[发明专利]一种基于硬件加速的激光重定位系统及芯片

权利要求书

1.一种基于硬件加速的激光重定位系统，其特征在于，该激光重定位系统的外围连接有地图信息存储介质与概率和值存储介质，该激光重定位系统的外围接口装配有激光探头；

该激光重定位系统包括读写状态控制器、AHB总线解析模块、激光点云寄存处理模块、横纵坐标计算模块以及栅格信息遍历累加模块；

读写状态控制器与横纵坐标计算模块存在电性连接关系，读写状态控制器用于在AHB总线解析模块的传输控制作用下，将地图信息存储介质内部存储的激光点云数据突发读取入该读写状态控制器内部的缓存区，再传输给横纵坐标计算模块；其中，突发读取到的激光点云数据携带有采样信息；

横纵坐标计算模块，用于在读写状态控制器每完成一次突发读取操作后，根据突发读取的一个突发传输长度的激光点云数据的采样信息和角度偏移信息换算出这批激光点云数据在预配置的栅格地图上发生角度偏移的参考坐标；

激光点云寄存处理模块与横纵坐标计算模块存在电性连接关系，激光点云寄存处理模块用于以存储阵列的形式缓存横纵坐标计算模块换算出的参考坐标；

读写状态控制器与激光点云寄存处理模块存在电性连接关系，读写状态控制器，用于在AHB总线解析模块的传输控制作用下，单次读取激光点云寄存处理模块缓存的参考坐标，并将其传输给栅格信息遍历累加模块；

栅格信息遍历累加模块与读写状态控制器存在电性连接关系，栅格信息遍历累加模块还与横纵坐标计算模块存在电性连接关系，用于在读写状态控制器将激光探头旋转采样到的预设待测数量的激光点云数据全部突发读取进来、并经过横纵坐标计算模块换算处理、激光点云寄存处理模块缓存处理后，在读写状态控制器的单次读取操作作用下，遍历激光点云寄存处理模块内缓存的所有参考坐标，再将每个参考坐标在预配置的栅格地图上的定位概率累加处理，然后分别控制这些参考坐标沿着坐标轴方向偏移，使得这些参考坐标在所述横纵坐标计算模块的角度偏移信息的触发作用下，每完成一次偏移处理则执行累加以得到一个定位概率和值；

读写状态控制器分别与概率和值存储介质和地图信息存储介质都存在电性连接，读写状态控制器，还用于在AHB总线解析模块的传输控制作用下，每当栅格信息遍历累加模块获得的定位概率和值的个数达到一个突发传输长度时，将这些定位概率和值突发写入概率和值存储介质；

其中，预设待测数量的激光点云数据全部被处理为对应偏移位置处的定位概率和值并都写入概率和值存储介质后，外部CPU最终选择定位概率和值最大的一个对应的栅格位置作为所述激光重定位系统在预配置的栅格地图上定位恢复的位置。

2.根据权利要求1所述激光重定位系统，其特征在于，所述读写状态控制器包括突发读取模块，突发读取模块内部设置第一FIFO模块，所述突发读取模块在所述AHB总线解析模块的每一次突发传输控制作用下，将一个突发传输长度的激光点云数据突发读取入第一FIFO模块，再交由第一FIFO模块以先入先出的存储方式将读取到的激光点云数据传输给所述横纵坐标计算模块。

3.根据权利要求2所述激光重定位系统，其特征在于，所述横纵坐标计算模块，用于根据所述角度偏移信息和所述激光点云数据携带的采样信息建立三角函数运算，以获得所述激光点云数据在预配置的栅格地图上完成角度偏移的参考坐标；

其中，所述激光点云数据携带有采样信息包括初始栅格坐标、所述预设待测数量、激光探头的扫描半径以及所述激光点云数据对应位置的偏转角度，扫描半径包括所述激光探头与最近目标点的距离；

其中，角度偏移信息表示：所述激光点云数据对应的坐标位置绕着预配置的栅格地图的坐标系原点位置旋转的预设旋转步长角度和预设旋转次数。

4.根据权利要求3所述激光重定位系统，其特征在于，所述读写状态控制器包括单次读取模块，单次读取模块内部设置第二FIFO模块，所述单次读取模块在所述AHB总线解析模块的每一次单次传输控制作用下，将所述激光点云寄存处理模块内部存储的相邻两个地址上的参考坐标单次读取入第二FIFO模块，再交由第二FIFO模块以先入先出的方式将填满的参考坐标传输给栅格信息遍历累加模块；

其中，所述激光点云寄存处理模块内部存储的参考坐标包括X轴坐标和Y轴坐标。