态估计初始值进行修正，包括：基于所述第一姿态估计初始值，对当前时刻的所述扫描数据，进行坐标系映射，以将所述扫描数据变换至参考坐标系下，其中，所述参考坐标系为参考时刻的坐标系，并且被变换至所述参考
坐标系的扫描数据为极坐标形式；在极坐标系下，对当前时刻的扫描数据和参考时刻的扫描数据进行比对，以得到所述第一姿态估计初始值的修正量；以及基于所述修正量对所述第一姿态估计初始值进行修正。
[0009]根据本公开实施例，优选地，所述第一姿态估计初始值包括横坐标、纵坐标和航向角，在极坐标系下，对当前时刻的扫描数据和参考时刻的扫描数据进行比对，以得到所述第一姿态估计初始值的修正量，进一步包括：基于线性化最小二乘法，确定当前时刻的测绘车的第一姿态估计初始值中的横坐标和纵坐标的最佳变化值，并将所确定的横坐标和纵坐标的最佳变化值作为当前时刻的测绘装置的所述第一姿态估计初始值中横坐标和纵坐标的修正量；基于无迹卡尔曼滤波，确定当前时刻的测绘车的第一姿态估计初始值中的航向角的最佳偏移角度，并将所确定的航向角的最佳偏移角度作为当前时刻的测绘装置的所述第一姿态估计初始值中航向角的修正量。
[0010]根据本公开实施例，优选地，所述第一位置校正传感器为超宽频通信装置，所述超宽频定位包括以下至少一项：到达时间定位、到达时间差定位、到达角度定位、到达时间与到达时间差混合定位、到达时间与到达角度混合定位、以及到达时间差与到达角度混合定位。
[0011]根据本公开实施例，优选地，利用基于超宽频定位所获取的所述测绘装置的位置信息，对所述测绘装置的姿态估计进行校正，包括：利用基于超宽频定位所获取的所述测绘装置的位置信息，替换所述测绘装置的姿态估计；或者利用基于超宽频定位所获取的所述测绘装置的位置信息的轨迹与所述测绘装置的姿态估计的估计进行轨迹拟合，以对所述测绘装置的姿态估计进行校正。
[0012]根据本公开实施例，优选地，所述测绘装置还包括：第二位置校正传感器，被配置为获取在待测绘空间中设置的参考标志的参考位置信息；其中，所述传感器数据处理器，被配置为基于所述第一物体探测信息、所述测绘装置的行驶里程、所述测绘装置的行驶角度、所述测绘装置的位置信息、以及所述参考位置信息，生成所述待测绘空间中的测绘数据。
[0013]根据本公开实施例，优选地，所述第二位置校正传感器为射频识别读卡器，所述参考标志为射频识别卡；其中，所述测绘装置在所述待测绘空间中进行多次测绘，每次测绘生成对应的测绘轨迹；其中，所述传感器数据处理器被配置为基于所述参考标志的参考位置信息对多次测绘生成的多个测绘轨迹进行对齐，并基于对齐后的多个测绘轨迹生成所述待测绘空间中的测绘数据。
[0014]根据本公开实施例，优选地，所述第一物体探测传感器被配置为在待测绘空间的第一平面内发射所述第一波长的信号，所述测绘装置还包括：第二物体探测传感器，被配置为在待测绘空间的第二平面内发射第二波长的信号并采集由所述第二波长的信号生成的反射信号，并基于所述反射信号生成所述测绘装置周围的第二物体探测信息；其中，所述第一平面与所述第二平面垂直，其中，所述传感器数据处理器还被配置为基于所述第二物体探测信息，生成所述测绘空间的三维测绘数据。
[0015]根据本公开实施例，优选地，所述角度传感器包括惯性测量传感器，被配置为测量所述测绘装置移动时的空间姿态角，作为所述行驶角度。
[0016]根据本公开实施例，优选地，基于所述第一物体探测信息、所述测绘装置的行驶里程、所述测绘装置的行驶角度、以及所述测绘装置的位置信息，生成所述待测绘空间中的测
绘数据，包括：从所述第一物体探测传感器获取所述第一物体探测信息，并将对应的获取时刻作为所述第一物体探测信息的获取时间戳；从所述里程传感器获取所述测绘装置的行驶里程，并将对应的获取时刻作为所述行驶里程的获取时间戳；从所述角度传感器获取所述测绘装置的行驶角度，并将对应的获取时刻作为所述行驶角度的获取时间戳；从所述第一位置校正传感器获取所述超宽频定位信息，并将对应的获取时刻作为所述超宽频定位信息的获取时间戳；以及基于所述第一物体探测信息及其对应的获取时间戳、所述行驶里程及其对应的获取时间戳、所述行驶角度及其对应的获取时间戳、所述超宽频定位信息及其获取时间戳，确定特定数据刷新时刻的测绘数据。
[0017]根据本公开实施例，优选地，按照特定数据刷新率，基于所述第一物体探测信息及其对应的获取时间戳、所述行驶里程及其对应的获取时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器的测绘装置，包括：第一物体探测传感器，被配置为在待测绘空间中发射第一波长的信号并采集由所述第一波长的信号生成的反射信号，并基于所述反射信号生成所述测绘装置周围的第一物体探测信息；里程传感器，被配置为测量所述测绘装置的行驶里程；角度传感器，被配置为测量所述测绘装置的行驶角度；第一位置校正传感器，被配置为基于超宽频定位获取所述测绘装置的位置信息；以及传感器数据处理器，被配置为基于所述第一物体探测信息、所述测绘装置的行驶里程、所述测绘装置的行驶角度、以及所述测绘装置的位置信息，生成所述待测绘空间中的测绘数据。2.如权利要求1所述的测绘装置，其中，所述传感器数据处理器被配置为：基于所述第一物体探测信息、所述测绘装置的行驶里程、所述测绘装置的行驶角度，生成所述测绘装置的姿态估计；利用基于超宽频定位所获取的所述测绘装置的位置信息，对所述测绘装置的姿态估计进行校正；以及基于所述测绘装置的校正的姿态估计，生成所述待测绘空间中的测绘数据。3.如权利要求2所述的测绘装置，其中，所述传感器数据处理器被配置为：基于所述第一物体探测信息生成所述测绘装置的第一姿态估计；基于所述测绘装置的行驶里程以及所述测绘装置的行驶角度，生成所述测绘装置的第二姿态估计；以及基于所述第一姿态估计和所述第二姿态估计，生成所述测绘装置的姿态估计。4.如权利要求3所述的测绘装置，其中，所述第一物体探测传感器为水平扫描雷达，所述第一物体探测信息为扫描数据，所述传感器数据处理器被配置为：基于参考时刻的测绘装置的姿态，确定当前时刻的测绘装置的第一姿态估计初始值；以及基于当前时刻的扫描数据以及参考时刻，迭代地对所述第一姿态估计初始值进行修正。5.如权利要求4所述的测绘装置，其中，对所述第一姿态估计初始值进行修正，包括：基于所述第一姿态估计初始值，对当前时刻的所述扫描数据，进行坐标系映射，以将所述扫描数据变换至参考坐标系下，其中，所述参考坐标系为参考时刻的坐标系，并且被变换至所述参考坐标系的扫描数据为极坐标形式；在极坐标系下，对当前时刻的扫描数据和参考时刻的扫描数据进行比对，以得到所述第一姿态估计初始值的修正量；以及基于所述修正量对所述第一姿态估计初始值进行修正。6.如权利要求5所述的测绘装置，其中，所述第一姿态估计初始值包括横坐标、纵坐标和航向角，在极坐标系下，对当前时刻的扫描数据和参考时刻的扫描数据进行比对，以得到所述第一姿态估计初始值的修正量，进一步包括：基于线性化最小二乘法，确定当前时刻的测绘车的第一姿态估计初始值中的横坐标和纵坐标的最佳变化值，并将所确定的横坐标和纵坐标的最佳变化值作为当前时刻的测绘装
置的所述第一姿态估计初始值中横坐标和纵坐标的修正量；基于无迹卡尔曼滤波，确定当前时刻的测绘车的第一姿态估计初始值中的航向角的最佳偏移角度，并将所确定的航向角的最佳偏移角度作为当前时刻的测绘装置的所述第一姿态估计初始值中航向角的修正量。7.如权利要求1所述的测绘装置，其中，所述第一位置校正传感器为超宽频通信装置，所述超宽频定位包括以下至少一项：到达时间定位、到达时间差定位、到达角度定位、到达时间与到达时间差混合定位、到达时间与到达角度混合定位、以及到达时间差与到达角度混合定位。8.如权利要求2所述的测绘装置，其中，利用基于超宽频定位所获取的所述测绘装置的位置信息，对所述测绘装置的姿态估计进行校正，包括：利用基于超宽频定位所获取的所述测绘装置的位置信息，替换所述测绘装置的姿态估计；或者利用基于超宽频定位所获取的所述测绘装置的位置信息的轨迹与所述测绘装置的姿态估计的估计进行轨迹拟合，以对所述测绘装置的姿态估计进行校正。9.如权利要求1所述的测绘装置，还包括：第二位置校正传感器，被配置为获取在待测绘空间中设置的参考标志的参考位置信息；其中，所述传感器数据处理器，被配置为基于所述第一物体探测信息、所述测绘装置的行驶里程、所述测绘装置的行驶角度、所述测绘装置的位置信息、以及所述参考位置信息，生成所述待测绘空间中的测绘数据。10.如权利要求9所述的测绘装置，其中，所述第二位置校正传感器为射频识别读卡器，所述参考标志为射频识别卡；其中，所述测绘装置在所述待测绘空间中进行多次测绘，每次测绘生成对应的测绘轨迹；其中，所述传感器数据处理器被配置为基于所述参考标志的参考位置信息对多次测绘生成的多个测绘轨迹进行对齐，并基于对齐后的多个测绘轨迹生成所述待测绘空间中的测绘数据。11.如权利要求1所述的测绘装置，其中，所述第一物体探测传感器被配置为在待测绘空间的第一平面内发射所述第一波长的信号，所述测绘装置还包括：第二物体探测传感器，被配置为在待测绘空间的第二平面内发射第二波长的信号并采集由所述第二波长的信号生成的反射信号，并基于所述反射信号生成所述测绘装置周围的第二物体探测信息；其中，所述第一平面与所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴俊鹏，张建，肖律鸣，周劲峰，胡皓楠，
申请(专利权)人：成都麦宁富研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：