[发明专利]一种加装直线导轨的二维激光雷达建图装置及其建图方法

权利要求书

1.一种加装直线导轨的二维激光雷达建图装置，其特征在于，包括二维激光雷达、直线导轨、伺服电机、控制机箱、AGV小车主体和上位机，其中，

所述二维激光雷达、直线导轨、伺服电机和控制机箱分别安装在所述AGV小车主体上；

所述控制机箱与所述伺服电机连接，以用于控制所述伺服电机的运转和AGV小车主体的移动；

所述伺服电机通过滚珠丝杠机构连接所述二维激光雷达，以用于驱动所述二维激光雷达在所述直线导轨上移动；

所述二维激光雷达与上位机电连接，用以测量环境的距离数据并传送给上位机；

所述的上位机与控制机箱电连接，以用于收集和显示控制机箱的状态信号；

所述上位机能根据二维激光雷达发送的信号数据运行建图算法并建立精确的子图，然后根据子图建立的顺序和位置进行全局匹配优化，以此方式，建立一幅全局地图；

所述建图装置进行建图的方法包括以下步骤：

1)开启AGV小车，并进行控制；

2)控制AGV小车在所需构建地图的区域内做间歇性的运动，运动方式如下：在初始点时，AGV小车静止，由伺服电机控制滚珠丝杠机构带动二维激光雷达移动，从直线导轨的A端间歇性移动到B端，在此过程中，采集目标数据并发送激光雷达数据帧至上位机系统，建立一幅子图；

3)第一幅初始子图建立完成后，AGV小车移动到达下一个位置后停止移动，AGV小车的移动距离与直线导轨的行程相同，然后由伺服电机带动二维激光雷达从直线导轨的B端间歇性移动到A端，在移动的过程中采集目标数据并发送激光雷达数据帧至上位机系统，再建立一幅子图；

4)将步骤2)中在B端采集的最后一帧激光雷达数据帧与步骤2)中在A端采集的最后一帧激光雷达数据帧进行匹配，以进行子图的局部匹配；

5)重复步骤2)～步骤4)，直到完成整个建图区域的扫描，则整个建图区域的子图也建立完成，然后上位机系统将对所构建的这些子图进行闭环优化，构建全局地图。

2.根据权利要求1所述的一种加装直线导轨的二维激光雷达建图装置，其特征在于，所述二维激光雷达包括激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统，所述激光发射机用于将电脉冲变成光脉冲向目标发射出去，所述光学接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲信号，从而测量出目标的位置、运动状态和形状，以探测、识别、分辨和跟踪目标，其中，目标的位置是指与目标的距离和角度，运动状态是指目标的速度、振动和姿态。

3.根据权利要求1所述的一种加装直线导轨的二维激光雷达建图装置，其特征在于，所述直线导轨的精度规格处于P级或SP级。

4.根据权利要求1所述的一种加装直线导轨的二维激光雷达建图装置，其特征在于，子图呈现的形式为占据栅格，并且栅格上根据扫描位置否有障碍物的概率的大小呈现出黑色或者白色。