[發明專利]一種基于掃描激光的大尺度三維地形建模方法

無效

• 申請號: 201210287826.1
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN102831646A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 周波;戴先中;馬旭東;錢來
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于掃描激光的大尺度三維地形建模方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）首先采用安裝在移動機器人平臺上的掃描激光對周邊環境進行感知，并通過坐標變換將原始激光數據轉化為三維點云；

（2）其次采用中值濾波方法對點云進行預處理，并構建八叉樹結構完成數據的存儲；

（3）然后采用了基于高斯混合模型的概率化方法對數據進行融合處理，以實時建立地形環境模型；

（4）最后對地形模型中存在的遮擋區域進行檢測和處理以進一步提高模型精度。

2.根據權利要求1所述的一種基于掃描激光的大尺度三維地形建模方法，其特征在于：所述步驟（1）具體為：首先采用安裝在移動平臺上的二維掃描激光對周圍環境進行掃描以獲取環境數據；其次采用卡爾曼濾波的方法利用里程計和GPS數據對移動平臺進行融合定位，以獲得移動平臺的全局坐標；最后在移動平臺的定位和激光對環境掃描的基礎上，結合二維掃描激光在移動平臺的相對位姿將掃描激光的數據轉化為三維點云。

3.根據權利要求1所述的一種基于掃描激光的大尺度三維地形建模方法，其特征在于：所述步驟（2）具體為：首先對點云的采樣點構建權值窗口，通過中值濾波濾除激光的孤立點和混合像素干擾；然后采用八叉樹的數據結構對激光的數據進行存儲，以實現海量點云數據的壓縮存儲。

4.根據權利要求1所述的一種基于掃描激光的大尺度三維地形建模方法，其特征在于：所述步驟（3）具體為：首先對傳感器進行概率化建模，構建高斯描述的傳感器模型，從而將傳感器坐標系中的測量數據轉化為全局坐標系中的高程估計；然后采用高斯分布的3σ值作為不確定性邊界進行高斯關聯實現全局高程估計信息關聯到網格；最后通過構建高斯分布間的馬氏距離對地形進行分類更新。

5.根據權利要求1所述的一種基于掃描激光的大尺度三維地形建模方法，其特征在于：所述步驟（4）具體為：首先根據傳感器測量時間和空間上的相關性，結合移動平臺本身的機械性能特征和越障能力，采用局部窗口檢測的方法對遮擋區域進行檢測；然后對遮擋區域做進一步的處理以進一步提高地形模型的精度。