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1. WO2022193106 - METHOD FOR FUSING GPS WITH LASER RADAR THROUGH INERTIA MEASUREMENT PARAMETER FOR POSITIONING

Publication Number WO/2022/193106
Publication Date 22.09.2022
International Application No. PCT/CN2021/080900
International Filing Date 16.03.2021
IPC
G01C 21/00 2006.1
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
21Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/-G01C19/104
G01S 19/45 2010.1
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
19Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
39the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS , GLONASS or GALILEO
42Determining position
45by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
Applicants
  • 电子科技大学 UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA [CN]/[CN]
Inventors
  • 崔金钟 CUI, Jinzhong
  • 叶茂 YE, Mao
  • 柳箐汶 LIU, Qingwen
Priority Data
Publication Language Chinese (zh)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) METHOD FOR FUSING GPS WITH LASER RADAR THROUGH INERTIA MEASUREMENT PARAMETER FOR POSITIONING
(FR) PROCÉDÉ DE FUSION DE GPS AVEC RADAR LASER PAR PARAMÈTRE DE MESURE D'INERTIE POUR POSITIONNEMENT
(ZH) 一种通过惯性测量参数将GPS与激光雷达融合定位的方法
Abstract
(EN) A reliable positioning method provided for civilian unmanned aerial vehicles. In the present invention, the idea of multi-sensor fusion is used, and an inertia measurement parameter obtained by an IMU, GPS positioning data, and data calculated by using a laser radar NDT algorithm are combined to implement high reliability positioning. The problems that the loss of GPS data and a violent motion of an unmanned aerial vehicle may occur due to the fact that a GPS signal of the unmanned aerial vehicle is weak in some environments, or a scan matching failure of a laser radar is caused by inconsistency in a three-dimensional map due to a change in a scene are solved. The unmanned aerial vehicle can use more accurate positioning data in the case of being capable of obtaining current positioning information. First, coordinate association between a GPS and the laser radar is established to perform a consistent description of positioning. Pre-determination is performed on GPS positioning data and data matched by using the laser radar NDT algorithm to perform preliminary screening on unreliable positioning data. Then, the inertia measurement parameter obtained by the IMU is used to compare the reliability of two pieces of positioning data, so as to determine more reliable positioning data. When the data of the GPS and the data of the laser radar are both unreliable, the IMU and positioning data of a previous moment are used to estimate a current positioning value, so that reliable positioning of the unmanned aerial vehicle in special environments is ensured.
(FR) Procédé fiable de positionnement destiné à des véhicules aériens civils sans pilote. Selon la présente invention, l'idée de la fusion multicapteurs est utilisée et un paramètre de mesure d'inertie obtenu par une IMU, des données de positionnement par GPS et des données calculées à l'aide d'un algorithme de NDT de radar laser sont combinés pour implémenter un positionnement à haute fiabilité. Les problèmes de survenue de perte de données de GPS et de mouvement violent d'un véhicule aérien sans pilote à cause de la faiblesse d'un signal GPS du véhicule aérien sans pilote dans certains environnements, ou de défaillance d'appariements de balayages d'un radar laser provoquée par une incohérence de carte tridimensionnelle due à un changement de scène, sont résolus. Le véhicule aérien sans pilote peut utiliser des données plus précises de positionnement dans le cadre de l'obtention d'informations de positionnement actuelles. D'abord, une association de coordonnées entre un GPS et le radar laser est établie pour effectuer une description cohérente de positionnement. Une prédétermination est effectuée sur des données de positionnement par GPS et sur des données appariées par l'utilisation de l'algorithme de NDT de radar laser pour effectuer un criblage préliminaire sur des données de positionnement non fiables. Ensuite, le paramètre de mesure d'inertie obtenu par l'IMU est utilisé pour comparer la fiabilité de deux éléments de données de positionnement, afin de déterminer des données de positionnement plus fiables. Lorsque les données du GPS et les données du radar laser sont toutes deux non fiables, l'IMU et les données de positionnement d'un moment précédent sont utilisées pour estimer une valeur actuelle de positionnement et pour assurer un positionnement fiable du véhicule aérien sans pilote dans des environnements spéciaux.
(ZH) 一种为民用无人机提供更可靠定位的方法,利用多传感器融合的思想,将IMU获取的惯性测量参数、GPS定位数据与激光雷达NDT算法计算数据相结合实现高可靠性定位。解决了无人机在一些环境下GPS信号弱,可能出现的GPS数据丢失以及无人机运动剧烈,或者现场发生变化与三维地图不一致导致的激光雷达扫描匹配失败的问题。确保无人机在能够获取当前的定位信息的情况下,能够采用更精确的定位数据。首先建立GPS与激光雷达的坐标关联,以进行对定位的一致描述。对GPS定位数据和激光雷达NDT算法匹配数据进行预判断,对不可靠定位数据进行初步筛除。然后利用IMU获取的惯性测量参数来比较两个定位数据的可靠性,决策出更可靠的定位数据。当GPS和激光雷达的数据均不可靠时,则利用IMU和上一时刻的定位数据来估计当前的定位值,保证无人机在特殊环境下的可靠定位。
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