申请/专利权人：太原理工大学

申请日：2022-08-29

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN115291241B

主分类号：G01S17/89

分类号：G01S17/89;G01T1/167;G01T1/20;G06F18/25

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.11.22#实质审查的生效;2022.11.04#公开

摘要：本发明属于移动车辆自主导航定位技术领域，具体为一种基于SLAM的针对辐射工厂的αβ辐射地图构建方法。包括以下步骤，S100：机器人在移动过程中，通过激光雷达获取环境激光数据，通过表面污染监测仪获取场景的辐射数据；S200：处理步骤S100所得的环境激光数据，得到关于核辐射工厂的栅格地图；S300：处理步骤S100所得的辐射数据，将表面污染监测仪探测到的αβ辐射信息映射到代价地图中，从而将栅格地图与辐射地图进行融合；S400：对辐射强度进行划分，设置不同的辐射等级，并显示在最终得到的融合结果中。本发明采用SLAM技术实现机器人自主αβ辐射检测。

主权项：1.一种基于SLAM的针对辐射工厂的αβ辐射地图构建方法，其特征在于：包括以下步骤，S100：机器人在移动过程中，通过激光雷达获取环境激光数据，通过表面污染监测仪获取场景的辐射数据；S200：处理步骤S100所得的环境激光数据，得到关于核辐射工厂的栅格地图；步骤S200的具体过程为，S201：状态预测：当前时刻粒子的位姿首先由运动模型进行更新，在初始值上增加高斯采样的噪声，进行一个粗略状态估计，得到粒子点的新位姿S202：扫描匹配：在S201的粗略估计得到粒子的位姿点基础上，找到一个使当前观测数据zt与已有地图最贴合的位姿，以改进基于里程计模型的提议分布；步骤S202的过程为，机器人向负x，正x，负y，正y，左旋转，右旋转一共六个状态移动预测位姿，计算每个状态下的匹配得分，选择最高得分对应的位姿为最优位姿；获得最优粒子位姿后，把粒子采样范围更改到激光雷达观测模型所代表的尖峰区域Li；其中，Li的范围定义为搜索出匹配度最高的位姿点就是尖峰区域Li的概率峰值区域；接下来确定该尖峰区域Li所代表的高斯分布的均值和方差；S203：计算每个粒子的权重；S204：根据每个粒子的权重进行重采样；步骤S204的具体过程为，通过计算有效粒子容量，使用有效样本容量Neff来衡量粒子的退化程度，在粒子点集中根据权重进行降序排列为χt；根据n＝roundNeff从χt中筛选有效粒子其中round·代表就近取整函数；使用扰动粒子代替退化粒子保证粒子点总量保持不变，具体操作为： 其中Xm和σm分别为均值和协方差，Mt代表随机扰动，且Mt～N0，σm，α为扰动的缩放权重，值越大代表扰动越大，取值为0＜α＜1；退化粒子是指在上一步筛选中删除的粒子，此时使用扰动粒子代替退化粒子从而保持粒子总量不变；更新粒子权重得到新的粒子集；S205：对于每个粒子根据传感器观测数据zt和机器人当前位姿更新地图中的每个特征；S300：处理步骤S100所得的辐射数据，将表面污染监测仪探测到的αβ辐射信息映射到代价地图中，从而将栅格地图与辐射地图进行融合；步骤S300的具体过程为，S301：初始化：在步骤S200建立栅格地图的基础上构建辐射代价地图；机器人首次启动或者进入新的环境后，根据步骤S200建的栅格地图获得自定义辐射地图的尺寸大小、分辨率以及障碍物的基本信息，此时辐射地图是一个空白的代价地图；S302：机器人探测辐射信息的过程中，当遇到动态障碍物时，在代价地图中更新障碍物信息；S303：机器人探测辐射信息的过程中，根据辐射信息更新代价地图，完成辐射地图构建；步骤S303的具体过程为：机器人携带表面污染监测仪进行探测场景中的α和β辐射信息，当α和β粒子进入复合闪烁体灵敏区时,α和β粒子与复合闪烁体中各自的灵敏探测介质相互作用,产生不同幅度的光脉冲信号；光脉冲信号通过光电倍增管转变为电脉冲信号,通过信号处理单元进行预处理后,单片机系统记录α和β信号的计数率,然后输出数据到ROS中进行地图构建；传入ROS中的辐射数据是该区域探测到的辐射值，在ROS中将辐射值转换成代价地图的代价值，并将代价值映射到之前生成的空白代价地图中，最终完成辐射地图构建；S400：对辐射强度进行划分，设置不同的辐射等级，并显示在最终得到的融合结果中。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 太原理工大学 一种基于SLAM的针对辐射工厂的α/β辐射地图构建方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD