【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及算法硬件化实现的，具体涉及基于激光点数据的重定位系统。
技术介绍
1、移动机器人在导航过程中，往往会因为意外情况而丢失定位信息或产生误差，则移动机器人会调用软件算法对地图信息进行大量的暴力迭代计算，以直接通过软件指令在地图上定位出目标位置信息，因而对移动机器人内设的cpu的主频要求高，且占用大量的访存带宽，挤占系统中其他应用程序对于访存带宽的需求；由于机器人所需读取的地图信息是离散分布，而且使用总线通信的方式串行处理这些地图信息，所以，在往专门的大容量存储器中搬移大量地图信息的情况下，增加cpu的工作负担，降低造成软件指令进行重定位计算的效率。
技术实现思路
1、本申请公开基于激光点数据的重定位系统，具体技术方案包括：
2、基于激光点数据的重定位系统，重定位系统包括定位处理器、cache存储器和ddr存储器；cache存储器连接在定位处理器和ddr存储器之间；定位处理器的内部设置状态机控制模块和激光点计算模块；激光点计算模块的内部设置多条数据通道；ddr存储器用于存储外部的激光传感器采集的激光点数据；cache存储器，用于在状态机控制模块的控制下，从ddr存储器中突发读取出激光点数据；定位处理器，用于在其内部的状态机控制模块的控制下，从cache存储器内突发读取出激光点数据，再将突发读取出或单次读取出的激光点数据分配到各条数据通道中，并控制每条数据通道中的激光点数据同步进行多轮位置变换，以使每条数据通道同步获得多个目标偏移坐标及其对应的定位概率值；激光点计
3、进一步地，所述重定位系统设置在可移动装置的内部，可移动装置装配至少一个激光传感器，所述重定位系统的外部被构造为连接激光传感器；所述定位概率和值用于反映可移动装置落入所述分块地图一位置的可能性大小；每个激光点数据经过一轮位置变换后得到的目标偏移坐标与一个定位概率值存在对应关系，且是预先设置好以便所述激光点计算模块调用；一个定位概率和值对应的修正位置表示在分块地图内，相对于坐标系原点作一轮目标位置变换得到的坐标位置；一轮目标位置变换是为了索引出与所述定位概率和值相等的定位概率值，所述激光点计算模块从所述分块地图的坐标系原点开始所需进行的一轮位置变换；其中，以所述激光传感器的当前位置为坐标系原点，在所述激光传感器的有效探测范围内生成所述分块地图。
4、进一步地，所述状态机控制模块包括突发读控制模块、单次传输控制模块和ram读控制模块；激光点计算模块包括位置变换处理模块和坐标遍历模块；定位处理器还包括点云存储模块；点云存储模块，用于在突发读控制模块发出的突发读命令的触发作用下，从cache存储器突发读取出一批激光点数据，其中，该一批激光点数据的数量等于突发长度；或者，在单次传输控制模块发出的单次读命令的触发作用下，从cache存储器单次读取出一批激光点数据，其中，该一批激光点数据的数量等于单次长度；突发读控制模块或单次传输控制模块通过计数的方式调度点云存储模块多次读取出激光点数据以使预设定位数量个激光点数据依次传输到位置变换处理模块；位置变换处理模块的内部有序设置多条所述数据通道，每条数据通道都标记一个序号；点云存储模块，用于将当前读入的激光点数据平均分配到每条数据通道中；位置变换处理模块，用于在ram读控制模块的调度下，控制各条数据通道中的激光点数据同步进行角度偏转计算，同步获得参考坐标；再控制各条数据通道获得的参考坐标同步进行位置偏移计算，以使每条数据通道内都获得目标偏移坐标；再将每条数据通道获得的目标偏移坐标对应的定位概率值索引到与该条数据通道相连接的一块存储阵列中；位置变换处理模块的内部设置多块存储阵列；坐标遍历模块内部设置多份缓冲队列空间，缓冲队列空间的数量等于数据通道的数量；位置变换处理模块，还用于在ram读控制模块发出的读命令的触发作用下，从每块存储阵列中读取出由同一轮位置变换得到的目标偏移坐标所对应的定位概率值，再依次存入所述坐标遍历模块中的对应连接的一份缓冲队列空间内，以使得各份缓冲队列空间并行输出的定位概率值都是对应上同一轮位置变换得到的目标偏移坐标；坐标遍历模块，用于在ram读控制模块的调度下，对初始和值与各份缓冲队列空间并行输出的定位概率值进行一次累加，并将当前累加的结果作为参与下一次累加的初始和值，每当累加的次数达到所述预设定位数量与缓冲队列空间的数量的比值，将累加的结果设置为一个定位概率和值，再将初始和值设置为数值0；直至所述预设定位数量个激光点数据在所述位置变换处理模块进行完所有轮位置变换，获得用于定位一个目标位置所需的所有定位概率和值。
5、进一步地，每当对同一个激光点数据进行一次角度偏转计算，获得一个新的参考坐标，再对该新的参考坐标进行一次位置偏移计算，获得一个新的目标偏移坐标并索引到对应的一个定位概率值；一轮位置变换包括一次角度偏转计算和一次位置偏移计算，一次位置偏移计算包括一次横坐标偏移计算和一次纵坐标偏移计算；其中，同一轮位置变换表示相同类型的角度偏转计算和相同类型的位置偏移计算；对于同一个激光点数据所需进行的角度偏转计算的次数是预先设置，对于同一个参考坐标所需进行的位置偏移计算的次数是预先设置；所述相同类型的角度偏转计算所需的偏转次数是相同，所述相同类型的位置偏移计算包括横坐标偏移次数相同的坐标变换计算和纵坐标偏移次数相同的坐标变换计算，以使每个经过相同类型的角度偏转计算和相同类型的位置偏移计算后的激光点数据相对于计算之前的同一个激光点数据都存在相同的位姿关系；所述目标位置变换所需的角度偏转起点是分块地图的坐标系的原点。
6、进一步地，一轮位置变换包括：每当所述位置变换处理模块执行过一次角度偏转运算时，所述位置变换处理模块控制相应的参考坐标先沿着一种坐标轴方向执行一次坐标偏移，再沿着另一种坐标轴方向执行一次坐标偏移，组成一次位置偏移计算；其中，一种坐标轴方向表示横坐标轴方向时，另一种坐标轴方向表示纵坐标轴方向，以表示先执行一次横坐标偏移计算，再执行一次纵坐标偏移计算；一种坐标轴方向表示纵坐标轴方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于激光点数据的重定位系统，其特征在于，重定位系统包括定位处理器、cache存储器和DDR存储器；cache存储器连接在定位处理器和DDR存储器之间；
2.根据权利要求1所述重定位系统，其特征在于，所述重定位系统设置在可移动装置的内部，可移动装置装配至少一个激光传感器，所述重定位系统的外部被构造为连接激光传感器；
3.根据权利要求2所述重定位系统，其特征在于，所述状态机控制模块包括突发读控制模块、单次传输控制模块和RAM读控制模块；激光点计算模块包括位置变换处理模块和坐标遍历模块；定位处理器还包括点云存储模块；
4.根据权利要求3所述重定位系统，其特征在于，每当对同一个激光点数据进行一次角度偏转计算，获得一个新的参考坐标，再对该新的参考坐标进行一次位置偏移计算，获得一个新的目标偏移坐标并索引到对应的一个定位概率值；一轮位置变换包括一次角度偏转计算和一次位置偏移计算，一次位置偏移计算包括一次横坐标偏移计算和一次纵坐标偏移计算；其中，同一轮位置变换表示相同类型的角度偏转计算和相同类型的位置偏移计算；
5.根据权利要求4所述重定位系统
6.根据权利要求4所述重定位系统，其特征在于，所述分块地图表示为栅格地图时，所述分块地图的横坐标轴方向所允许容纳的最大栅格数量大于或等于同一个参考坐标在所述分块地图的横坐标轴方向上所允许的最大偏移次数与横坐标偏移步长的乘积，所述分块地图的纵坐标轴方向所允许容纳的最大栅格数量大于或等于同一个参考坐标在所述分块地图的纵坐标轴方向上所允许的最大偏移次数与纵坐标偏移步长的乘积；
7.根据权利要求6所述重定位系统，其特征在于，所述位置变换处理模块包括预设并行数量个角度偏转计算单元、预设并行数量个坐标偏移计算单元、以及预设并行数量个RAM存储单元；所述坐标遍历模块包括预设并行数量个FIFO；其中，一个RAM存储单元是所述位置变换处理模块的内部设置的一块存储阵列，一个FIFO是所述坐标遍历模块的内部设置的一份缓冲队列空间；
8.根据权利要求7所述重定位系统，其特征在于，预设并行数量个角度偏转计算单元，用于每当获取到激光点数据时，并行地控制激光点数据进行角度偏转计算，获得参考坐标，再将参考坐标传输给标有相同序号的坐标偏移计算单元；
9.根据权利要求8所述重定位系统，其特征在于，每个角度偏转计算单元的内部都设置有一个中间缓存空间；RAM读控制模块，用于计数输入当前一个中间缓存空间的激光点数据的数量，并在当前一个中间缓存空间被激光点数据填满时，控制位置变换处理模块将所述点云存储模块下一次传输过来的激光点数据输入序号更大的角度偏转计算单元内设的中间缓存空间，直至填满所有角度偏转计算单元的中间缓存空间，实现各条数据通道都分配到相同数量的激光点数据；
10.根据权利要求9所述重定位系统，其特征在于，每个角度偏转计算单元，用于在获取到激光点数据后，对一个激光点数据沿着既定时针方向且绕着所述分块地图的坐标系原点旋转目标偏转次数，并依次保存每次偏转出的参考坐标，以获得数量为目标偏转次数的参考坐标且传输给标记有相同序号的坐标偏移计算单元；
11.根据权利要求9所述重定位系统，其特征在于，角度偏转计算单元，用于利用预先配置的角度偏转信息对中间缓存空间内的激光点数据执行一次角度偏转计算，获得一个参考坐标，参考坐标是经过一次角度偏转计算后的激光点数据在所述分块地图上的坐标；其中，同一个激光点数据在同一个角度偏转计算单元内执行的每一次角度偏转计算，对应获取的参考坐标是不同；
12.根据权利要求11所述重定位系统，其特征在于，所述利用预先配置的角度偏转信息对中间缓存空间内的激光点数据执行一次角度偏转计算的过程包括：
13.根据权利要求3所述重定位系统，其特征在于，所述定位处理器还包括写FIFO模块；
14.根据权利要求13所述重定位系统，其特征在于，所述状态机控制模块还包括突发写控制模块；
15.根据权利要求14所述重定位系统，其特征在于，所述突发读控制模块发出的突发读命令、所述RAM读控制模块发出的...
【技术特征摘要】
1.基于激光点数据的重定位系统，其特征在于，重定位系统包括定位处理器、cache存储器和ddr存储器；cache存储器连接在定位处理器和ddr存储器之间；
2.根据权利要求1所述重定位系统，其特征在于，所述重定位系统设置在可移动装置的内部，可移动装置装配至少一个激光传感器，所述重定位系统的外部被构造为连接激光传感器；
3.根据权利要求2所述重定位系统，其特征在于，所述状态机控制模块包括突发读控制模块、单次传输控制模块和ram读控制模块；激光点计算模块包括位置变换处理模块和坐标遍历模块；定位处理器还包括点云存储模块；
4.根据权利要求3所述重定位系统，其特征在于，每当对同一个激光点数据进行一次角度偏转计算，获得一个新的参考坐标，再对该新的参考坐标进行一次位置偏移计算，获得一个新的目标偏移坐标并索引到对应的一个定位概率值；一轮位置变换包括一次角度偏转计算和一次位置偏移计算，一次位置偏移计算包括一次横坐标偏移计算和一次纵坐标偏移计算；其中，同一轮位置变换表示相同类型的角度偏转计算和相同类型的位置偏移计算；
5.根据权利要求4所述重定位系统，其特征在于，一轮位置变换包括：每当所述位置变换处理模块执行过一次角度偏转运算时，所述位置变换处理模块控制相应的参考坐标先沿着一种坐标轴方向执行一次坐标偏移，再沿着另一种坐标轴方向执行一次坐标偏移，组成一次位置偏移计算；其中，一种坐标轴方向表示横坐标轴方向时，另一种坐标轴方向表示纵坐标轴方向，以表示先执行一次横坐标偏移计算，再执行一次纵坐标偏移计算；一种坐标轴方向表示纵坐标轴方向时，另一种坐标轴方向表示横坐标轴方向，以表示先执行一次纵坐标偏移计算，再执行一次横坐标偏移计算；
6.根据权利要求4所述重定位系统，其特征在于，所述分块地图表示为栅格地图时，所述分块地图的横坐标轴方向所允许容纳的最大栅格数量大于或等于同一个参考坐标在所述分块地图的横坐标轴方向上所允许的最大偏移次数与横坐标偏移步长的乘积，所述分块地图的纵坐标轴方向所允许容纳的最大栅格数量大于或等于同一个参考坐标在所述分块地图的纵坐标轴方向上所允许的最大偏移次数与纵坐标偏移步长的乘积；
7.根据权利要求6所述重定位系统，其特征在于，所述位置变换处理模块包括预设并行数量个角度偏转计算单元、预设并行数量个坐标偏移计算单元、以及预设并行数量个ram存储单元；所述坐标遍历模块包括预设并行数量个fifo；其中，一个ram存储单元是所述位置变换处理模块的内部设置的一块存储阵列，一个fifo是所述坐标遍历模块的内部设置的一份缓冲队列空间；
8.根据权利要求7所述重定位系统，其特征在于，预设并行数量个角度偏转计算单元，用于每当获取到激光点数据时，并行地控制激光点数据进行角度偏转计算，获得参考坐标，再将参考坐标传输给标有相同序号的坐标偏移计算单元；
9.根据权利要求8所述重定位系统，其特征在于，每个角度偏转计算单元的内部都设置有一个中间缓存空间；ram读控制模块，用于计...
【专利技术属性】
技术研发人员：何再生，赖钦伟，
申请(专利权)人：珠海一微半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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