本发明涉及车辆定位，尤其涉及封闭环境下车辆自动定位方法、系统、设备和介质。
背景技术：
1、通过对推耙机等工程车辆的自动化改装，可以实现工程车辆在船舱等封闭环境下的无人驾驶作业，完成事先设定好的作业任务，比如将船舱四周的煤料推耙到船舱中央位置，方便吊机抓取。在自动作业过程中，工程车辆速度的实时获取对于车辆速度闭环控制和定位等均至关重要。为了获取车辆速度，最直接有效的方法是在车辆上加装轮速机或者编码器，即通过测量轮子转速或对电机转子进行计数的方式对车辆速度进行间接性的测量。然而在很多不同种类的工程车辆上，加装轮速机或者编码器往往不易实现或者改装实现代价很高且测量读数不稳定，比如推耙机的履带式底盘往往会由于开上煤堆而导致打滑严重，导致轮速机获取的车辆速度读数不可靠。因此，现有的车辆自动定位方法通过测量轮子转速或对电机转子进行计数的方式获取的车辆速度读数不可靠，导致得到的车辆定位数据准确度低。
技术实现思路
1、本发明提供了一种封闭环境下车辆自动定位方法、系统、设备和介质，解决了现有的车辆自动定位方法通过测量轮子转速或对电机转子进行计数的方式获取的车辆速度读数不可靠，导致得到的车辆定位数据准确度低的技术问题。
2、本发明提供的一种封闭环境下车辆自动定位方法，应用于预设工程车辆，所述方法包括：
3、获取所述预设工程车辆的激光数据和惯性传感器测量数据，将所述惯性传感器测量数据进行车辆目标纵向运行速度计算，生成目标纵向运行速度；
4、基于所述激光数据和所述目标纵向运行速度对应的初始纵向运行速度进行相对位姿计算，生成相对位姿；
5、基于所述目标纵向运行速度和所述相对位姿对应的航向角差异值进行车辆实时速度估计，生成车辆实时速度；
6、将所述车辆实时速度、所述航向角差异值和所述车辆实时速度对应的初始车辆位姿进行车辆位姿估计，生成所述预设工程车辆对应的目标车辆位姿。
7、可选地，所述惯性传感器测量数据包括三轴加速度测量值和三轴姿态角测量值；所述将所述惯性传感器测量数据进行车辆目标纵向运行速度计算，生成目标纵向运行速度的步骤，包括：
8、将所述三轴姿态角测量值和所述三轴加速度测量值进行海平面纵向加速度转换，生成车辆纵向加速度；
9、根据所述车辆纵向加速度和对应的初始纵向运行速度，计算得到目标纵向运行速度。
10、可选地，所述激光数据包括第一激光数据和第二激光数据；所述基于所述激光数据和所述目标纵向运行速度对应的初始纵向运行速度进行相对位姿计算，生成相对位姿的步骤，包括：
11、采用点云配准算法计算所述第一激光数据和所述第二激光数据之间的目标相对位姿；
12、计算所述目标相对位姿与对应的初始相对位姿之间的二维相对位姿，生成二维相对位姿；
13、根据所述二维相对位姿中的所述航向角差异值和所述目标纵向运行速度对应的初始纵向运行速度，计算得到相对位姿。
14、可选地，所述基于所述目标纵向运行速度和所述相对位姿对应的航向角差异值进行车辆实时速度估计，生成车辆实时速度的步骤，包括：
15、根据所述目标纵向运行速度对应的初始纵向运行速度和车辆纵向加速度，计算得到目标状态预测值和目标先验预测方差；
16、根据所述相对位姿、所述相对位姿对应的航向角差异值、所述目标状态预测值和所述目标先验预测方差，计算得到生成车辆实时速度。
17、可选地，所述将所述车辆实时速度、所述航向角差异值和所述车辆实时速度对应的初始车辆位姿进行车辆位姿估计，生成所述预设工程车辆对应的目标车辆位姿的步骤，包括：
18、根据所述车辆实时速度对应的初始纵向运行速度、初始纵向相对位置差、初始横向相对位置差、初始航向角差异值和所述航向角差异值中的航向角差值，计算得到所述预设工程车辆对应的目标车辆位姿。
19、本发明还提供了一种封闭环境下车辆自动定位系统，应用于预设工程车辆，所述系统包括：
20、目标纵向运行速度生成模块，用于获取所述预设工程车辆的激光数据和惯性传感器测量数据，将所述惯性传感器测量数据进行车辆目标纵向运行速度计算，生成目标纵向运行速度；
21、相对位姿生成模块，用于基于所述激光数据和所述目标纵向运行速度对应的初始纵向运行速度进行相对位姿计算，生成相对位姿；
22、车辆实时速度生成模块，用于基于所述目标纵向运行速度和所述相对位姿对应的航向角差异值进行车辆实时速度估计，生成车辆实时速度；
23、目标车辆位姿生成模块，用于将所述车辆实时速度、所述航向角差异值和所述车辆实时速度对应的初始车辆位姿进行车辆位姿估计，生成所述预设工程车辆对应的目标车辆位姿。
24、可选地，所述惯性传感器测量数据包括三轴加速度测量值和三轴姿态角测量值；所述目标纵向运行速度生成模块执行以下步骤：
25、将所述三轴姿态角测量值和所述三轴加速度测量值进行海平面纵向加速度转换，生成车辆纵向加速度；
26、根据所述车辆纵向加速度和对应的初始纵向运行速度，计算得到目标纵向运行速度。
27、可选地，所述激光数据包括第一激光数据和第二激光数据；所述相对位姿生成模块执行以下步骤：
28、采用点云配准算法计算所述第一激光数据和所述第二激光数据之间的目标相对位姿；
29、计算所述目标相对位姿与对应的初始相对位姿之间的二维相对位姿，生成二维相对位姿；
30、根据所述二维相对位姿中的所述航向角差异值和所述目标纵向运行速度对应的初始纵向运行速度，计算得到相对位姿。
31、本发明还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行实现如上述任一项封闭环境下车辆自动定位方法的步骤。
32、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项封闭环境下车辆自动定位方法。
33、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
34、本发明通过获取预设工程车辆的激光数据和惯性传感器测量数据，将惯性传感器测量数据进行车辆目标纵向运行速度计算，生成目标纵向运行速度。基于激光数据和目标纵向运行速度对应的初始纵向运行速度进行相对位姿计算，生成相对位姿。基于目标纵向运行速度和相对位姿对应的航向角差异值进行车辆实时速度估计，生成车辆实时速度。将车辆实时速度、航向角差异值和车辆实时速度对应的初始车辆位姿进行车辆位姿估计，生成预设工程车辆对应的目标车辆位姿。解决了现有的车辆自动定位方法通过测量轮子转速或对电机转子进行计数的方式获取的车辆速度读数不可靠，导致得到的车辆定位数据准确度低的技术问题。仅使用激光帧间匹配和惯性传感器采集的数据递推来估计出车辆的实时纵向速度，其中激光帧间匹配的准确性仅依赖于前后两帧激光点云数据，受环境动态变化影响较小，适用于船舱内由于煤料频繁推耙导致的高动态性场景。惯性传感器测量读数也能保证长期的准确有效。使得预设工程车辆在封闭船舱内长期作业时，始终能够准确鲁棒地估计出车辆的实时速度，从而得到预设工程车辆对应的目标车辆位姿。
1.一种封闭环境下车辆自动定位方法，其特征在于，应用于预设工程车辆，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的封闭环境下车辆自动定位方法，其特征在于，所述惯性传感器测量数据包括三轴加速度测量值和三轴姿态角测量值；所述将所述惯性传感器测量数据进行车辆目标纵向运行速度计算，生成目标纵向运行速度的步骤，包括：
3.根据权利要求1所述的封闭环境下车辆自动定位方法，其特征在于，所述激光数据包括第一激光数据和第二激光数据；所述基于所述激光数据和所述目标纵向运行速度对应的初始纵向运行速度进行相对位姿计算，生成相对位姿的步骤，包括：
4.根据权利要求2所述的封闭环境下车辆自动定位方法，其特征在于，所述基于所述目标纵向运行速度和所述相对位姿对应的航向角差异值进行车辆实时速度估计，生成车辆实时速度的步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的封闭环境下车辆自动定位方法，其特征在于，所述将所述车辆实时速度、所述航向角差异值和所述车辆实时速度对应的初始车辆位姿进行车辆位姿估计，生成所述预设工程车辆对应的目标车辆位姿的步骤，包括：
6.一种封闭环境下车辆自动定位系统，其特征在于，应用于预设工程车辆，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的封闭环境下车辆自动定位系统，其特征在于，所述惯性传感器测量数据包括三轴加速度测量值和三轴姿态角测量值；所述目标纵向运行速度生成模块执行以下步骤：
8.根据权利要求6所述的封闭环境下车辆自动定位系统，其特征在于，所述激光数据包括第一激光数据和第二激光数据；所述相对位姿生成模块执行以下步骤：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至5任一项所述的封闭环境下车辆自动定位方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至5任一项所述的封闭环境下车辆自动定位方法。
