[发明专利]一种极地冰层地图构建系统及其工作方法

权利要求书

1.一种极地冰层地图的构建系统，其特征在于，包括至少一激光SLAM模块、至少一视觉SLAM模块、一中央处理器以及语义模块；其中，所述激光SLAM模块包括有第一计算单元、激光雷达、第一环境地图信息采集单元、第一定位单元以及第一数据传输单元；在某一时刻t，所述第一环境地图信息采集单元协同所述激光雷达以实时采集当前空间地理位置的冰层环境地图，与此同时，所述第一定位单元用来实时地捕捉当前空间地理位置坐标信息；所述第一环境地图信息采集单元、所述第一定位单元均经由所述第一数据传输单元将数据传递至所述第一计算单元；所述视觉SLAM模块包括有第二计算单元、视觉传感器、第二环境地图信息采集单元、第二定位单元以及第二数据传输单元；在时刻t，所述第二环境地图信息采集单元协同所述视觉传感器以实时采集当前空间地理位置的冰层环境地图，与此同时，所述第二定位单元用来实时地捕捉当前空间地理位置坐标信息；所述第二环境地图信息采集单元、所述第二定位单元均经由所述第二数据传输单元将数据传递至所述第二计算单元；所述中央处理器用来接收到、处理数据，且与所述第一计算单元和所述第二计算单元均进行电连接；协同所述语义模块，所述中央处理器根据语义指令对位于船舶四周的冰层进行分类，以生成全局冰层代价地图。

2.根据权利要求1所述极地冰层地图的构建系统，其特征在于，所述第一定位单元和所述第二定位单元均由GNSS定位单元和GPS定位单元构成。

3.根据权利要求1所述极地冰层地图的构建系统，其特征在于，所述中央处理器包括有信息修正模块。

4.根据权利要求1所述极地冰层地图的构建系统，其特征在于，所述中央处理器为台式计算机或笔记本式计算机。

5.根据权利要求1所述极地冰层地图的构建系统，其特征在于，所述第一数据传输单元和所述第二数据传输单元均为光纤传输单元。

6.根据权利要求1所述极地冰层地图的构建系统，其特征在于，还包括后端优化模块；所述后端优化模块配套于所述中央处理器；对具有相同空间地理位置坐标信息的经由所述第一环境地图信息而采集到的当前空间地理位置的冰层环境地图以及经由所述第二环境地图信息而采集到的当前空间地理位置的冰层环境地图进行回环数据矫正。

7.一种极地冰层地图的构建系统的工作方法，其依附于权利要求1-6中任一项中所述极地冰层地图的构建系统，其包括有以下步骤：

a)在某一时刻t，所述激光SLAM模块扑捉当前空间地理位置的坐标信息Ω1以及冰层环境地图β1；

b)在相同时刻t，所述视觉SLAM模块扑捉当前空间地理位置的坐标信息Ω2以及冰层环境地图β2；空间地理位置的坐标信息Ω1和空间地理位置的坐标信息Ω2完全相同，且冰层环境地图β1和冰层环境地图β2具有相同时间戳；

c)空间地理位置的坐标信息Ω1、冰层环境地图β1、空间地理位置的坐标信息Ω2、冰层环境地图β2数据统一被输送至所述中央处理器；

d)经由所述中央处理器对冰层环境地图β1和冰层环境地图β2进行融合，以生成实时全局环境地图；

e)辅以所述语义模块，对全局环境地图上存有的冰层进行障碍物分类；

f)根据不同类型的障碍物的破冰损耗不同，生成实时的、具有语义信息的全局代价地图。

8.根据权利要求7所述极地冰层地图的构建系统的工作方法，其特征在于，所述中央处理器根据所述激光SLAM模块和所述视觉SLAM模块各自空间地理位置信息确定出所有相同时间戳的局部冰层环境地图之间的相对位置关系之前，需对接收到的冰层环境地图β1以及冰层环境地图β2的空间地理位置信息进行修正。

9.根据权利要求8所述极地冰层地图的构建系统的工作方法，其特征在于，采取最小二乘拟合公式对冰层环境地图β1以及冰层环境地图β2的空间地理位置信息进行修正。

10.根据权利要求8所述极地冰层地图的构建系统的工作方法，其特征在于，借由所述中央处理器将修正后的空间地理位置信息与所述激光SLAM模块和所述视觉SLAM模块所获取到的冰层障碍物语义信息相匹配。