[發明專利]基于三維激光的室內點云地圖生成系統及方法

在審

• 申請號: 201611022380.4
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108088444A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 陳墩金;覃爭鳴
• 申請（專利權）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于三維激光的室內點云地圖生成系統及方法，所述基于三維激光的室內點云地圖生成系統包括：數據采集模塊，用激光傳感器收集點云數據；數據過濾模塊，用濾波器過濾噪聲點和孤立點；數據配準模塊，采用圖像配準方法對局部點云數據進行配準，組成完成的三維點云地圖；數據分割模塊，采用數據分割方法對三維點云地圖進行分割，得到不同平面和不同物體的點云集合數據。本發明方案經過過濾，拼接，降噪、匹配、分割等操作，將離散的點云數據轉換成為完整的三維點云地圖，具有創建準確、完備三維結構的室內環境地圖的特點，為機器人后續的導航和定位提供了準確、完整的地圖依據，故具有很好的可拓展性和穩定性。

技術領域

本發明涉及室內地圖生成技術，具體涉及基于三維激光的室內點云地圖生成系統及方法。

背景技術

隨著各項性能的提高，服務機器人可以在人們日常生活中完成越來越多的任務，比如打掃衛生、移動物體等等。為了使任務完成得更加流暢，機器人必須對周圍的環境進行更詳細和準確的感知和認識。

現在一般機器人大多利用雙目視覺或者二維激光點云地圖來認知環境。雙目視覺非常不穩定，在多種常見情況下都會導致失效，而二維地圖只考慮了某一高度平面的環境信息，太高或者太低的障礙物都不能避免，因此也不能在復雜環境中使用。相比傳統方法而言，三維點云能夠更加真實和精確地對環境加以描述，處理很多二維圖像數據不能解決的問題，適用于包含有各種高度障礙物的復雜室內環境。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，尤其解決現有的二維點云地圖和相機視覺地圖穩定性差，無法得知周圍環境的準確三維結構，且不能在環境光源發生變化時工作的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于三維激光的室內點云地圖生成系統，其中，所述基于三維激光的室內點云地圖生成系統包括：數據采集模塊，用激光傳感器收集點云數據；數據過濾模塊，用濾波器過濾噪聲點和孤立點；數據配準模塊，采用圖像配準方法對局部點云數據進行配準，組成完成的三維點云地圖；數據分割模塊，采用數據分割方法對三維點云地圖進行分割，得到不同平面和不同物體的點云集合數據。

本發明還提供一種基于三維激光的室內點云地圖生成方法，其中，所述基于三維激光的室內點云地圖生成方法包括：S1，采用激光傳感器采集周圍環境的點云數據；S2，對點云數據進行過濾操作；S3，對局部點云數據進行圖像配準操作；S4，對三維點云地圖進行圖像分割操作。

進一步地，所述對點云數據進行過濾操作可使用中值濾波、高斯濾波或其他合適的濾波方法。

進一步地，所述對局部點云數據進行圖像配準操作可為ICP匹配算法或其他適合的點云匹配方法。

進一步地，所述對三維點云地圖進行圖像分割操作可使用kmeans聚類、模糊C均值聚類或其他合適的圖像聚類分割方法。

該發明方案的有益效果在于，經過過濾，拼接，降噪、匹配、分割等操作，將離散的點云數據轉換成為完整的三維點云地圖，具有創建準確、完備三維結構的室內環境地圖的特點，為機器人后續的導航和定位提供了準確、完整的地圖依據，故具有很好的可拓展性和穩定性。

附圖說明

圖1是本發明的實施例的基于三維激光的室內點云地圖生成系統示意圖。

圖2為本發明的實施例的基于三維激光的室內點云地圖生成方法的流程圖。

圖3為本發明的實施例的局部點云圖像匹配某實例效果圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明進行更加詳細與完整的說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。

圖1是根據本發明的實施例的基于三維激光的室內點云地圖生成系統示意圖。