[发明专利]一种智能机器人的里程计估计方法及系统

权利要求书

1.一种智能机器人的里程计估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤101，对智能机器人上的相机与激光雷达之间的外参进行标定；

步骤102，获取完成外参标定后的相机视场图像与激光雷达视场图像，建立智能机器人基于残差的里程计算模型；

步骤103，在相机视场图像与激光雷达视场图像共视区选择若干具有显著特征的特征点作为路标点，将与所述特征点距离最近的激光落点的深度作为该特征点的深度坐标，从而获取所有路标点的三维坐标；

步骤104，根据所述路标点的三维坐标与里程计算模型获取智能机器人的里程计；

步骤103具体包括：

步骤601，获取相机视场图像中与激光雷达视场图像共视区二维的特征点；

步骤602，在所有的特征点中筛选出满足深度插值条件的特征点作为待插值点；

步骤603，获取与待插值点距离最短的激光落点，并根据所述激光落点在激光雷达视场图像中的位置获得该激光落点的深度，将该所述激光落点的深度插值于该激光落点对应的待插值点，即获取三维的路标点。

2.根据权利要求1所述智能机器人的里程计估计方法，其特征在于，步骤101具体包括：

步骤201，根据相机与激光雷达之间的运动约束获取相机与激光雷达之间外参的初始估计；

步骤202，根据相机与激光雷达之间的互信息特征以及外参的初始估计获取相机与激光雷达之间外参的优化估计。

3.根据权利要求2所述智能机器人的里程计估计方法，其特征在于，步骤201具体包括：

步骤301，获取相机与激光雷达的运动轨迹；

步骤302，基于相机与激光雷达的运动约束与运动轨迹建立高斯赫尔默特模型；

步骤303，对高斯赫尔默特模型进行最小二乘估计，获取相机与激光雷达之间外参的初始估计。

4.根据权利要求3所述智能机器人的里程计估计方法，其特征在于，步骤301中，所述相机与激光雷达的运动轨迹为：

式中，r_ai为激光雷达的旋转轨迹，t_ai为激光雷达的平移轨迹，r_ci为相机的旋转轨迹，λt_ci为相机的平移轨迹，其中，λ为相机的未知尺度因子，λ的求取过程为：

若限定智能机器人做平移运动，此时相机与激光雷达也做同步的平移运动，则有：

||r_ci||＝||r_ai||＝0,||λt_ci||＝||t_ai||

进而得到：

令上式的一阶导数为0，则有：

最终得到：

式中，M表示相机与激光雷达平移运动的段数，||·||表示二范数。