[發明專利]一種基于激光雷達的制圖方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201710378189.1
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107179086B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 郭彥明
• 申請（專利權）人: 北京數字綠土科技有限公司
• 主分類號: G01C21/32
• 分類號: G01C21/32;G01C21/20;G01S17/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆;胡彬

本發明實施例公開了一種基于激光雷達的制圖方法、裝置及系統。該方法包括：分別獲取相鄰掃描時段對應的兩幀初始數據幀，采用第一預設算法分別提取兩幀初始數據幀中的點、線和面特征，并采用第二預設算法根據所提取的特征計算第一轉換矩陣，實現兩幀初始數據幀的配準，采用第一預設算法分別提取兩個中間數據幀中的點、線和面特征，并再次配準，將再次配準后得到的局部坐標系下的局部坐標數據幀轉換到全局坐標系并更新地圖。本發明實施例通過采用上述技術方案，能夠提高所得地圖的精度和準確度，并提高繪圖效率，節省系統所占空間及制造成本。

技術領域

本發明實施例涉及數據處理技術領域，尤其涉及一種基于激光雷達的制圖方法、裝置及系統。

背景技術

目前，移動測圖系統在林業資源調查、交通設施監測以及隧道測量等領域已顯現出廣闊的應用前景。全球定位系統(Global Positioning System，GPS)與慣性測量單元(Inertial Measurement Unit，IMU，又可稱慣性導航系統)組合導航幾乎是主流移動測圖系統的標配，但這些系統在GPS信號失效的情況很難有效工作。

SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，同步定位與制圖)技術可以克服上述不足，同時還能降低三維測圖系統整體成本。將SLAM技術應用于移動測量已成為國際上的研究熱點，在現代三維測繪、無人駕駛和智能機器人領域具有廣泛需求。目前流行的移動測量方案主要有三種：基于激光的SLAM、基于雙目視覺的SLAM以及基于深度相機的SLAM。其中，基于激光的SLAM是目前相對穩定及可靠的方式。

然而，現有技術中將SLAM技術應用于基于激光雷達的移動測圖系統時，輸出地圖的精度有待于提高。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種基于激光雷達的制圖方法、裝置及系統，以解決基于激光雷達及SLAM技術的移動測圖系統的輸出地圖精度低的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于激光雷達的制圖方法，包括：

分別獲取相鄰掃描時段對應的第一初始數據幀和第二初始數據幀，其中，初始數據幀中包含激光雷達掃描的點云數據和慣性測量單元采集的導航數據，所述第一初始數據幀對應的掃描時段在所述第二初始數據幀對應的掃描時段之前，且所述第一初始數據幀的序號大于1；

采用第一預設算法分別提取所述第一初始數據幀和所述第二初始數據幀中的點、線和面特征，并采用第二預設算法根據所提取的特征計算第一轉換矩陣，將所述第二初始數據幀乘以所述第一轉換矩陣得到第二中間數據幀；

采用所述第一預設算法分別提取所述第一初始數據幀對應的第一中間數據幀和所述第二中間數據幀中的點、線和面特征，并采用所述第二預設算法根據所提取的特征計算第二轉換矩陣，將所述第二中間數據幀乘以所述第二轉換矩陣得到第二局部坐標數據幀；

將局部坐標系下的第二局部坐標數據幀轉換到全局坐標系并更新地圖。

第二方面，本發明實施例提供了一種基于激光雷達的制圖裝置，包括：

初始數據幀獲取模塊，用于分別獲取相鄰掃描時段對應的第一初始數據幀和第二初始數據幀，其中，初始數據幀中包含激光雷達掃描的點云數據和慣性測量單元采集的導航數據，所述第一初始數據幀對應的掃描時段在所述第二初始數據幀對應的掃描時段之前，且所述第一初始數據幀的序號大于1；

中間數據幀計算模塊，用于采用第一預設算法分別提取所述第一初始數據幀和所述第二初始數據幀中的點、線和面特征，并采用第二預設算法根據所提取的特征計算第一轉換矩陣，將所述第二初始數據幀乘以所述第一轉換矩陣得到第二中間數據幀；